是否可以在片段着色器中绘制线条粗细？

Question

考虑到我使用 GL_LINES 绘制线条，是否可以在片段着色器中添加线条粗细？我看到的大多数示例似乎仅访问片段着色器中基元内的纹素，而线厚度着色器需要写入线基元外部的纹素以获得粗细。然而，如果可能的话，一个非常小的、基本的例子就太好了。

Answer 1

片段着色器可以做很多事情。只要看看有些人在做什么。我自己距离那个水平还很远，但是这段代码可以给你一个想法：

#define resolution vec2(500.0, 500.0)
#define Thickness 0.003

float drawLine(vec2 p1, vec2 p2) {
  vec2 uv = gl_FragCoord.xy / resolution.xy;

  float a = abs(distance(p1, uv));
  float b = abs(distance(p2, uv));
  float c = abs(distance(p1, p2));

  if ( a >= c || b >=  c ) return 0.0;

  float p = (a + b + c) * 0.5;

  // median to (p1, p2) vector
  float h = 2 / c * sqrt( p * ( p - a) * ( p - b) * ( p - c));

  return mix(1.0, 0.0, smoothstep(0.5 * Thickness, 1.5 * Thickness, h));
}

void main()
{
  gl_FragColor = vec4(
      max(
        max(
          drawLine(vec2(0.1, 0.1), vec2(0.1, 0.9)),
          drawLine(vec2(0.1, 0.9), vec2(0.7, 0.5))),
        drawLine(vec2(0.1, 0.1), vec2(0.7, 0.5))));
}

另一种选择是使用

texture2D

检查附近像素的颜色 - 这样您可以使图像发光或变厚（例如，如果任何调整像素是白色 - 使当前像素白色，如果附近像素旁边是白色- 将当前像素设为灰色）。

Answer 2

不，在片段着色器中仅使用

GL_LINES

是不可能的。这是因为 GL 限制您只能在提交给光栅器的几何图形上进行绘制，因此您需要使用包含锯齿状原始线以及任何平滑顶点的几何图形。例如，您可以使用几何着色器将线扩展到理想线周围的四边形（或者实际上是两个三角形），这可以构成一条粗线。

一般来说，如果生成更大的几何体（包括全屏四边形），则可以使用片段着色器来绘制平滑的线条。

这里关于该主题的精彩讨论（带有代码示例）。

Answer 3

这是我的方法。令 p1 和 p2 为定义直线的两个点，令 point 为要测量其与直线距离的点。点很可能是 gl_FragCoord.xy / 分辨率；

这是函数。

float distanceToLine(vec2 p1, vec2 p2, vec2 point) {
    float a = p1.y-p2.y;
    float b = p2.x-p1.x;
    return abs(a*point.x+b*point.y+p1.x*p2.y-p2.x*p1.y) / sqrt(a*a+b*b);
}

然后在您的 mix 和 smoothstep 函数中使用它。

另请查看这个答案： https://stackoverflow.com/a/9246451/911207

Answer 4

要在片段着色器中绘制一条线，我们应该检查当前像素（UV）是否在线位置上。 （仅使用片段着色器代码效率不高！这仅用于使用 glslsandbox 进行测试） 可接受的 UV 点应具备以下两个条件：

1- (uv, pt1) 之间的最大允许距离应小于 (pt1, pt2) 之间的距离。 在此条件下，我们创建一个以 pt2 为中心且radious = distance(pt2, pt1) 的假定圆，并且还可以防止绘制比

distance(pt2, pt1)

更长的线。

2- 对于每个 UV，我们假设一个假设的圆，其连接点位于

line(pt2,pt1)

的 ptc 位置上。 如果 UV 和 PTC 之间的距离小于线刻度，我们选择该 UV 作为线点。

在我们的代码中：

r = distance (uv, pt1) / distance (pt1, pt2)

给我们一个 0 到 1 之间的值。 我们在 pt1 和 pt2 之间插入一个点 (ptc)，其值为 r

代码：

#ifdef GL_ES
precision mediump float;
#endif
    
uniform float time;
uniform vec2 mouse;
uniform vec2 resolution;
    
float line(vec2 uv, vec2 pt1, vec2 pt2,vec2 resolution) {
  float clrFactor = 0.0;
  float tickness = 3.0 / max(resolution.x, resolution.y);  //only used for tickness
        
  float r  = distance(uv, pt1) / distance(pt1, pt2);
        
  if(r <= 1.0) // if desired Hypothetical circle in range of vector(pt2,pt1)
    {
        vec2 ptc = mix(pt1, pt2, r); // ptc = connection point of Hypothetical circle and line calculated with interpolation
        float dist = distance(ptc, uv);  // distance betwenn current pixel (uv) and ptc
        if(dist < tickness / 2.0) {
          clrFactor = 1.0;
        } 
   }
  return clrFactor;
}

void main() {
  vec2 uv = gl_FragCoord.xy / resolution.xy; //current point
  //uv = current pixel
  //      0 < uv.x < 1 , 0 < uv.x < 1
  //      left-down= (0,0)
  //      right-top= (1,1)
  vec2 pt1 = vec2(0.1, 0.1);  //line point1 
  vec2 pt2 = vec2(0.8, 0.7);  //line point2 
    
  float lineFactor = line(uv, pt1, pt2, resolution.xy);
  vec3 color = vec3(.5, 0.7 , 1.0);
  gl_FragColor = vec4(color * lineFactor , 1.);
}

Answer 5

一个简单的技巧是在顶点着色器中添加抖动： gl_Position += vec4(delta, delta, delta, 0.0); 其中 delta 是像素大小，即 1.0/viewsize

使用零进行两次画线传递，然后使用增量作为抖动（作为均匀传递）。