GLSL片段着色器-绘制简单的粗曲线

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了GLSL片段着色器-绘制简单的粗曲线相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

我试图在片段着色器中绘制一条非常简单的曲线,其中有一个水平部分,一个过渡部分,然后是另一个水平部分。看起来如下:

enter image description here

我的方法:

而不是使用贝塞尔曲线(那样会使厚度变得更复杂),我尝试采取捷径。基本上,我只需要使用一个平滑步骤即可在水平线段之间过渡,从而获得不错的曲线。为了计算曲线的粗细,对于任何给定的片段x,我都会计算y并最终计算线上应为(x,y)的坐标。不幸的是,这并不是计算到曲线的最短距离,如下所示。

enter image description here

下面是一个图表,可能有助于了解我遇到的功能。

Drawn imagine in shader

// Start is a 2D point where the line will start
// End is a 2d point where the line will end
// transition_x is the "x" position where we're use a smoothstep to transition between points

float CurvedLine(vec2 start, vec2 end, float transition_x) {

  // Setup variables for positioning the line
  float curve_width_frac = bendWidth; // How wide should we make the S bend
  float thickness = abs(end.x - start.x) * curve_width_frac; // normalize 
  float start_blend = transition_x - thickness;
  float end_blend = transition_x + thickness;

  // for the current fragment, if you draw a line straight up, what's the first point it hits?
  float progress_along_line = smoothstep(start_blend, end_blend, frag_coord.x); 
  vec2 point_on_line_from_x = vec2(frag_coord.x, mix(start.y,end.y, progress_along_line)); // given an x, this is the Y

  // Convert to application specific stuff since units are a little odd
  vec2 nearest_coord = point_on_line_from_x * dimensions;
  vec2 rad_as_coord = rad * dimensions;

  // return pseudo distance function where 1 is inside and 0 is outside
  return 1.0 - smoothstep(lineWidth * dimensions.y, lineWidth * 1.2 * dimensions.y, distance(nearest_coord, rad_as_coord));

  // return mix(vec4(1.0), vec4(0.0), s));
}

因此,我熟悉给定的线段或线段,计算到该线的最短距离,但是我不太确定如何使用此弯曲段来解决。任何建议将不胜感激。

答案

我会在两遍中做到这一点:

  1. 渲染细曲线

    尚未使用目标颜色,而是使用BW /灰度...黑色背景白线使下一步更容易。

  2. 平滑原始图像和阈值

    因此,只需使用任何FIR平滑或高斯模糊,即可使颜色流失最多厚度距离的一半。在此之后,将结果限制在背景范围内,然后重新着色为所需的颜色。平滑需要将#1中的渲染图像作为输入。您可以对圆形蒙版使用简单的卷积:

    0 0 0 1 1 1 0 0 0
    0 0 1 1 1 1 1 0 0
    0 1 1 1 1 1 1 1 0
    1 1 1 1 1 1 1 1 1
    1 1 1 1 1 1 1 1 1
    1 1 1 1 1 1 1 1 1
    0 1 1 1 1 1 1 1 0
    0 0 1 1 1 1 1 0 0
    0 0 0 1 1 1 0 0 0
    

    btw。像这样的卷积后的颜色强度将是距中心的距离的函数,因此如果需要,可以将其用作纹理坐标或阴影参数...

    也可以使用2个嵌套的for循环代替卷积矩阵:

    // convolution
    col=vec4(0.0,0.0,0.0,0.0);
    for (y=-r;y<=+r;y++)
     for (x=-r;x<=+r;x++)
      if ((x*x)+(y*y)<=r*r)   
       col+=texture2D(sampler,vec2(x0+x*mx,y0+y*my));
    // threshold & recolor
    if (col.r>threshold) col=col_curve; // assuming 1st pass has red channel used
     else col=col_background;
    

    其中x0,y0是片段在纹理中的位置,mx,my从像素缩放为纹理坐标比例。另外,当x+x0y+y0可能在纹理之外时,您还需要处理边缘情况。

请注意,曲线越粗,曲线越慢。对于更大的厚度,更快地应用较小的半径平滑几次(通过次数更多)会更快

这里有一些相关的QA,可能涵盖了一些步骤:

以上是关于GLSL片段着色器-绘制简单的粗曲线的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

GLSL-片段着色器不同部分的精度不同

用于片段着色器的 OpenGL GLSL 绑定采样器

带有片段着色器的 GLSL 仅渲染黑色 GL_POINTS

片段着色器不会在 OpenGL GLSL 中创建像光一样的渐变

GLSL:使用片段着色器进行对象翻译

使用片段着色器在特定位置绘制完美的水平线