WebAssembly: Projetos Práticos para Aprender e Aplicar – Guia Completo para Iniciantes

WebAssembly: Projetos Práticos para Aprender e Aplicar – Guia Completo para Iniciantes






Projetos práticos para aprender WebAssembly


Projeto 1 — Calculadora de alto desempenho com Rust + WebAssembly

Objetivo: construir uma calculadora de operações aritméticas básicas exposta via WebAssembly para uso direto no JavaScript, destacando o tempo de compilação, a memória alocada e a interface de bindings.

Arquitetura: função Rust compilada para WASM usando wasm-bindgen, exportando uma API simples que pode ser consumida por código JS mínimo. O foco aqui é medir o impacto de chamadas entre JS e WASM e entender como as wasm memory funciona na prática.

Como implementar (visão geral):

  • Escrever uma função simples em Rust e expô-la para JS com a macro #[wasm_bindgen].
  • Gerar o pacote WASM com wasm-pack e expor o bundle JS que importará o módulo WASM.
  • Consumir a função a partir de JavaScript com uma pequena camada de inicialização assíncrona.
  • Medir custo de chamadas, latência e overhead de transferência de dados entre o ambiente JS e o WASM.

Notas de produção: prefira manter lógica intensiva em cálculo dentro do WASM, expondo apenas o mínimo necessário para o código JS, usando estruturas simples de dados para evitar cópias desnecessárias.

Projeto 2 — Filtro de imagem grayscale com WebAssembly

Objetivo: demonstrar processamento de bitmap com WASM, recebendo um buffer de pixels RGBA e retornando um buffer modificado sem alocar memória adicional desnecessária.

Abordagem prática: a parte crítica fica no laço de processamento, onde cada pixel recebe um novo valor de luminância com base em coeficientes perceptuais. O wrapper em JS transmite o buffer para o WASM, invoca o processamento e recebe o buffer de volta para renderização no canvas.

Benefícios: WASM oferece throughput estável para operações intensivas em CPU, mantendo a UI responsiva já que o código de processamento roda fora da thread principal (quando emparelhado com Web Workers, por exemplo).

Considerações: evitar cópias desnecessárias entre buffer JS e memória WASM; usar a memória compartilhada sempre que possível; validar tamanhos e alinhamentos de dados para evitar leitura fora dos limites.

Projeto 3 — Game of Life com WASM para desempenho

Objetivo: mover o coração de uma simulação celular para WebAssembly, mantendo a linha de renderização no JS e o cálculo das próximas gerações no WASM para obter atualizações mais suaves em telas com alta resolução.

Estrutura sugerida: representar o grid como uma matriz plana (1D) para facilitar o acesso por índice, atualizar estado com uma função WASM que calcula a próxima geração, e expor uma função para retornar o estado atual para renderização no canvas.

Benefícios técnicos: maior taxa de quadros em grids grandes, menores gargalos na lógica de atualização e uma separação clara entre lógica de cálculo (WASM) e renderização (JS).

Desafios: manuseio de memória para grids grandes, sincronização entre pthreads/Web Workers (quando aplicável) e o compartilhamento de buffers entre WASM e JS.

Projeto 4 — Biblioteca numérica modular para uso em aplicações web

Objetivo: criar uma pequena biblioteca de utilitários matemáticos (vetores, operações lineares simples) compilada para WASM e consumida por código JS, com foco em operações vetoriais comuns usadas em animações, jogos simples e visualizações de dados.

Conteúdos-chave: facilitar operações como dot product, normalização, soma de vetores, escalonamento de números, além de garantias de desempenho por meio de memória contígua no WASM e bindings limpos para JS.

Estratégias de integração: expose funções tipicamente usadas por UI, mantendo a API estável para evoluções, com documentação clara de tipos e formatos de dados aceitos pelo WASM.

// src/lib.rs
use wasm_bindgen::prelude::*;

#[wasm_bindgen]
pub fn add(a: i32, b: i32) -> i32 {
  a + b
}