opengl - 如何在 GLSL 中实现 2D raycasting 光效

Question

这最初是由@sydd 提出的 here .我对此很好奇，所以我尝试对其进行编码，但在我回答之前它已被关闭/删除，所以就在这里。

问题:如何复制/实现 this 中的 2D 光线转换照明效果GLSL ?

该效果本身从鼠标位置向各个方向转换光线，累积影响像素强度的背景贴图 alpha 和颜色。

所以输入应该是:

鼠标位置

背景RGBA贴图纹理

Answer 1

背景图

好的，我创建了一个测试 RGBA 映射为 2 个图像，其中一个包含 RGB (在左侧)和第二个带有 Alpha channel (在右侧)，因此您可以同时看到它们。粗的它们结合形成单个 RGBA 质地。



我把它们都模糊了一点，以获得更好的边缘视觉效果。

射线转换

因为这应该在 中运行GLSL 我们需要将光线转换到某个地方。我决定在 做这件事片段着色器 .所以算法是这样的:

上 GL 着色器所需的侧通制服这里将鼠标位置作为纹理坐标、纹理的最大分辨率和光传输强度。

上 GL 侧边绘制四边形覆盖整个屏幕，背景纹理(o 混合)

在顶点着色器上只需传递所需的纹理和片段坐标

在每个片段的片段着色器上:

将光线从鼠标位置转换到实际片段位置(在纹理坐标中)

在光线传播过程中累积/整合光属性

如果光强度接近零或达到目标片段位置，则停止。

顶点着色器

// Vertex
#version 420 core
layout(location=0) in vec2 pos;     // glVertex2f <-1,+1>
layout(location=8) in vec2 txr;     // glTexCoord2f  Unit0 <0,1>
out smooth vec2 t1;                 // texture end point <0,1>
void main()
    {
    t1=txr;
    gl_Position=vec4(pos,0.0,1.0);
    }

片段着色器

// Fragment
#version 420 core
uniform float transmit=0.99;// light transmition coeficient <0,1>
uniform int txrsiz=512;     // max texture size [pixels]
uniform sampler2D txrmap;   // texture unit for light map
uniform vec2 t0;            // texture start point (mouse position) <0,1>
in smooth vec2 t1;          // texture end point, direction <0,1>
out vec4 col;
void main()
    {
    int i;
    vec2 t,dt;
    vec4 c0,c1;
    dt=normalize(t1-t0)/float(txrsiz);
    c0=vec4(1.0,1.0,1.0,1.0);   // light ray strength
    t=t0;
    if (dot(t1-t,dt)>0.0)
     for (i=0;i<txrsiz;i++)
        {
        c1=texture2D(txrmap,t);
        c0.rgb*=((c1.a)*(c1.rgb))+((1.0f-c1.a)*transmit);
        if (dot(t1-t,dt)<=0.000f) break;
        if (c0.r+c0.g+c0.b<=0.001f) break;
        t+=dt;
        }
    col=0.90*c0+0.10*texture2D(txrmap,t1);  // render with ambient light
//  col=c0;                                 // render without ambient light
    }

最后结果:



动画 256 色 GIF:



由于 8 位截断，GIF 中的颜色略有失真。此外，如果动画停止刷新页面或在 decend gfx 查看器中打开。