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OpenGL ES(6)— 滤镜篇之动态缩放、抖动、毛刺效果

OpenGL ES(6)— 滤镜篇之动态缩放、抖动、毛刺效果

作者: 恍然如梦_b700 | 来源:发表于2020-08-17 19:59 被阅读0次

    缩放滤镜

    效果图:

    顶点着色器代码:

    // 顶点坐标
    attribute vec4 Position;
    // 纹理坐标
    attribute vec2 TextureCoords;
    // 纹理坐标
    varying vec2 TextureCoordsVarying;
    // 时间撮(及时更新)
    uniform float Time;
    const float PI = 3.1415926;
    
    void main (void) {
    
        // 一次缩放效果时长 0.6
        float duration = 0.6;
        // 最大缩放幅度
        float maxAmplitude = 0.3;
    
        // 表示时间周期.范围[0.0~0.6];
        float time = mod(Time, duration);
    
        // amplitude [1.0,1.3]
        float amplitude = 1.0 + maxAmplitude * abs(sin(time * (PI / duration)));
    
        // 顶点坐标x/y 分别乘以放大系数[1.0,1.3]
        gl_Position = vec4(Position.x * amplitude, Position.y * amplitude, Position.zw);
    
        // 纹理坐标
        TextureCoordsVarying = TextureCoords;
    }
    复制代码
    

    前面两篇文章的滤镜都是通过自定义片元着色器来实现的,而这里使用的是顶点着色器。 实现的原理就是通过顶点坐标和纹理坐标的映射关系完成。

    上面代码中,通过uniform传入一个时间Time,来改变放大系数。

    灵魂出窍滤镜

    效果图:

    <figcaption></figcaption>

    片元着色器代码:

    precision highp float;
    // 纹理采样器
    uniform sampler2D Texture;
    // 纹理坐标
    varying vec2 TextureCoordsVarying;
    // 时间撮
    uniform float Time;
    
    void main (void) {
        // 一次灵魂出窍效果的时长 0.7
        float duration = 0.7;
        // 透明度上限
        float maxAlpha = 0.4;
        // 放大图片上限
        float maxScale = 1.8;
    
        // 进度值[0,1]
        float progress = mod(Time, duration) / duration; // 0~1
        // 透明度[0,0.4]
        float alpha = maxAlpha * (1.0 - progress);
        // 缩放比例[1.0,1.8]
        float scale = 1.0 + (maxScale - 1.0) * progress;
    
        // 放大纹理坐标
        // 根据放大比例,得到放大纹理坐标 [0,0],[0,1],[1,1],[1,0]
        float weakX = 0.5 + (TextureCoordsVarying.x - 0.5) / scale;
        float weakY = 0.5 + (TextureCoordsVarying.y - 0.5) / scale;
        // 放大纹理坐标
        vec2 weakTextureCoords = vec2(weakX, weakY);
    
        // 获取对应放大纹理坐标下的纹素(颜色值rgba)
        vec4 weakMask = texture2D(Texture, weakTextureCoords);
    
        // 原始的纹理坐标下的纹素(颜色值rgba)
        vec4 mask = texture2D(Texture, TextureCoordsVarying);
    
        // 颜色混合 默认颜色混合方程式 = mask * (1.0-alpha) + weakMask * alpha;
        gl_FragColor = mask * (1.0 - alpha) + weakMask * alpha;
    }
    复制代码
    

    解析:
    灵魂出窍的效果,是通过两个图层叠加实现的,下面那层显示原图,上面的那层随着时间的推动,会逐渐放大且不透明度逐渐降低,运用到了上面的放大滤镜效果。这里使用片元着色器实现。

    抖动滤镜

    效果图:

    片元着色器代码:

    precision highp float;
    // 纹理
    uniform sampler2D Texture;
    // 纹理坐标
    varying vec2 TextureCoordsVarying;
    // 时间撮
    uniform float Time;
    
    void main (void) {
        // 一次抖动滤镜的时长 0.7
        float duration = 0.7;
        // 放大图片上限
        float maxScale = 1.1;
        // 颜色偏移步长
        float offset = 0.02;
    
        // 进度[0,1]
        float progress = mod(Time, duration) / duration; // 0~1
        // 颜色偏移值范围[0,0.02]
        vec2 offsetCoords = vec2(offset, offset) * progress;
        // 缩放范围[1.0-1.1];
        float scale = 1.0 + (maxScale - 1.0) * progress;
    
        // 放大纹理坐标.
        vec2 ScaleTextureCoords = vec2(0.5, 0.5) + (TextureCoordsVarying - vec2(0.5, 0.5)) / scale;
    
        // 获取3组颜色rgb
        // 原始颜色+offsetCoords
        vec4 maskR = texture2D(Texture, ScaleTextureCoords + offsetCoords);
        // 原始颜色-offsetCoords
        vec4 maskB = texture2D(Texture, ScaleTextureCoords - offsetCoords);
        // 原始颜色
        vec4 mask = texture2D(Texture, ScaleTextureCoords);
    
        // 从3组来获取颜色:
        // maskR.r,mask.g,maskB.b 注意这3种颜色取值可以打乱或者随意发挥.不一定写死.只是效果会有不一样.大家可以试试.
        // mask.a 获取原图的透明度
        gl_FragColor = vec4(maskR.r, mask.g, maskB.b, mask.a);
    }
    复制代码
    

    实现原理也很简单:颜色偏移 + 微弱的放大效果

    闪白滤镜

    效果图:

    片元着色器代码:

    precision highp float;
    // 纹理采样器
    uniform sampler2D Texture;
    // 纹理坐标
    varying vec2 TextureCoordsVarying;
    // 时间撮
    uniform float Time;
    
    void main (void) {
        // 一次闪白滤镜的时长 0.6
        float duration = 0.6;
        // 表示时间周期[0.0,0.6]
        float time = mod(Time, duration);
        // 白色颜色遮罩层
        vec4 whiteMask = vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
        // 振幅: (0.0,1.0)
        float amplitude = abs(sin(time * (PI / duration)));
        // 纹理坐标对应的纹素(RGBA)
        vec4 mask = texture2D(Texture, TextureCoordsVarying);
    
        // 利用混合方程式; 白色图层 + 原始纹理图片颜色 来进行混合
        gl_FragColor = mask * (1.0 - amplitude) + whiteMask * amplitude;
    }
    复制代码
    

    实现原理:添加白色图层,白色图层的透明度随着时间变化

    毛刺滤镜

    效果图:

    片元着色器代码:

    precision highp float;
    // 纹理
    uniform sampler2D Texture;
    // 纹理坐标
    varying vec2 TextureCoordsVarying;
    // 时间撮
    uniform float Time;
    // 随机数
    float rand(float n) {
        //fract(x),返回x的小数部分数据
        return fract(sin(n) * 43758.5453123);
    }
    
    void main (void) {
        // 最大抖动
        float maxJitter = 0.06;
        // 一次毛刺滤镜的时长
        float duration = 0.3;
        // 红色颜色偏移量
        float colorROffset = 0.01;
        // 绿色颜色偏移量
        float colorBOffset = -0.025;
    
        // 时间周期[0.0,0.6];
        float time = mod(Time, duration * 2.0);
        // 振幅:[0,1];
        float amplitude = max(sin(time * (PI / duration)), 0.0);
    
        // 像素随机偏移[-1,1]
        float jitter = rand(TextureCoordsVarying.y) * 2.0 - 1.0; // -1~1
    
        // 是否要做偏移.
        bool needOffset = abs(jitter) < maxJitter * amplitude;
    
        // 获取纹理X值.根据needOffset,来计算它X撕裂.
        // needOffset = YES,撕裂较大;
        // needOffset = NO,撕裂较小.
        float textureX = TextureCoordsVarying.x + (needOffset ? jitter : (jitter * amplitude * 0.006));
    
        // 撕裂后的纹理坐标x,y
        vec2 textureCoords = vec2(textureX, TextureCoordsVarying.y);
    
        // 颜色偏移3组颜色
        // 根据撕裂后获取的纹理颜色值
        vec4 mask = texture2D(Texture, textureCoords);
        // 撕裂后的纹理颜色偏移
        vec4 maskR = texture2D(Texture, textureCoords + vec2(colorROffset * amplitude, 0.0));
        // 撕裂后的纹理颜色偏移
        vec4 maskB = texture2D(Texture, textureCoords + vec2(colorBOffset * amplitude, 0.0));
    
        // 红色/蓝色部分发生撕裂.
        gl_FragColor = vec4(maskR.r, mask.g, maskB.b, mask.a);
    }
    复制代码
    

    解析:
    让每一行/列像素随机偏移-1~1的距离,这里设定一个阈值,繁殖整个画面都偏移,导致看不出原图的样子,当偏移小于这个阈值才进行偏移,超过这个阈值则乘上一个缩小系数。 最终的呈现效果便如上面效果图所示。

    这几种滤镜比较简单,可以通过uniform传值,来控制上面的效果,有兴趣的小伙伴可自行尝试

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