本文将介绍怎么用shader来绘制一个跳动的心脏。这里会涉及到一些数学知识。先看效果图：
源代码如下：
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// created by inigo quilez - iq/2013// license creative commons attribution-noncommercial-sharealike 3.0 unported license.// changed by stalendp@gmail.comshader "shadertoy/heart" { // see https://www.shadertoy.com/view/xsfgrn cginclude #include "unitycg.cginc" #pragma target 3.0 struct vertout { float4 pos:sv_position; float4 srcpos; }; vertout vert(appdata_base v) { vertout o; o.pos = mul (unity_matrix_mvp, v.vertex); return o; } fixed4 frag(float4 sp:wpos) : color0 { float2 p = (2.0*sp.xy - _screenparams.xy) / min(_screenparams.y, _screenparams.x); p.y -= 0.25; //background color float3 bcol = float3(1.0,0.8,0.7-0.07*p.y) * (1.0 - 0.25*length(p)); // animate float tt = fmod(_time.y, 1.5)/1.5; float ss = pow(tt,.2) * 0.5 + 0.5; ss -= ss*0.2*sin(tt*6.2831*3.0)*exp(-tt*4.0); p *= float2(0.5, 1.5) + ss * float2(0.5, -0.5); // shape float a = atan2(p.x,p.y)/3.141593; float r = length(p); float h = abs(a); float d = (13.0*h - 22.0*h*h + 10.0*h*h*h)/(6.0-5.0*h); // color float s = 1.0-0.5*clamp(r/d,0.0,1.0); s = 0.75 + 0.75*p.x; s *= 1.0-0.25*r; s = 0.5 + 0.6*s; s *= 0.5+0.5*pow( 1.0-clamp(r/d, 0.0, 1.0 ), 0.1 ); float3 hcol = float3(1.0,0.5*r,0.3)*s; float3 col = lerp( bcol, hcol, smoothstep( -0.01, 0.01, d-r) ); return float4(col,1.0); } endcg subshader { pass { cgprogram #pragma vertex vert #pragma fragment frag #pragma fragmentoption arb_precision_hint_fastest endcg } } fallback off } |
网上有很多关于心形的绘制方法，这里介绍一种。
1. 心形画法的原理
float a = atan2(p.y,p.x)/3.1415;
atan2(p.y,p.x)求的是向量(x,y)所对应的角度。求得的是弧度制的值，除以pi后得到的范围是［0，1］；
所以上面的函数就是求得平面上的坐标点所对应向量的角度（被映射到［0，1］之间）；
如下图，点p1和p2是屏幕上的不同的两点，但是他们对应的角度是(4/8)*pi（经过上面公式的映射，值为4/8）；
下图是个单位圆，p1和p2中间标注的点4/8就是（atan2(p.y,p.x)/3.1415）的值。这个整个标注出来的点（除了p1和p2外）呈现一个心形。所以只要为心形内部和外部染成不同的颜色即可（如下图中，p1染成红色，p2染成背景色）。
方法是用step方法，这里用smoothstep，使得边缘不那么硬, 然后结合lerp方法，如下：
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float a = atan2(p.y,p.x)/3.141593; float r = length(p);float3 col = lerp( bcol, hcol, smoothstep( -0.01, 0.01, a-r) ); // 当p1时，smoothstep返回1；p2时，smoothstep返回0； |
这样就可以画半个倒着的心：
翻转xy轴，并取绝对值，
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float a = atan2(p.x,p.y)/3.141593;float r = length(p);float h = abs(a);float3 col = lerp( bcol, hcol, smoothstep( -0.01, 0.01, h-r) ); |
得到：
心太肥了，用下面的函数来调节心形：
，对应的曲线如下：
；
这样就得到比较ok的心形了，如下：
2. 心形跳动的算法
接下来，结合时间和函数来获取一个跳动的心脏：
对应的图像：
正真的效果函数，如下：
对应的代码为：
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// animatefloat tt = fmod(_time.y, 1.5)/1.5; // 周期为1.5秒float ss = pow(tt,.2) * 0.5 + 0.5;ss -= ss*0.2*sin(tt*6.2831*3.0)*exp(-tt*4.0);p *= float2(0.5, 1.5) + ss * float2(0.5, -0.5); // 不同的轴影响不同，使得心在跳动时，纵向变矮，横向变宽 |
3. 颜色（待续）
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持服务器之家。
原文链接：https://blog.csdn.net/stalendp/article/details/22221597
