Cocos2d-x shader學習2: 模糊(Blur)


模糊效果在游戲中經常會用到,有的為了突出前景會把背景給模糊化,有的是因為一些技能需要模糊效果。模糊是shader中較為簡單的一種應用。cocos2dx 3.x給的demo中,就有sprite的模糊的效果。

先說下這個模糊算法的大致思路,我們在片段着色器中可以得到當前像素點的顏色值,要想讓這個顏色變得模糊,就要讓它與它周圍的像素點的顏色稍微接近一點,那么我們就需要拿到這個像素點周圍的像素點的顏色值,我們把這些個像素點的值加起來取平均值,就得到了一個區域內的平均顏色。
如果直接使用這個顏色的話,最終的效果會變得很模糊,如果我們只是想稍微模糊一點的話,就要讓這個平均值更接近於當前像素點原本的顏色,為此,我們取均值的時候對每個像素點增加了一個權重的定義,當前像素點的權重最高,依次向周圍減弱,使得最后得到的均值的顏色更接近於當前像素點原始的顏色。

看代碼:

#ifdef GL_ES
precision mediump float;
#endif

varying vec4 v_fragmentColor;
varying vec2 v_texCoord;

uniform vec2 resolution;//模糊對象的實際分辨率
uniform float blurRadius;//半徑
uniform float sampleNum;//間隔的段數

vec4 blur(vec2);

void main(void)
{
    vec4 col = blur(v_texCoord); //* v_fragmentColor.rgb;
    gl_FragColor = vec4(col) * v_fragmentColor;
}

vec4 blur(vec2 p)
{
    if (blurRadius > 0.0 && sampleNum > 1.0)
    {
        vec4 col = vec4(0);
        vec2 unit = 1.0 / resolution.xy;//單位坐標

        float r = blurRadius;
        float sampleStep = r / sampleNum;

        float count = 0.0;
        //遍歷一個矩形,當前的坐標為中心點,遍歷矩形中每個像素點的顏色
        for(float x = -r; x < r; x += sampleStep)
        {
            for(float y = -r; y < r; y += sampleStep)
            {
                float weight = (r - abs(x)) * (r - abs(y));//權重,p點的權重最高,向四周依次減少
                col += texture2D(CC_Texture0, p + vec2(x * unit.x, y * unit.y)) * weight;
                count += weight;
            }
        }
        //得到實際模糊顏色的值
        return col / count;
    }

    return texture2D(CC_Texture0, p);
}

精度限定符和varying變量等的一些基礎的知識在前面的博客中遇到的已經說過。
uniform變量是頂點着色器和片段着色器共享使用的變量,uniform的值不能被改變。
uniform變量是由宿主程序設置的,代碼如下:

void EffectBlur::setTarget(EffectSprite *sprite)
{
    Size size = sprite->getTexture()->getContentSizeInPixels();
    _glprogramstate->setUniformVec2("resolution", size);
#if (CC_TARGET_PLATFORM != CC_PLATFORM_WINRT)
    _glprogramstate->setUniformFloat("blurRadius", _blurRadius);
    _glprogramstate->setUniformFloat("sampleNum", _blurSampleNum);
#endif
}

這里宿主程序設置了resolutionblurRadiussampleNum三個uniform變量。渲染的時候,頂點着色器和片段着色器都可以用到這三個變量的值。
resolution是當前渲染node的實際分辨率。
blurRadius是像素點模糊處理的參考矩形的半徑
sampleNum選擇像素點的間隔的數量,相鄰像素點的間距等於blurRadius / sampleNum

blur函數就是計算該像素點的最終顏色,參數p是當前像素點的坐標,我們以p點為中點以2r為邊長得到一個矩形,這個矩形中每隔sampleStep長度的像素點是當前像素點的顏色參考像素。每個像素點會乘以一個weight權重,這個weight越靠近p點值越高,目的是為了讓最終的值更接近於p點的像素顏色,然后各個像素點乘以權重后的顏色加起來,得到col,把各個權重也加起來得到count。最終的顏色值就是col/count

效果圖如下:
模糊前:
模糊前
模糊后:
模糊后


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