如何在GLSL中实现2D光线投射光效果

Question

这最初是@sydd 在这里询问的。我对此很好奇，所以我尝试对其进行编码，但是在我回答之前，它已被关闭/删除，所以就在这里。

问题：如何在GLSL中复制/实现这种 2D射线投射照明效果？

效果本身将光线从鼠标位置投射到各个方向，从而累积了背景贴图的alpha和影响像素强度的颜色。

因此输入应为：

• 滑鼠位置
• 背景RGBA地图纹理

Answer 1

1. 背景图

   好的，我创建了一个测试RGBA贴图，它是2张图像，其中一张包含RGB（左侧），第二张包含alpha通道（右侧），因此您可以同时看到它们。粗略地将它们组合以形成单个RGBA纹理。

   

   我对它们都做了一些模糊处理，以便在边缘上获得更好的视觉效果。

2. 射线铸造

   因为这应该在GLSL中运行，所以我们需要将射线投射到某个地方。我决定在片段着色器中执行此操作。所以算法是这样的：

   1. 在GL侧，着色器需要使用统一的制服这里的鼠标位置是纹理坐标，纹理的最大分辨率和透光强度。
   2. 在GL侧面绘制四边形，覆盖整个屏幕，并带有背景纹理（o混合）
   3. 在顶点着色器上，只需传递所需的纹理和片段坐标

   4. 在每个片段的片段着色器上：

      • 将射线从鼠标位置投射到实际片段位置（在纹理坐标中）
      • 在光线传播过程中累积/积分光属性
      • 如果光线强度接近零或达到目标碎片位置，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
    }

最后是结果：

动画256色GIF：

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