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<a href="/2024/05/24/2024/GLSL%20Loading%20Shaders%20in%20Flutter/">
<h2 class="post-title">GLSL Loading Shaders in Flutter</h2>
</a>
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2024/5/24
</span>
</div>
<div class="description">
<div class="content" v-pre>
<h4 id="1-定义-ShaderPainter"><a href="#1-定义-ShaderPainter" class="headerlink" title="1. 定义 ShaderPainter"></a>1. 定义 ShaderPainter</h4><p>在 Flutter 中使用自定义着色器需要创建一个 <code>CustomPainter</code> 的子类并重写 <code>paint</code> 方法，该方法会再需要重新绘制时被调用。然后在该方法中将 <code>FragmentShader</code> 着色器实例传递给 <code>Paint</code> 类实例来进行绘制，例如：</p>
<pre><code class="dart">class ShaderPainter extends CustomPainter {
final FragmentShader shader;
ShaderPainter(this.shader);
@override void paint(Canvas canvas, Size size) {
canvas.drawRect(
Rect.fromLTWH(0, 0, size.width, size.height),
Paint()..shader = shader,
);
}
@override bool shouldRepaint(covariant CustomPainter old) {
return old != this;
}
}
</code></pre>
<h4 id="2-准备-Animation-Widget"><a href="#2-准备-Animation-Widget" class="headerlink" title="2. 准备 Animation Widget"></a>2. 准备 Animation Widget</h4><p>创建一个<code>StatefulWidget</code> 来显示自定义的 <code>ShaderPainter</code>。<br>由于需要向着色器程序传递时间，因此需要一个表示时间的变量和一个 <code>AnimationController</code>。</p>
<pre><code class="dart">class _LoadingWidgetState extends State<LoadingWidget> with TickerProviderStateMixin {
int _startTime = 0;
double get _elapsedTimeInSeconds => (DateTime.now().millisecondsSinceEpoch - _startTime) / 1000;
late final AnimationController _controller;
@override void initState() {
super.initState();
_controller = AnimationController(
duration: const Duration(seconds: 10),
vsync: this,
)..repeat();
}
@override void dispose() {
_controller.dispose();
super.dispose();
}
@override Widget build(BuildContext context) { ... }
}
</code></pre>
<h4 id="3-通过-FutureBuilder-异步加载像素着色器"><a href="#3-通过-FutureBuilder-异步加载像素着色器" class="headerlink" title="3. 通过 FutureBuilder 异步加载像素着色器"></a>3. 通过 <code>FutureBuilder</code> 异步加载像素着色器</h4><p>使用以下代码加载着色器 GLSL 程序，并将其传递给 <code>CustomPaint</code> 控件：</p>
<pre><code class="dart">FragmentProgram program = await FragmentProgram.fromAsset('shaders/hellow.frag');
FragmentShader shader = program.fragmentShader();
</code></pre>
<p>由于着色器的加载是一个异步操作，可以将其与加载状态一起放在一个 <code>FutureBuilder</code> 中，同时通过 <code>FragmentShader</code> 的 <code>setFloat</code> 方法为着色器传递参数，例如时间、分辨率等：</p>
<pre><code class="dart">SizedBox(
width: MediaQuery.of(context).size.width,
height: MediaQuery.of(context).size.height,
child: FutureBuilder<FragmentShader>(
future: FragmentProgram.fromAsset('shaders/loading.frag').then((program) {
return program.fragmentShader();
}),
builder: (context, snapshot) {
if (snapshot.hasData) {
final shader = snapshot.data!;
shader
..setFloat(1, width) // iResolution.x
..setFloat(2, height); // iResolution.y
return AnimatedBuilder(
animation: _controller,
builder: (context, child) {
shader.setFloat(0, _elapsedTimeInSeconds); // iTime
return CustomPaint(
painter: ShaderPainter(shader),
);
});
} else {
return const CircularProgressIndicator();
}
},
),
);
</code></pre>
<h4 id="4-Shader-程序"><a href="#4-Shader-程序" class="headerlink" title="4. Shader 程序"></a>4. Shader 程序</h4><pre><code class="c">out vec4 fragColor;
precision highp float;
uniform float iTime; // shader playback time (in seconds)
uniform vec3 iResolution; // viewport resolution (in pixels)
// Constants
#define PI 3.1415925359
#define TAU 6.2831852
// Parameters
#define STEPS 5.0
#define INTERVAL 0.06
#define POSITION_Y 0.5
#define HEIGHT 1.0
#define AMPLITUDE 1.0
#define FREQUENCY 0.2
void main()
{
vec4 color = vec4(0.0, 0.476, 1.0, 1.0);
// Normalized pixel coordinates (from 0 to 1)
vec2 uv = gl_FragCoord.xy / iResolution.xy;
// Create a periodic function
float px = mod(uv.x, 1.0/STEPS);
// Create a step function
float sy = floor(uv.x * STEPS) / STEPS;
// The output is 1 if the pixel is in the interval [0.5/STEPS - INTERVAL, 0.5/STEPS + INTERVAL]
color *= step(px, 0.5/STEPS + INTERVAL) - step(px, 0.5/STEPS - INTERVAL);
// Change the opacity of the x axis periodically
// Opacity oscillates between -1 and 1 by time
float fade_by_x_time = sin(iTime + uv.x);
color *= fade_by_x_time;
// Change the height of the wave periodically
float oscillate_y_by_time = abs(mod(iTime * FREQUENCY, AMPLITUDE) - AMPLITUDE * 0.5) * (0.5 * sin((sy + iTime) * TAU) + 0.5);
// Move position of the wave
color *= step(abs(uv.y - POSITION_Y) + oscillate_y_by_time, HEIGHT * 0.5);
fragColor = color;
}
</code></pre>
<p><strong>1 声明两个变量</strong>：<code>iTime</code> 和 <code>iResolution</code>，作为 flutter 侧传递给着色器程序的外部变量：</p>
<pre><code class="glsl">uniform float iTime; // shader playback time (in seconds)
uniform vec3 iResolution; // viewport resolution (in pixels)
</code></pre>
<p><strong>2 归一化坐标系</strong></p>
<p>GL 的坐标系默认以像素为单位，所以需要将原本的坐标除以视口大小，以得到 uv 坐标系：</p>
<pre><code class="glsl">vec2 uv = gl_FragCoord.xy / iResolution.xy;
</code></pre>
<p><strong>3 绘制周期性的条纹</strong></p>
<pre><code class="glsl">// Create a periodic function
float px = mod(uv.x, 1.0/STEPS);
// The output is 1 if the pixel is in the interval:
// [0.5/STEPS - INTERVAL, 0.5/STEPS + INTERVAL]
color *= step(px, 0.5/STEPS + INTERVAL) - step(px, 0.5/STEPS - INTERVAL);
</code></pre>
<p>以下两个函数为例：</p>
<p><img src="/media/Pasted%20image%2020240523165457.png"></p>
<p><mjx-container class="MathJax" jax="SVG"><svg style="vertical-align: -0.566ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="14.565ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 6437.8 1000"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="msub"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D453" d="M118 -162Q120 -162 124 -164T135 -167T147 -168Q160 -168 171 -155T187 -126Q197 -99 221 27T267 267T289 382V385H242Q195 385 192 387Q188 390 188 397L195 425Q197 430 203 430T250 431Q298 431 298 432Q298 434 307 482T319 540Q356 705 465 705Q502 703 526 683T550 630Q550 594 529 578T487 561Q443 561 443 603Q443 622 454 636T478 657L487 662Q471 668 457 668Q445 668 434 658T419 630Q412 601 403 552T387 469T380 433Q380 431 435 431Q480 431 487 430T498 424Q499 420 496 407T491 391Q489 386 482 386T428 385H372L349 263Q301 15 282 -47Q255 -132 212 -173Q175 -205 139 -205Q107 -205 81 -186T55 -132Q55 -95 76 -78T118 -61Q162 -61 162 -103Q162 -122 151 -136T127 -157L118 -162Z"></path></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(523,-150) scale(0.707)"><path data-c="31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z"></path></g></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(1204.3,0)"><path data-c="3D" d="M56 347Q56 360 70 367H707Q722 359 722 347Q722 336 708 328L390 327H72Q56 332 56 347ZM56 153Q56 168 72 173H708Q722 163 722 153Q722 140 707 133H70Q56 140 56 153Z"></path></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(2260.1,0)"><path data-c="1D45A" d="M21 287Q22 293 24 303T36 341T56 388T88 425T132 442T175 435T205 417T221 395T229 376L231 369Q231 367 232 367L243 378Q303 442 384 442Q401 442 415 440T441 433T460 423T475 411T485 398T493 385T497 373T500 364T502 357L510 367Q573 442 659 442Q713 442 746 415T780 336Q780 285 742 178T704 50Q705 36 709 31T724 26Q752 26 776 56T815 138Q818 149 821 151T837 153Q857 153 857 145Q857 144 853 130Q845 101 831 73T785 17T716 -10Q669 -10 648 17T627 73Q627 92 663 193T700 345Q700 404 656 404H651Q565 404 506 303L499 291L466 157Q433 26 428 16Q415 -11 385 -11Q372 -11 364 -4T353 8T350 18Q350 29 384 161L420 307Q423 322 423 345Q423 404 379 404H374Q288 404 229 303L222 291L189 157Q156 26 151 16Q138 -11 108 -11Q95 -11 87 -5T76 7T74 17Q74 30 112 181Q151 335 151 342Q154 357 154 369Q154 405 129 405Q107 405 92 377T69 316T57 280Q55 278 41 278H27Q21 284 21 287Z"></path></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(3138.1,0)"><path data-c="1D45C" d="M201 -11Q126 -11 80 38T34 156Q34 221 64 279T146 380Q222 441 301 441Q333 441 341 440Q354 437 367 433T402 417T438 387T464 338T476 268Q476 161 390 75T201 -11ZM121 120Q121 70 147 48T206 26Q250 26 289 58T351 142Q360 163 374 216T388 308Q388 352 370 375Q346 405 306 405Q243 405 195 347Q158 303 140 230T121 120Z"></path></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(3623.1,0)"><path data-c="1D451" d="M366 683Q367 683 438 688T511 694Q523 694 523 686Q523 679 450 384T375 83T374 68Q374 26 402 26Q411 27 422 35Q443 55 463 131Q469 151 473 152Q475 153 483 153H487H491Q506 153 506 145Q506 140 503 129Q490 79 473 48T445 8T417 -8Q409 -10 393 -10Q359 -10 336 5T306 36L300 51Q299 52 296 50Q294 48 292 46Q233 -10 172 -10Q117 -10 75 30T33 157Q33 205 53 255T101 341Q148 398 195 420T280 442Q336 442 364 400Q369 394 369 396Q370 400 396 505T424 616Q424 629 417 632T378 637H357Q351 643 351 645T353 664Q358 683 366 683ZM352 326Q329 405 277 405Q242 405 210 374T160 293Q131 214 119 129Q119 126 119 118T118 106Q118 61 136 44T179 26Q233 26 290 98L298 109L352 326Z"></path></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(4143.1,0)"><path data-c="28" d="M94 250Q94 319 104 381T127 488T164 576T202 643T244 695T277 729T302 750H315H319Q333 750 333 741Q333 738 316 720T275 667T226 581T184 443T167 250T184 58T225 -81T274 -167T316 -220T333 -241Q333 -250 318 -250H315H302L274 -226Q180 -141 137 -14T94 250Z"></path></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(4532.1,0)"><path data-c="1D465" d="M52 289Q59 331 106 386T222 442Q257 442 286 424T329 379Q371 442 430 442Q467 442 494 420T522 361Q522 332 508 314T481 292T458 288Q439 288 427 299T415 328Q415 374 465 391Q454 404 425 404Q412 404 406 402Q368 386 350 336Q290 115 290 78Q290 50 306 38T341 26Q378 26 414 59T463 140Q466 150 469 151T485 153H489Q504 153 504 145Q504 144 502 134Q486 77 440 33T333 -11Q263 -11 227 52Q186 -10 133 -10H127Q78 -10 57 16T35 71Q35 103 54 123T99 143Q142 143 142 101Q142 81 130 66T107 46T94 41L91 40Q91 39 97 36T113 29T132 26Q168 26 194 71Q203 87 217 139T245 247T261 313Q266 340 266 352Q266 380 251 392T217 404Q177 404 142 372T93 290Q91 281 88 280T72 278H58Q52 284 52 289Z"></path></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(5104.1,0)"><path data-c="2C" d="M78 35T78 60T94 103T137 121Q165 121 187 96T210 8Q210 -27 201 -60T180 -117T154 -158T130 -185T117 -194Q113 -194 104 -185T95 -172Q95 -168 106 -156T131 -126T157 -76T173 -3V9L172 8Q170 7 167 6T161 3T152 1T140 0Q113 0 96 17Z"></path></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(5548.8,0)"><path data-c="31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z"></path></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(6048.8,0)"><path data-c="29" d="M60 749L64 750Q69 750 74 750H86L114 726Q208 641 251 514T294 250Q294 182 284 119T261 12T224 -76T186 -143T145 -194T113 -227T90 -246Q87 -249 86 -250H74Q66 -250 63 -250T58 -247T55 -238Q56 -237 66 -225Q221 -64 221 250T66 725Q56 737 55 738Q55 746 60 749Z"></path></g></g></g></svg></mjx-container> （橙色的函数）是一个周期函数，以 mod 的第二个参数 1 为周期，通常可以通过该方法周期性地出现同样的图形。<br><mjx-container class="MathJax" jax="SVG"><svg style="vertical-align: -0.464ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="2.096ex" height="2.059ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 926.6 910"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="msub"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D453" d="M118 -162Q120 -162 124 -164T135 -167T147 -168Q160 -168 171 -155T187 -126Q197 -99 221 27T267 267T289 382V385H242Q195 385 192 387Q188 390 188 397L195 425Q197 430 203 430T250 431Q298 431 298 432Q298 434 307 482T319 540Q356 705 465 705Q502 703 526 683T550 630Q550 594 529 578T487 561Q443 561 443 603Q443 622 454 636T478 657L487 662Q471 668 457 668Q445 668 434 658T419 630Q412 601 403 552T387 469T380 433Q380 431 435 431Q480 431 487 430T498 424Q499 420 496 407T491 391Q489 386 482 386T428 385H372L349 263Q301 15 282 -47Q255 -132 212 -173Q175 -205 139 -205Q107 -205 81 -186T55 -132Q55 -95 76 -78T118 -61Q162 -61 162 -103Q162 -122 151 -136T127 -157L118 -162Z"></path></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(523,-150) scale(0.707)"><path data-c="32" d="M109 429Q82 429 66 447T50 491Q50 562 103 614T235 666Q326 666 387 610T449 465Q449 422 429 383T381 315T301 241Q265 210 201 149L142 93L218 92Q375 92 385 97Q392 99 409 186V189H449V186Q448 183 436 95T421 3V0H50V19V31Q50 38 56 46T86 81Q115 113 136 137Q145 147 170 174T204 211T233 244T261 278T284 308T305 340T320 369T333 401T340 431T343 464Q343 527 309 573T212 619Q179 619 154 602T119 569T109 550Q109 549 114 549Q132 549 151 535T170 489Q170 464 154 447T109 429Z"></path></g></g></g></g></svg></mjx-container> 中，以区间 [0, 1] 内为例：</p>
<ul>
<li><mjx-container class="MathJax" jax="SVG"><svg style="vertical-align: -0.566ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="16.98ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 7505.3 1000"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D460" d="M131 289Q131 321 147 354T203 415T300 442Q362 442 390 415T419 355Q419 323 402 308T364 292Q351 292 340 300T328 326Q328 342 337 354T354 372T367 378Q368 378 368 379Q368 382 361 388T336 399T297 405Q249 405 227 379T204 326Q204 301 223 291T278 274T330 259Q396 230 396 163Q396 135 385 107T352 51T289 7T195 -10Q118 -10 86 19T53 87Q53 126 74 143T118 160Q133 160 146 151T160 120Q160 94 142 76T111 58Q109 57 108 57T107 55Q108 52 115 47T146 34T201 27Q237 27 263 38T301 66T318 97T323 122Q323 150 302 164T254 181T195 196T148 231Q131 256 131 289Z"></path></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(469,0)"><path data-c="1D461" d="M26 385Q19 392 19 395Q19 399 22 411T27 425Q29 430 36 430T87 431H140L159 511Q162 522 166 540T173 566T179 586T187 603T197 615T211 624T229 626Q247 625 254 615T261 596Q261 589 252 549T232 470L222 433Q222 431 272 431H323Q330 424 330 420Q330 398 317 385H210L174 240Q135 80 135 68Q135 26 162 26Q197 26 230 60T283 144Q285 150 288 151T303 153H307Q322 153 322 145Q322 142 319 133Q314 117 301 95T267 48T216 6T155 -11Q125 -11 98 4T59 56Q57 64 57 83V101L92 241Q127 382 128 383Q128 385 77 385H26Z"></path></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(830,0)"><path data-c="1D452" d="M39 168Q39 225 58 272T107 350T174 402T244 433T307 442H310Q355 442 388 420T421 355Q421 265 310 237Q261 224 176 223Q139 223 138 221Q138 219 132 186T125 128Q125 81 146 54T209 26T302 45T394 111Q403 121 406 121Q410 121 419 112T429 98T420 82T390 55T344 24T281 -1T205 -11Q126 -11 83 42T39 168ZM373 353Q367 405 305 405Q272 405 244 391T199 357T170 316T154 280T149 261Q149 260 169 260Q282 260 327 284T373 353Z"></path></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1296,0)"><path data-c="1D45D" d="M23 287Q24 290 25 295T30 317T40 348T55 381T75 411T101 433T134 442Q209 442 230 378L240 387Q302 442 358 442Q423 442 460 395T497 281Q497 173 421 82T249 -10Q227 -10 210 -4Q199 1 187 11T168 28L161 36Q160 35 139 -51T118 -138Q118 -144 126 -145T163 -148H188Q194 -155 194 -157T191 -175Q188 -187 185 -190T172 -194Q170 -194 161 -194T127 -193T65 -192Q-5 -192 -24 -194H-32Q-39 -187 -39 -183Q-37 -156 -26 -148H-6Q28 -147 33 -136Q36 -130 94 103T155 350Q156 355 156 364Q156 405 131 405Q109 405 94 377T71 316T59 280Q57 278 43 278H29Q23 284 23 287ZM178 102Q200 26 252 26Q282 26 310 49T356 107Q374 141 392 215T411 325V331Q411 405 350 405Q339 405 328 402T306 393T286 380T269 365T254 350T243 336T235 326L232 322Q232 321 229 308T218 264T204 212Q178 106 178 102Z"></path></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(1799,0)"><path data-c="28" d="M94 250Q94 319 104 381T127 488T164 576T202 643T244 695T277 729T302 750H315H319Q333 750 333 741Q333 738 316 720T275 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-39 -183Q-37 -156 -26 -148H-6Q28 -147 33 -136Q36 -130 94 103T155 350Q156 355 156 364Q156 405 131 405Q109 405 94 377T71 316T59 280Q57 278 43 278H29Q23 284 23 287ZM178 102Q200 26 252 26Q282 26 310 49T356 107Q374 141 392 215T411 325V331Q411 405 350 405Q339 405 328 402T306 393T286 380T269 365T254 350T243 336T235 326L232 322Q232 321 229 308T218 264T204 212Q178 106 178 102Z"></path></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(10526.8,0)"><path data-c="28" d="M94 250Q94 319 104 381T127 488T164 576T202 643T244 695T277 729T302 750H315H319Q333 750 333 741Q333 738 316 720T275 667T226 581T184 443T167 250T184 58T225 -81T274 -167T316 -220T333 -241Q333 -250 318 -250H315H302L274 -226Q180 -141 137 -14T94 250Z"></path></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(10915.8,0)"><path data-c="1D453" d="M118 -162Q120 -162 124 -164T135 -167T147 -168Q160 -168 171 -155T187 -126Q197 -99 221 27T267 267T289 382V385H242Q195 385 192 387Q188 390 188 397L195 425Q197 430 203 430T250 431Q298 431 298 432Q298 434 307 482T319 540Q356 705 465 705Q502 703 526 683T550 630Q550 594 529 578T487 561Q443 561 443 603Q443 622 454 636T478 657L487 662Q471 668 457 668Q445 668 434 658T419 630Q412 601 403 552T387 469T380 433Q380 431 435 431Q480 431 487 430T498 424Q499 420 496 407T491 391Q489 386 482 386T428 385H372L349 263Q301 15 282 -47Q255 -132 212 -173Q175 -205 139 -205Q107 -205 81 -186T55 -132Q55 -95 76 -78T118 -61Q162 -61 162 -103Q162 -122 151 -136T127 -157L118 -162Z"></path></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(11465.8,0)"><path data-c="31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z"></path></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(11965.8,0)"><path data-c="28" d="M94 250Q94 319 104 381T127 488T164 576T202 643T244 695T277 729T302 750H315H319Q333 750 333 741Q333 738 316 720T275 667T226 581T184 443T167 250T184 58T225 -81T274 -167T316 -220T333 -241Q333 -250 318 -250H315H302L274 -226Q180 -141 137 -14T94 250Z"></path></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(12354.8,0)"><path data-c="1D465" d="M52 289Q59 331 106 386T222 442Q257 442 286 424T329 379Q371 442 430 442Q467 442 494 420T522 361Q522 332 508 314T481 292T458 288Q439 288 427 299T415 328Q415 374 465 391Q454 404 425 404Q412 404 406 402Q368 386 350 336Q290 115 290 78Q290 50 306 38T341 26Q378 26 414 59T463 140Q466 150 469 151T485 153H489Q504 153 504 145Q504 144 502 134Q486 77 440 33T333 -11Q263 -11 227 52Q186 -10 133 -10H127Q78 -10 57 16T35 71Q35 103 54 123T99 143Q142 143 142 101Q142 81 130 66T107 46T94 41L91 40Q91 39 97 36T113 29T132 26Q168 26 194 71Q203 87 217 139T245 247T261 313Q266 340 266 352Q266 380 251 392T217 404Q177 404 142 372T93 290Q91 281 88 280T72 278H58Q52 284 52 289Z"></path></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(12926.8,0)"><path data-c="2C" d="M78 35T78 60T94 103T137 121Q165 121 187 96T210 8Q210 -27 201 -60T180 -117T154 -158T130 -185T117 -194Q113 -194 104 -185T95 -172Q95 -168 106 -156T131 -126T157 -76T173 -3V9L172 8Q170 7 167 6T161 3T152 1T140 0Q113 0 96 17Z"></path></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(13371.4,0)"><path data-c="1D461" d="M26 385Q19 392 19 395Q19 399 22 411T27 425Q29 430 36 430T87 431H140L159 511Q162 522 166 540T173 566T179 586T187 603T197 615T211 624T229 626Q247 625 254 615T261 596Q261 589 252 549T232 470L222 433Q222 431 272 431H323Q330 424 330 420Q330 398 317 385H210L174 240Q135 80 135 68Q135 26 162 26Q197 26 230 60T283 144Q285 150 288 151T303 153H307Q322 153 322 145Q322 142 319 133Q314 117 301 95T267 48T216 6T155 -11Q125 -11 98 4T59 56Q57 64 57 83V101L92 241Q127 382 128 383Q128 385 77 385H26Z"></path></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(13732.4,0)"><path data-c="29" d="M60 749L64 750Q69 750 74 750H86L114 726Q208 641 251 514T294 250Q294 182 284 119T261 12T224 -76T186 -143T145 -194T113 -227T90 -246Q87 -249 86 -250H74Q66 -250 63 -250T58 -247T55 -238Q56 -237 66 -225Q221 -64 221 250T66 725Q56 737 55 738Q55 746 60 749Z"></path></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(14121.4,0)"><path data-c="2C" d="M78 35T78 60T94 103T137 121Q165 121 187 96T210 8Q210 -27 201 -60T180 -117T154 -158T130 -185T117 -194Q113 -194 104 -185T95 -172Q95 -168 106 -156T131 -126T157 -76T173 -3V9L172 8Q170 7 167 6T161 3T152 1T140 0Q113 0 96 17Z"></path></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(14566.1,0)"><path data-c="30" d="M96 585Q152 666 249 666Q297 666 345 640T423 548Q460 465 460 320Q460 165 417 83Q397 41 362 16T301 -15T250 -22Q224 -22 198 -16T137 16T82 83Q39 165 39 320Q39 494 96 585ZM321 597Q291 629 250 629Q208 629 178 597Q153 571 145 525T137 333Q137 175 145 125T181 46Q209 16 250 16Q290 16 318 46Q347 76 354 130T362 333Q362 478 354 524T321 597Z"></path><path data-c="2E" d="M78 60Q78 84 95 102T138 120Q162 120 180 104T199 61Q199 36 182 18T139 0T96 17T78 60Z" transform="translate(500,0)"></path><path data-c="32" d="M109 429Q82 429 66 447T50 491Q50 562 103 614T235 666Q326 666 387 610T449 465Q449 422 429 383T381 315T301 241Q265 210 201 149L142 93L218 92Q375 92 385 97Q392 99 409 186V189H449V186Q448 183 436 95T421 3V0H50V19V31Q50 38 56 46T86 81Q115 113 136 137Q145 147 170 174T204 211T233 244T261 278T284 308T305 340T320 369T333 401T340 431T343 464Q343 527 309 573T212 619Q179 619 154 602T119 569T109 550Q109 549 114 549Q132 549 151 535T170 489Q170 464 154 447T109 429Z" transform="translate(778,0)"></path></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(15844.1,0)"><path data-c="29" d="M60 749L64 750Q69 750 74 750H86L114 726Q208 641 251 514T294 250Q294 182 284 119T261 12T224 -76T186 -143T145 -194T113 -227T90 -246Q87 -249 86 -250H74Q66 -250 63 -250T58 -247T55 -238Q56 -237 66 -225Q221 -64 221 250T66 725Q56 737 55 738Q55 746 60 749Z"></path></g></g></g></svg></mjx-container> 就是在区间 [0.2 + n, 0.8 + n] 内为1，也就是以下黄色的图形：</li>
</ul>
<p><img src="/media/Pasted%20image%2020240523165354.png"></p>
<p>这样就可以的到一排周期性排列的条纹：</p>
<p><img src="/media/Pasted%20image%2020240523225959.png"></p>
<p><strong>4 横向渐变</strong></p>
<pre><code>// Change the opacity of the x axis periodically
// Opacity oscillates between -1 and 1 by time
float fade_by_x_time = sin(iTime + uv.x);
color *= fade_by_x_time;
</code></pre>
<p>此处通过让 sin 函数随着时间 <code>iTime</code> 在 x 轴上移动，并与原来条纹的颜色相乘，这样一来颜色就有了横向动态渐变的效果了。</p>
<p><img src="/media/f2%20x,t%20%C2%B7f3%20x,t%20.gif"></p>
<video width="200" height="200" autoPlay="" muted="" loop="">
<source src="https://raw.githubusercontent.com/LunarDrive/Images/master/202405240245310.webm" type="video/webm">
</video>
<p><strong>5 条纹的纵向变化</strong></p>
<pre><code class="glsl">// Change the height of the wave periodically
float oscillate_y_by_time = abs(mod(iTime * FREQUENCY, AMPLITUDE) - AMPLITUDE * 0.5) * (0.5 * sin((sy + iTime) * TAU) + 0.5);
</code></pre>
<p>以下两个函数为例：</p>
<p><img src="/media/Pasted%20image%2020240523233440.png"></p>
<p>这里用了一个阶梯函数 floor 作为 sin 函数的输入，这样得出来的函数图形就会像一个阶梯状的sin函数。</p>
<p><img src="/media/oscillate_y_by_time.gif"></p>
<p>6 最后三种效果相乘叠加就有了最后的效果：</p>
<video width="200" height="200" autoPlay="" muted="" loop="">
<source src="https://raw.githubusercontent.com/LunarDrive/Images/master/202405240253739.webm" type="video/webm">
</video>
<h4 id="Example-LoadingWidget"><a href="#Example-LoadingWidget" class="headerlink" title="Example: LoadingWidget"></a>Example: LoadingWidget</h4><pre><code class="dart">class LoadingWidget extends StatefulWidget {
final double? width;
final double? height;
const LoadingWidget({
super.key,
this.width,
this.height,
});
@override
State<LoadingWidget> createState() => _LoadingWidgetState();
}
class _LoadingWidgetState extends State<LoadingWidget>
with TickerProviderStateMixin {
int _startTime = 0;
double get _elapsedTimeInSeconds =>
(DateTime.now().millisecondsSinceEpoch - _startTime) / 1000;
late final AnimationController _controller = AnimationController(
duration: const Duration(seconds: 10),
vsync: this,
)..repeat();
@override
void initState() {
super.initState();
_controller;
}
@override
void dispose() {
_controller.dispose();
super.dispose();
}
@override
Widget build(BuildContext context) {
_startTime = DateTime.now().millisecondsSinceEpoch;
var width = widget.width ?? 100.0;
var height = widget.height ?? 100.0;
return SizedBox(
width: width,
height: height,
child: FutureBuilder<FragmentShader>(
future: _load(),
builder: (context, snapshot) {
if (snapshot.hasData) {
final shader = snapshot.data!;
shader
..setFloat(1, width) // iResolution.x
..setFloat(2, height); // iResolution.y
return AnimatedBuilder(
animation: _controller,
builder: (context, _) {
shader.setFloat(0, _elapsedTimeInSeconds); // iTime
return CustomPaint(
painter: ShaderPainter(shader),
);
});
} else {
return const CircularProgressIndicator();
}
}),
);
}
Future<FragmentShader> _load() async {
FragmentProgram program =
await FragmentProgram.fromAsset('shaders/loading.frag');
return program.fragmentShader();
}
}
</code></pre>
<p>Links:<br><a target="_blank" rel="noopener" href="https://docs.flutter.dev/ui/design/graphics/fragment-shaders">Writing and using fragment shaders | Flutter</a><br><a target="_blank" rel="noopener" href="https://blog.codemagic.io/shady-flutter/">Shady Flutter: Using GLSL Shaders in Flutter | Codemagic Blog</a><br><a target="_blank" rel="noopener" href="https://stackoverflow.com/questions/13780609/what-does-precision-mediump-float-mean">javascript - What does `precision mediump float` mean? - Stack Overflow</a></p>
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TARGET DECK: LEARNING::CS::3 Development::Client::Universal::Flutter
FILE TAGS: Flutter
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<a href="/2024/05/24/2024/GLSL%20Loading%20Shaders%20in%20Flutter/" class="go-post">阅读全文</a>
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<a href="/2023/09/10/test/">
<h2 class="post-title">Test</h2>
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2023/9/10
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<h1>pocket.gl</h1>
<div id="container" style="position: relative; width:640px;"></div>
<script src="/js/init-pocketgl.js"></script>
<table>
<thead>
<tr>
<th>Data Type</th>
<th>HLSL</th>
<th>GLSL</th>
</tr>
</thead>
<tbody><tr>
<td>Float</td>
<td>float</td>
<td>float</td>
</tr>
<tr>
<td>Int</td>
<td>int</td>
<td>int</td>
</tr>
<tr>
<td>Bool</td>
<td>bool</td>
<td>bool</td>
</tr>
<tr>
<td>Uint</td>
<td>uint</td>
<td>uint</td>
</tr>
<tr>
<td>Double</td>
<td>double</td>
<td>double</td>
</tr>
<tr>
<td>Vector2</td>
<td>float2</td>
<td>vec2</td>
</tr>
<tr>
<td>Vector3</td>
<td>float3</td>
<td>vec3</td>
</tr>
<tr>
<td>Vector4</td>
<td>float4</td>
<td>vec4</td>
</tr>
<tr>
<td>Matrix</td>
<td>float4x4</td>
<td>mat4</td>
</tr>
<tr>
<td>Sampler</td>
<td>Texture2D</td>
<td>sampler2D</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>Texture3D</td>
<td>sampler3D</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>TextureCube</td>
<td>samplerCube</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>Texture2DArray</td>
<td>sampler2DArray</td>
</tr>
<tr>
<td>Sampler</td>
<td>SamplerState</td>
<td>sampler2D, sampler3D</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>SamplerComparisonState</td>
<td>sampler2DShadow, samplerCubeShadow</td>
</tr>
<tr>
<td>Texture</td>
<td>Texture1D</td>
<td>N/A (not available in GLSL)</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>Texture2DMS</td>
<td>N/A</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>Texture2DMSArray</td>
<td>N/A</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>TextureCubeArray</td>
<td>N/A</td>
</tr>
<tr>
<td>Buffer</td>
<td>StructuredBuffer<t></t></td>
<td>buffer</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>RWStructuredBuffer<t></t></td>
<td>buffer, imageStore</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>ByteAddressBuffer</td>
<td>N/A</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>RWByteAddressBuffer</td>
<td>N/A</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>AppendStructuredBuffer<t></t></td>
<td>N/A</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>ConsumeStructuredBuffer<t></t></td>
<td>N/A</td>
</tr>
<tr>
<td>Constant</td>
<td>cbuffer</td>
<td>uniform</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>tbuffer</td>
<td>buffer</td>
</tr>
<tr>
<td>Attribute</td>
<td>attribute</td>
<td>in</td>
</tr>
<tr>
<td>Varying</td>
<td>n/a</td>
<td>varying</td>
</tr>
<tr>
<td>Uniform</td>
<td>uniform</td>
<td>uniform</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>ConstantBuffer</td>
<td>uniform buffer</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>TextureBuffer</td>
<td>N/A</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>RWTexture1D</td>
<td>image1D, uimage1D</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>RWTexture1DArray</td>
<td>image1DArray, uimage1DArray</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>RWTexture2D</td>
<td>image2D, uimage2D</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>RWTexture2DArray</td>
<td>image2DArray, uimage2DArray</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>RWTexture3D</td>
<td>image3D, uimage3D</td>
</tr>
<tr>
<td></td>
<td>RWTextureCube</td>
<td>imageCube, uimageCube</td>
</tr>
<tr>
<td>Image</td>
<td>n/a</td>
<td>image1D, image2D, image3D</td>
</tr>
<tr>
<td>Atomic</td>
<td>Interlocked*</td>
<td>atomic*</td>
</tr>
</tbody></table>
<p><mjx-container class="MathJax" jax="SVG"><svg style="vertical-align: -0.375ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="1.906ex" height="1.35ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -431 842.6 596.6"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="msub"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D716" d="M227 -11Q149 -11 95 41T40 174Q40 262 87 322Q121 367 173 396T287 430Q289 431 329 431H367Q382 426 382 411Q382 385 341 385H325H312Q191 385 154 277L150 265H327Q340 256 340 246Q340 228 320 219H138V217Q128 187 128 143Q128 77 160 52T231 26Q258 26 284 36T326 57T343 68Q350 68 354 58T358 39Q358 36 357 35Q354 31 337 21T289 0T227 -11Z"></path></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(439,-150) scale(0.707)"><path data-c="30" d="M96 585Q152 666 249 666Q297 666 345 640T423 548Q460 465 460 320Q460 165 417 83Q397 41 362 16T301 -15T250 -22Q224 -22 198 -16T137 16T82 83Q39 165 39 320Q39 494 96 585ZM321 597Q291 629 250 629Q208 629 178 597Q153 571 145 525T137 333Q137 175 145 125T181 46Q209 16 250 16Q290 16 318 46Q347 76 354 130T362 333Q362 478 354 524T321 597Z"></path></g></g></g></g></svg></mjx-container><br><mjx-container class="MathJax" jax="SVG" display="true"><svg style="vertical-align: -1.602ex;" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="25.832ex" height="5.018ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -1509.9 11417.6 2217.9"><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D456" d="M184 600Q184 624 203 642T247 661Q265 661 277 649T290 619Q290 596 270 577T226 557Q211 557 198 567T184 600ZM21 287Q21 295 30 318T54 369T98 420T158 442Q197 442 223 419T250 357Q250 340 236 301T196 196T154 83Q149 61 149 51Q149 26 166 26Q175 26 185 29T208 43T235 78T260 137Q263 149 265 151T282 153Q302 153 302 143Q302 135 293 112T268 61T223 11T161 -11Q129 -11 102 10T74 74Q74 91 79 106T122 220Q160 321 166 341T173 380Q173 404 156 404H154Q124 404 99 371T61 287Q60 286 59 284T58 281T56 279T53 278T49 278T41 278H27Q21 284 21 287Z"></path></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(345,0)"><path data-c="210F" d="M182 599Q182 611 174 615T133 619Q118 619 114 621T109 630Q109 636 114 656T122 681Q125 685 202 688Q272 695 286 695Q304 695 304 684Q304 682 295 644T282 597Q282 592 360 592H399Q430 592 445 587T460 563Q460 552 451 541L442 535H266L251 468Q247 453 243 436T236 409T233 399Q233 395 244 404Q295 441 357 441Q405 441 445 417T485 333Q485 284 449 178T412 58T426 44Q447 44 466 68Q485 87 500 130L509 152H531H543Q562 152 562 144Q562 128 546 93T494 23T415 -13Q385 -13 359 3T322 44Q318 52 318 77Q318 99 352 196T386 337Q386 386 346 386Q318 386 286 370Q267 361 245 338T211 292Q207 287 193 235T162 113T138 21Q128 7 122 4Q105 -12 83 -12Q66 -12 54 -2T42 26L166 530Q166 534 161 534T129 535Q127 535 122 535T112 534Q74 534 74 562Q74 570 77 576T84 585T96 589T109 591T124 592T138 592L182 595V599Z"></path></g><g data-mml-node="mfrac" transform="translate(907,0)"><g data-mml-node="mi" transform="translate(400.5,676)"><path data-c="1D715" d="M202 508Q179 508 169 520T158 547Q158 557 164 577T185 624T230 675T301 710L333 715H345Q378 715 384 714Q447 703 489 661T549 568T566 457Q566 362 519 240T402 53Q321 -22 223 -22Q123 -22 73 56Q42 102 42 148V159Q42 276 129 370T322 465Q383 465 414 434T455 367L458 378Q478 461 478 515Q478 603 437 639T344 676Q266 676 223 612Q264 606 264 572Q264 547 246 528T202 508ZM430 306Q430 372 401 400T333 428Q270 428 222 382Q197 354 183 323T150 221Q132 149 132 116Q132 21 232 21Q244 21 250 22Q327 35 374 112Q389 137 409 196T430 306Z"></path></g><g data-mml-node="mrow" transform="translate(220,-686)"><g data-mml-node="mi"><path data-c="1D715" d="M202 508Q179 508 169 520T158 547Q158 557 164 577T185 624T230 675T301 710L333 715H345Q378 715 384 714Q447 703 489 661T549 568T566 457Q566 362 519 240T402 53Q321 -22 223 -22Q123 -22 73 56Q42 102 42 148V159Q42 276 129 370T322 465Q383 465 414 434T455 367L458 378Q478 461 478 515Q478 603 437 639T344 676Q266 676 223 612Q264 606 264 572Q264 547 246 528T202 508ZM430 306Q430 372 401 400T333 428Q270 428 222 382Q197 354 183 323T150 221Q132 149 132 116Q132 21 232 21Q244 21 250 22Q327 35 374 112Q389 137 409 196T430 306Z"></path></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(566,0)"><path data-c="1D461" d="M26 385Q19 392 19 395Q19 399 22 411T27 425Q29 430 36 430T87 431H140L159 511Q162 522 166 540T173 566T179 586T187 603T197 615T211 624T229 626Q247 625 254 615T261 596Q261 589 252 549T232 470L222 433Q222 431 272 431H323Q330 424 330 420Q330 398 317 385H210L174 240Q135 80 135 68Q135 26 162 26Q197 26 230 60T283 144Q285 150 288 151T303 153H307Q322 153 322 145Q322 142 319 133Q314 117 301 95T267 48T216 6T155 -11Q125 -11 98 4T59 56Q57 64 57 83V101L92 241Q127 382 128 383Q128 385 77 385H26Z"></path></g></g><rect width="1127" height="60" x="120" y="220"></rect></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(2274,0)"><path data-c="1D713" d="M161 441Q202 441 226 417T250 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2023/9/10
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