ios - 自定义着色器 SCNProgram iOS 9 Scenekit

Question

我正在尝试在 SceneKit 中乱搞并自学。基本上，我正在创建一个具有 3 个矩形边和 1 个倾斜 slider 的四边形。

我希望我的纹理在整个表面上拉伸(stretch)和扭曲/变形。

在网上阅读了一些资料，似乎我需要制作一个带有自定义顶点和片段着色器的 SCNProgram 才能获得效果。但是，我似乎无法让纹理遍布整个表面。请需要帮助。 (我是图形编程的新手，因此尝试自学)。

我创建几何体和纹理的 Swift 代码如下:

func geometryCreate() -> SCNNode {  

    let verticesPosition = [  
        SCNVector3Make(0.0, 0.0, 0.0),  
        SCNVector3Make(5.0, 0.0, 0.0),  
        SCNVector3Make(5.0, 5.0, 0.0),  
        SCNVector3Make(0.0, 3.0, 0.0)  
    ]  
    let textureCord =    [CGPoint (x: 0.0,y: 0.0), CGPoint(x: 1.0,y: 0.0), CGPoint(x: 1.0,y: 1.0), CGPoint(x: 0.0,y: 1.0)]  

    let indices: [CInt] = [  
    0, 2, 3,  
    0, 1, 2  
    ]  

    let vertexSource = SCNGeometrySource(vertices: verticesPosition, count: 4)  
    let srcTex = SCNGeometrySource(textureCoordinates: textureCord, count: 4)  
    let date = NSData(bytes: indices, length: sizeof(CInt) * indices.count)  

    let scngeometry = SCNGeometryElement(data: date, primitiveType: SCNGeometryPrimitiveType.Triangles, primitiveCount: 2, bytesPerIndex: sizeof(CInt))  

    let geometry = SCNGeometry(sources: [vertexSource,srcTex], elements: [scngeometry])  
    let program = SCNProgram()  

    if let filepath = NSBundle.mainBundle().pathForResource("vertexshadertry", ofType: "vert") {  
        do {  
            let contents = try NSString(contentsOfFile: filepath, encoding: NSUTF8StringEncoding) as String  
            program.vertexShader = contents  
        } catch {  
            print("**** happened loading vertex shader")  
        }  
    }  


    if let fragmentShaderPath = NSBundle.mainBundle().pathForResource("fragshadertry", ofType:"frag")  
    {  
        do {  
        let fragmentShaderAsAString = try NSString(contentsOfFile: fragmentShaderPath, encoding: NSUTF8StringEncoding)  
        program.fragmentShader = fragmentShaderAsAString as String  
        } catch {  
            print("**** happened loading frag shader")  
        }  
    }  
    program.setSemantic(SCNGeometrySourceSemanticVertex, forSymbol: "position", options: nil)  
    program.setSemantic(SCNGeometrySourceSemanticTexcoord, forSymbol: "textureCoordinate", options: nil)  
    program.setSemantic(SCNModelViewProjectionTransform, forSymbol: "modelViewProjection", options: nil)  
    do {  
        let texture = try GLKTextureLoader.textureWithCGImage(UIImage(named: "stripes")!.CGImage!, options: nil)  

        geometry.firstMaterial?.handleBindingOfSymbol("yourTexture", usingBlock: { (programId:UInt32, location:UInt32, node:SCNNode!, renderer:SCNRenderer!) -> Void in  
                glTexParameterf(GLenum(GL_TEXTURE_2D), GLenum(GL_TEXTURE_WRAP_S), Float(GL_CLAMP_TO_EDGE) )  
                glTexParameterf(GLenum(GL_TEXTURE_2D), GLenum(GL_TEXTURE_WRAP_T), Float(GL_CLAMP_TO_EDGE) )  
                glTexParameterf(GLenum(GL_TEXTURE_2D), GLenum(GL_TEXTURE_MAG_FILTER), Float(GL_LINEAR) )  
                glTexParameterf(GLenum(GL_TEXTURE_2D), GLenum(GL_TEXTURE_MIN_FILTER), Float(GL_LINEAR) )  
                glBindTexture(GLenum(GL_TEXTURE_2D), texture.name)  
        })  
    } catch {  
        print("Texture not loaded")  
    }  

    geometry.firstMaterial?.program = program  
    let scnnode = SCNNode(geometry: geometry)  
    return scnnode  

}

我的顶点着色器是:

attribute vec4 position;  
attribute vec2 textureCoordinate;  
uniform mat4 modelViewProjection;  
varying highp vec2 pos;  
varying vec2 texCoord;  
void main() {  
    texCoord = vec2(textureCoordinate.s, 1.0 - textureCoordinate.t) ;  
    gl_Position = modelViewProjection * position;  
    pos = vec2(position.x, 1.0 - position.y);  
}  

我的片段着色器是:

precision highp float;  
uniform sampler2D yourTexture;  
varying highp vec2 texCoord;  
varying highp vec2 pos;  
void main() {  
    gl_FragColor = texture2D(yourTexture, vec2(pos.x, pos.y));  
} 

我似乎无法让左下角的纹理在整个表面展开。你能帮忙吗？

做一些手动的顶点和碎片着色器杂耍，我可以得到结果，但感觉很不优雅，我很确定它不应该像这样编写特定的代码。

attribute vec4 position;
attribute vec2 textureCoordinate;
uniform mat4 modelViewProjection;
varying highp vec2 pos;

varying vec2 texCoord;

void main() {
    // Pass along to the fragment shader
    texCoord = vec2(textureCoordinate.s, 1.0 - textureCoordinate.t) ;

    // output the projected position
    gl_Position = modelViewProjection * position;
    pos = vec2(position.x, position.y);
}

对片段着色器的更改(其中 0.4 是四边形顶部的斜率):

precision highp float;
uniform sampler2D yourTexture;
varying highp vec2 texCoord;
varying highp vec2 pos;


void main() {

    gl_FragColor = texture2D(yourTexture, vec2(pos.x/5.0, 1.0 - pos.y/(3.0+0.4*pos.x)));
//    gl_FragColor = vec4 (0.0, pos.y/5.0, 0.0, 1.0);
}

这正是我正在寻找的东西，但感觉做事的方式非常错误。

编辑:我正在使用 pos 变量而不是 texCoord，因为 texCoord 给我的结果很奇怪，我真的无法理解:(。

如果我将片段着色器修改为:

precision highp float;
uniform sampler2D yourTexture;
varying highp vec2 texCoord;
varying highp vec2 pos;

void main() {

//    gl_FragColor = texture2D(yourTexture, vec2(pos.x/5.0, 1.0 - pos.y/(3.0+0.4*pos.x)));
    gl_FragColor = texture2D(yourTexture, texCoord);

//    gl_FragColor = vec4 (0.0, pos.y/5.0, 0.0, 1.0);
}

我得到如下图所示的内容:

这对我说我的纹理坐标定义有问题，但我不知道是什么？

EDIT2:进展顺利。根据 Lock 在相关主题上给出的答案，我使用以下方法重新定义了我的 uvs:

let uvSource = SCNGeometrySource(data: uvData,
            semantic: SCNGeometrySourceSemanticTexcoord,
            vectorCount: textureCord.count,
            floatComponents: true,
            componentsPerVector: 3,
            bytesPerComponent: sizeof(Float),
            dataOffset: 0,
            dataStride: sizeof(vector_float2))

现在，当我在片段着色器中使用 texCoord 时，它会给我这样的结果:

它不如我在上面的纹理中得到的弯曲变形那么大。但它的进步。有什么想法可以让我在这个大问题中像图 2 一样平滑吗？

请帮忙。

Answer 1

在片段着色器中，您必须使用 texCoord 而不是 pos 来对纹理进行采样。

另请注意，您不需要程序来为任意几何体制作纹理。您也可以将常规 Material 用于自定义几何形状。如果你想做一些用普通 Material 做不到的事情，你也可以看看着色器修改器，它们比程序更容易使用，并且不需要你手动处理灯光等。