GLSL ES - 使用重复将纹理从直角坐标映射到极坐标

Question

我需要将矩形纹理扭曲为具有极坐标的纹理。为了阐明我的问题，我将说明它：

我有图像：

我必须使用着色器将其变形为如下所示：

然后我要把它映射到飞机上。我怎样才能做到这一点？任何帮助将不胜感激！

Answer 1

这不是特别难。您只需要将纹理坐标转换为极坐标，并使用纹理s方向的半径和方向的方位角t。

假设您想以这种方式对四边形进行纹理处理，并且还假设您为此使用标准 texcoords，那么左下角的顶点将具有 (0,0)，右上角的 (1,1) 作为纹理坐标。

所以在片段着色器中，您只需要将内插的 texcoords（tc用于此）转换为极坐标。由于中心将在 (0.5, 0.5)，我们必须先抵消它。

 vec2 x=tc - vec2(0.5,0.5);
 float radius=length(x);
 float angle=atan(x.y, x.x);

现在您需要做的就是将范围映射回 [0,1] 纹理空间。此处的最大半径为 0.5，因此您可以简单地2*radius用作s坐标，角度将在 [-pi,pi] 中，因此您应该将其映射到 [0,1] 作为t坐标。

更新1

到目前为止，我遗漏了一些细节。从您的图像中可以明显看出，您不希望将内圈映射到纹理。但这可以很容易地合并。我只是假设这里有两个半径：r_inner，它是内圆的半径，以及 r_outer，它是您想要映射外部的半径。让我为此勾画一个简单的片段着色器：

#version ...
precision ...

varying vec2 tc; // texcoords from vertex shader
uniform sampler2D tex;

#define PI 3.14159265358979323844

void main ()
{
    const float r_inner=0.25; 
    const float t_outer=0.5; 

    vec2 x = v_tex - vec2(0.5);
    float radius = length(x);
    float angle = atan(x.y, x.x);

    vec2 tc_polar; // the new polar texcoords
    // map radius so that for r=r_inner -> 0 and r=r_outer -> 1
    tc_polar.s = ( radius - r_inner) / (r_outer - r_inner);

    // map angle from [-PI,PI] to [0,1]
    tc_polar.t = angle * 0.5 / PI + 0.5;

    // texture mapping
    gl_FragColor = texture2D(tex, tc_polar);
}

现在还缺少一个细节。上面生成的映射会为图像中有黑色的任何位置生成超出 [0,1] 范围的 texcoord。但是纹理采样不会在这里自动给出黑色。最简单的解决方案是仅使用GL_CLAMP_TO_BORDER模式 for GL_TEXTURE_WRAP_S（默认边框颜色将是(0,0,0,0)这样，您可能不需要指定它，或者如果您使用 alpha 混合并且不想要任何透明度，则可以GL_TEXTURE_BORDER_COLOR明确设置为(0,0,0,1)）。这样，您将免费获得黑色。其他选项将使用低于 0 或高于 1，但我不建议在此用例中使用。GL_CLAMP_TO_EDGE在纹理的左端和右端并添加一个黑色像素列。另一种方法是向着色器添加一个分支并检查tc_polar.s