如何在WebGL中实现类似隧道的动画？

Question

如何在WebGL中实现类似隧道的动画？

来源：http://dvdp.tumblr.com/

另请参阅：如何在WebGL中实现这种旋转螺旋？

Answer 1

嗯，这很有趣。 :)

此处提供了 WebGL 演示： http://boblycat.org/~knute/webgl/ tunnel/

（编辑：不再可用，但我创建了一个 ShaderToy 版本：https://www.shadertoy.com/view/XdKfRD）

主要算法在片段着色器中。基本思想是 for 循环从大到小迭代黑色环/圆圈，同时偏移中心以产生类似隧道的效果。

给定任何像素，我们可以检查该像素是否足够接近环以成为黑色像素的候选者。如果它在环之外，请打破环以避免通过较大的环看到较小的环。

当环靠近时，与前一个（外）圆的距离用于将图案“挤压”在一起，这有助于创建 3D 表面的错觉。

每个环的波浪图案当然是正弦曲线。像素的角度（与圆中心相比）与统一的时间参数相结合，为每个环的波浪图案设置动画。

最后，对不同的参数和转换函数（如 pow()）进行了大量实验，以获得接近目标动画的结果。它并不完美，但非常接近。

片段着色器代码：

#ifdef GL_ES
precision highp float;
#endif

const float PI = 3.14159265358979323846264;
const float TWOPI = PI*2.0;

const vec4 WHITE = vec4(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
const vec4 BLACK = vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0);

const vec2 CENTER = vec2(0.0, 0.0);

const int MAX_RINGS = 30;
const float RING_DISTANCE = 0.05;
const float WAVE_COUNT = 60.0;
const float WAVE_DEPTH = 0.04;

uniform float uTime;
varying vec2 vPosition;

void main(void) {
    float rot = mod(uTime*0.0006, TWOPI);
    float x = vPosition.x;
    float y = vPosition.y;

    bool black = false;
    float prevRingDist = RING_DISTANCE;
    for (int i = 0; i < MAX_RINGS; i++) {
        vec2 center = vec2(0.0, 0.7 - RING_DISTANCE * float(i)*1.2);
        float radius = 0.5 + RING_DISTANCE / (pow(float(i+5), 1.1)*0.006);
        float dist = distance(center, vPosition);
        dist = pow(dist, 0.3);
        float ringDist = abs(dist-radius);
        if (ringDist < RING_DISTANCE*prevRingDist*7.0) {
            float angle = atan(y - center.y, x - center.x);
            float thickness = 1.1 * abs(dist - radius) / prevRingDist;
            float depthFactor = WAVE_DEPTH * sin((angle+rot*radius) * WAVE_COUNT);
            if (dist > radius) {
                black = (thickness < RING_DISTANCE * 5.0 - depthFactor * 2.0);
            }
            else {
                black = (thickness < RING_DISTANCE * 5.0 + depthFactor);
            }
            break;
        }
        if (dist > radius) break;
        prevRingDist = ringDist;
    }

    gl_FragColor = black ? BLACK : WHITE;
}