ShaderX5

2.7 Animating Vegetation Using GPU Programs

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2008.11.19

Introduction

• 잔잔한 바람에 흔들리는 식물을 구현한다.

• vertex animation을 사용.

• static lightmap

유의 사항 : z-up right-hand 좌표계를 사용했다.

적용 가능한 식물

• palms • birches • mushrooms • grass • weeds • flowers • scrub

구현 단계

• Animate Vegetation

– 일단 움직이게 한다.

• Adding Chaos to Vertex Movement

• Lightmap and Height Bias

개선

Vertex Shader uniform float time; const float magnitude = 0.006; varying vec2 texCoords; // varying : 모든 vertex마다 정의하고 pixel shader에서는 보간된 값을 갖는다.

void main() { float amplitude = magnitude * gl_Vertex.z;

vec4 wave = amplitude * vec4( sin(time), cos(time), 0, 0); vec4 vert = gl_Vertex + wave; vert.w = 1.0; gl_Position = gl_ModelViewProjectionMatrix * vert; texCoord = gl_MultiTexCoord0.xy; }

문제점

• mesh group이 하나일 때는 그럴듯하다.

• 복수의 mesh group일 때는 문제

– wave 변수인 time이 똑같다.

구현 단계

• Animate Vegetation

• Adding Chaos to Vertex Movement

– 단조로운 움직임을 없앤다.

• Lightmap and Height Bias

개선

Vertex Shader

vec4 wave = amplitude

* vec4( sin(time), cos(time), 0, 0);

- Vertex 마다 다른 wave 값을 갖는다.

- 움직임이 부드럽다.

- 이웃한 vertex끼리 차이가 작다.

vec4 wave = amplitude *

vec4( sin(time + gl_Vertex.x),

cos(time + gl_Vertex.y), 0, 0);

문제점

• World 좌표로 계산한다.

• amplitude 값이 높이에 비례한다.

• Z 좌표가 0인 object에 비해 50인 object의 움직임이 너무 과하다.

구현 단계

• Animate Vegetation

• Adding Chaos to Vertex Movement

• Lightmap and Height Bias

– 라이트 적용

– Height bais를 사용한 amplitude 보정.

개선

Vertex Shader

float amplitude = magnitude * (gl_Vertex.z);

float amplitude = magnitude

* (gl_Vertex.z – gl_Color.a);

R G B A

Vertex color

Bia

s

Lightmap

Fragment Shader(Pixel Shader) uniform sampler2D baseMap;

varying vec4 vertColor;

varying vec2 texCoords;

void main()

{

vec4 mapColor = texture2D(baseMap, texCoords);

vec3 fragColor = mapColor.rgb * vertColor.rgb;

float trans = step(0.5, mapColor.a); gl_FragColor = vec4(fragColor.rgb, trans);

}

• transparency artifact 제거

– 텍스쳐 필터링, 밉맵핑이 원인.