GLSL内置函数学习

两个学习Shader的网站:
ShaderToy
GLSL

注:下面的效果都是在ShaderToy网站上进行演示的。

纹理坐标归一化

void mainImage( out vec4 fragColor, in vec2 fragCoord ){
     //纹理坐标  (0 ~ 1)
    vec2 uv = fragCoord/iResolution.xy;
   // fragColor = vec4(uv.x,0.,0.,1.0); //沿X轴方向的颜色渐变  黑到红
    fragColor = vec4(uv.y,0.,0.,1.); //沿Y轴方向的颜色渐变  黑到红
}

1-1

smoothstep()函数

$\begin{gather} 如果e_0 < e_1:\\ y = smoothstep(e_0,e_1,x) \\ 若 \ x<e_0:y=0; \\ 若 \quad e_0\leq x \leq e_1:y= 3x^2 - 2x^3;\\ 若 e_1<x:y=1;\\ 如果e_0 > e_1:则与上面的情况刚相反 \end{gather}$

    float c = smoothstep(r,r-blur,d); c在小于(r-blur)的时候等于1,大于r的时候等于0
    float c = smoothstep(r-blur,r,d); c在小于(r-blur)的时候等于0,大于r的时候等于1

 // 绘制一个圆形
 void mainImage( out vec4 fragColor, in vec2 fragCoord ){
 
    vec2 uv = fragCoord/iResolution.xy;
    uv -= .5;
    //uv 取值为 -0.5 ~ 0.5 
    uv.x *= iResolution.x / iResolution.y;
    float r = length(uv); //sqrt(uv.x * uv.x + uv.y * uv.y) 很多个圆
    float c = smoothstep(0.3,0.28,r); // < 0.28 = 1  > 0.3 = 0
    //fragColor = vec4(c,0.,0.,1.0); 
    fragColor = vec4(.8,.2,0.3,0.0) * c; //颜色 * 形状  
}

1-2

fract()函数
获取小数部分
$fract(x) = x - floor(x)$

clamp()函数

函数: clamp(x, min, max)
x : 输入值
min : 最小值
max : 最大值
return : 根据输入的x，返回介于 min 与 max 之间的值。
描述 : 当 x < min时，返回min，当 x > max 时，返回 max

函数原型

template<class T>
T Clamp(T x, T min, T max)
{
    if (x > max)
        return max;
    if (x < min)
        return min;
    return x;
}

mix()函数

函数接口mix(x, y, level);
x, y : 输入值
level : 插值系数
return : 返回插值结果
描述 : dest = x * (1 - level) + y * level;

  vec3 col = vec3(1.0,1.0,0.0) * c1 + vec3(1.0,0.0,0.0) * c2; 
  fragColor = vec4(vec3(col),1.0);

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如果把 "+" 改成 "-",则情况如下:

vec3 col = vec3(1.0,1.0,0.0) * c1 - vec3(1.0,0.0,0.0) * c2; 
等同于 =>
vec3 col = vec3(1.0,1.0,0.0) * c1 + vec3(-1.0,-0.0,-0.0) * c2; c2就变为黑色的了

length()函数
$length(uv) = \sqrt{uv.x^2 + uv.y^2}$

1-4

R = 0.1,0.2,....

的图像是一个圆环

dot()函数
dot 表示两个向量的"点"积

vec2 p; //一个二维向量
float r = sqrt(dot(p,p)) = length(p)

$dot(\vec{a},\vec{b}) = \vec{a}\cdot \vec{b} = |a|*|b|cosθ$ 表示两个向量的模乘上向量之间的夹角的余弦函数。

atan()函数

$atan()$ 函数是正切函数 $\tan()$ 的反函数，即为 $arctan()$ 函数。

   vec2 uv = fragCoord/iResolution.xy;
   float r = atan(uv.x,1.);
   vec3 col = vec3(r);
   fragColor = vec4(col,1.0);

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