cocos2d-x 强大的 shader 系列:【OpenGL】Shader实例分析(二)- Heart

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【OpenGL】Shader实例分析(二)- Heart

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这片文章将介绍怎么用Shader来绘制一个跳动的心脏。这里会涉及到一些数学知识。先看效果图:

代码如下:

  1. //Createdbyinigoquilez-iq/2013
  2. //LicenseCreativeCommonsAttribution-NonCommercial-ShareAlike3.0UnportedLicense.
  3. //changedbystalendp@gmail.com
  4. Shader"shadertoy/Heart"{//seehttps://www.shadertoy.com/view/XsfGRn
  5. CGINCLUDE
  6. #include"UnityCG.cginc"
  7. #pragmatarget3.0
  8. structvertOut{
  9. float4pos:SV_POSITION;
  10. float4srcPos;
  11. };
  12. vertOutvert(appdata_basev){
  13. vertOuto;
  14. o.pos=mul(UNITY_MATRIX_MVP,v.vertex);
  15. returno;
  16. }
  17. fixed4frag(float4sp:WPOS):COLOR0{
  18. float2p=(2.0*sp.xy-_ScreenParams.xy)/min(_ScreenParams.y,_ScreenParams.x);
  19. p.y-=0.25;
  20. //backgroundcolor
  21. float3bcol=float3(1.0,0.8,0.7-0.07*p.y)*(1.0-0.25*length(p));
  22. //animate
  23. floattt=fmod(_Time.y,1.5)/1.5;
  24. floatss=pow(tt,.2)*0.5+0.5;
  25. ss-=ss*0.2*sin(tt*6.2831*3.0)*exp(-tt*4.0);
  26. p*=float2(0.5,1.5)+ss*float2(0.5,-0.5);
  27. //shape
  28. floata=atan2(p.x,p.y)/3.141593;
  29. floatr=length(p);
  30. floath=abs(a);
  31. floatd=(13.0*h-22.0*h*h+10.0*h*h*h)/(6.0-5.0*h);
  32. //color
  33. floats=1.0-0.5*clamp(r/d,0.0,1.0);
  34. s=0.75+0.75*p.x;
  35. s*=1.0-0.25*r;
  36. s=0.5+0.6*s;
  37. s*=0.5+0.5*pow(1.0-clamp(r/d,1.0),0.1);
  38. float3hcol=float3(1.0,0.5*r,0.3)*s;
  39. float3col=lerp(bcol,hcol,smoothstep(-0.01,0.01,d-r));
  40. returnfloat4(col,1.0);
  41. ENDCG
  42. SubShader{
  43. Pass{
  44. CGPROGRAM
  45. #pragmavertexvert
  46. #pragmafragmentfrag
  47. #pragmafragmentoptionARB_precision_hint_fastest
  48. }
  49. FallBackOff
  50. }

网上有很多关于心形的绘制方法,这里介绍一种。

1. 心形画法的原理

float a = atan2(p.y,p.x)/3.1415;

atan2(p.y,p.x)求的是向量(x,y)所对应的角度。求得的是弧度制的值,除以pi后得到的范围是[0,1];

所以上面的函数就是求得平面上的坐标点所对应向量的角度(被映射到[0,1]之间);

如下图,点p1和p2是屏幕上的不同的两点,但是他们对应的角度是(4/8)*pi(经过上面公式的映射,值为4/8);

下图是个单位圆,p1和p2中间标注的点4/8就是(atan2(p.y,p.x)/3.1415)的值。这个整个标注出来的点(除了p1和p2外)呈现一个心形。所以只要为心形内部和外部染成不同的颜色即可(如下图中,p1染成红色,p2染成背景色)。

方法是用step方法,这里用smoothstep,使得边缘不那么硬,然后结合lerp方法,如下:

floata=atan2(p.y,x)/3.141593;rlength);

float3col=lerp(bcol,68); font-family:Menlo">hcolsmoothstep(-0.01a-r)); // 当p1时,smoothstep返回1;p2时,smoothstep返回0;

这样就可以画半个倒着的心:

翻转xy轴,并取绝对值,

;);floathabs();));

得到:

心太肥了,用下面的函数来调节心形:

,对应的曲线如下:

这样就得到比较ok的心形了,如下:

2. 心形跳动的算法

接下来,结合时间和函数获取一个跳动的心脏:

对应的图像:

正真的效果函数,如下:

对应的代码为:

//animatettfmod(_Time1.5; // 周期为1.5秒sspow2)*0.5+-=*0.2*sin6.28313.0)*exp(-4.0);*=float2()+*); // 不同的轴影响不同,使得心在跳动时,纵向变矮,横向变宽

3. 颜色(待续)

原文链接:https://www.f2er.com/cocos2dx/344842.html

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