GLSL——常用内建函数与应用
STEP函数
step(a, b);当b > a时, 返回1;当b < a时,返回0。
函数原型
float step(float a, float x)
{if (a < x){return x;}else{return a;}
}
应用
对控件着色时,x坐标小于0.5时,使用黑色渲染;x坐标大于0.5时,使用红色渲染。
代码段
varying mediump vec2 texCoord0;void main()
{precision mediump float;float color = 0.;
// 使用step函数原型实现
// if (texCoord0.x > 0.5)
// {
// color = 1.;
// }
// else
// {
// color = 0.;
// }//使用step函数实现color = step(0.5, texCoord0.x);gl_FragColor = vec4(vec3(color, 0., 0.), 1.);
}
效果
MIX
mix(colorA, colorB, weight); 两种颜色混合渲染,weight为colorB的渲染权重,1-weight为colorA的渲染权重,应用于颜色混合叠加效果。
函数原型
vec4 mix(vec4 colorA, vec4 colorB, float a)
{return x * (1 - a) + y * a;
}
应用
将黑色和红色进行混合,黑色权重按x坐标增加
代码段
varying mediump vec2 texCoord0;void main()
{precision mediump float;vec4 colorRed = vec4(1.0, 0., 0., 1.);vec4 colorBlack = vec4(0., 0., 0., 1.);//使用mix原型实现//gl_FragColor = colorRed * (1 - texCoord0.x) + colorBlack * texCoord0.x;//使用mix函数实现 gl_FragColor = mix(colorRed, colorBlack, texCoord0.x);
}
效果
CLAMP
clamp(x, min, max);当x大于max时,返回max, 当x小于min时,返回min,当x介于min和max之间时,返回x本身
函数原型
float clamp(float x, float min, float max)
{if (min > x){return min;}else if (min < x && max > x){return x;}else{return max;}
}
应用
当x小于0.4时,使用红色通道值为0.4渲染,当x大于0.8时,使用红色通道值为0.8进行渲染,在0.4和 0.8之间进行红色通道由0.4到0.8渐变
代码段
varying mediump vec2 texCoord0;void main()
{precision mediump float;float color = 0.;//使用if条件判断实现
// if (texCoord0.x < 0.4)
// {
// color = 0.4;
// }
// else if (0.4 < texCoord0.x && texCoord0.x < 0.8)
// {
// color = texCoord0.x;
// }
// else
// {
// color = 0.8;
// }//使用clamp实现color = clamp(texCoord0.x, 0.4, 0.8);gl_FragColor = vec4(vec3(color, 0., 0.), 1.);
}
效果
LENGTH
length(a); 返回向量a的长度
length(float a);
length(vec2 vec);
length(vec3 vec);
length(vec4 vec);
应用
画一个圆,圆心坐标center(0.5, 0.5),半径radio为0.5,背景为黑色,圆红色。当任意一点到圆心的距离小于半径时,画圆,使用length计算点到圆心的距离
代码段
varying mediump vec2 texCoord0;void main()
{precision mediump float;//圆的颜色vec4 colorCircle = vec4(1.0, 0., 0., 1.);//背景色vec4 colorBg = vec4(0., 0., 0., 1.);//圆心vec2 center = vec2(0.5, 0.5);//半径float radio = 0.5;//使用length计算任意点到圆心的距离float d = length(texCoord0 - center);if (d < radio){gl_FragColor = colorCircle;}else{gl_FragColor = colorBg;}
}
效果
DISTANCE
distance(a, b);返回a和b之间的距离,即 d = sqrt(a * a + b * b) ;
应用
在上图使用了length函数计算任意点到圆心的距离,也可以使用distance函数来计算任意点到圆心的距离
代码段
varying mediump vec2 texCoord0;void main()
{precision mediump float;//圆的颜色vec4 colorCircle = vec4(1.0, 0., 0., 1.);//背景色vec4 colorBg = vec4(0., 0., 0., 1.);//圆心vec2 center = vec2(0.5, 0.5);//半径float radio = 0.5;//任意点掉圆心的距离float d = distance(texCoord0, center);if (d < radio){gl_FragColor = colorCircle;}else{gl_FragColor = colorBg;}
}
效果和length一样
SMOOTHSTEP
smoothstep(edg0, edg1, x); edg0左边缘,edg1右边缘,使x在edg0和edg1区间内进行平滑处理。返回值在[0, 1]区间内,当x > edg1时,返回1,当x < edg0时,返回0,当x在edg0和edg1之间时,返回x
函数原型
float smoothstep(float edg0, float edg1, float x)
{//对x进行归一化处理float t = clamp((x - edg0) / (edg1 - edg0), 0., 1.);//对归一化处理后的结果进行平滑处理return (3 - 2 * x) * x * x;
}
应用
在上面用length函数和distance画了个圆,但是画的圆边缘有锯齿,是圆看起来比较生硬,那么如何让圆的边缘更圆滑呢?使用smoothstep函数就是个很好的处理方法,核心是给圆的边缘预留一定的区间,在此区间内进行边缘和边缘的外界颜色、透明度的渐变。在上面画的圆中,圆的半径是radio,那么可以给定一个区间radio - blur或radio + blur,在此区间内进行颜色、透明度的渐变处理
代码段
varying mediump vec2 texCoord0;void main()
{precision mediump float;//圆心vec2 center = vec2(0.5, 0.5);//半径float radio = 0.5;//定义边缘区间float blur = 0.025;//计算任意点到圆心的距离float d = distance(texCoord0, center);//对d进行平滑处理,当d大于radio时,返回1,当d小于radio-blur时,返回0,//当d在radio-blur和radio之间时,进行模糊化平滑处理//因为我们要画的圆石红色,背景是黑色,所以要加上1.-float d1 = 1.-smoothstep(radio - blur, radio, d);//gl_FragColor = mix(colorBg, colorCircle, d1); gl_FragColor = vec4(vec3(d1, 0., 0.), 1.);
}
效果
可以看到,圆的边缘已经没有锯齿效果了,可以通过blur值来调整平滑程度
如果用两个smoothstep函数相减会得到什么效果呢?
代码段
varying mediump vec2 texCoord0;void main()
{precision mediump float;//横坐标乘以纵横比写在vertexshader中
// texCoord0.x *= (200.0/100.0);//圆心vec2 center = vec2(0.5, 0.5);//半径float radio = 0.5;float radio1 = 0.4;//定义边缘区间float blur = 0.025;//计算任意点到圆心的距离float d = distance(texCoord0, center);//对d进行平滑处理,当d大于radio时,返回1,当d小于radio-blur时,返回0,//当d在radio-blur和radio之间时,进行模糊化平滑处理//因为我们要画的圆石红色,背景是黑色,所以要加上1.-float d1 = (1.-smoothstep(radio - blur, radio, d)) - (1. - smoothstep(radio1 - blur, radio1, d));//gl_FragColor = mix(colorBg, colorCircle, d1); gl_FragColor = vec4(vec3(d1, 0., 0.), 1.);
}
效果图
那么,想乘呢?
代码段
varying mediump vec2 texCoord0;void main()
{precision mediump float;//横坐标乘以纵横比写在vertexshader中
// texCoord0.x *= (200.0/100.0);//圆心vec2 center = vec2(0.5, 0.5);//半径float radio = 0.5;float radio1 = 0.4;//定义边缘区间float blur = 0.025;//计算任意点到圆心的距离float d = distance(texCoord0, center);//对d进行平滑处理,当d大于radio时,返回1,当d小于radio-blur时,返回0,//当d在radio-blur和radio之间时,进行模糊化平滑处理//因为我们要画的圆石红色,背景是黑色,所以要加上1.-float d1 = (1.-smoothstep(radio - blur, radio, d)) * (1. - smoothstep(radio1 - blur, radio1, d));//gl_FragColor = mix(colorBg, colorCircle, d1); gl_FragColor = vec4(vec3(d1, 0., 0.), 1.);
}
效果图
通过上述效果可以看到,两个smoothstep相减,可以获得除去作为减数smoothstep以外图案,相乘可以得到除去被减数smoothstep以外的部分
LERP
lerp(a, b, x);当x=0时,返回a,当x=1时,返回b,否则返回a和b的差值
函数原型
float lerp (float a, floatb, float x)
{a + x * (b - a);
}
应用
当x越接近0时,返回值月接近a,当x越接近1时,返回值越接近b,通过这一特性,可用来做一些渐变的效果,比如,从坐标中心向四周渐变的效果
代码段
varying mediump vec2 texCoord0;void main()
{precision mediump float;vec4 colorBlack = vec4(0., 0., 0., 1.);//有中间向两边渐变成黑色gl_FragColor = lerp(0., 1., length(texCoord0 - 0.5)) * colorBlack;
}
效果图
先更新这么多,有时间继续更行其他内建函数。
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