Android アプリでの AGSL の使用

このページでは、AGSL の基本と、Android で AGSL を使用するさまざまな方法について説明します。 。

シンプルな AGSL シェーダー

シェーダーのコードは描画されたピクセルごとに呼び出され、ピクセルの ペイントする必要があります非常にシンプルなシェーダーは、常に 単色この例では赤を使用しています。シェーダーは String 内で定義されます。

Kotlin

private const val COLOR_SHADER_SRC =
   """half4 main(float2 fragCoord) {
      return half4(1,0,0,1);
   }"""

Java

private static final String COLOR_SHADER_SRC =
   "half4 main(float2 fragCoord) {\n" +
      "return half4(1,0,0,1);\n" +
   "}";

次に、RuntimeShader を作成します。 シェーダーの文字列で初期化されたオブジェクト。これにより、シェーダーもコンパイルされます。

Kotlin

val fixedColorShader = RuntimeShader(COLOR_SHADER_SRC)

Java

RuntimeShader fixedColorShader = new RuntimeShader(COLOR_SHADER_SRC);

RuntimeShader は、標準の Android シェーダーが使用できる場所で使用できます。として たとえば、カスタム View Canvas。

Kotlin

val paint = Paint()
paint.shader = fixedColorShader
override fun onDrawForeground(canvas: Canvas?) {
   canvas?.let {
      canvas.drawPaint(paint) // fill the Canvas with the shader
   }
}

Java

Paint paint = new Paint();
paint.setShader(fixedColorShader);
public void onDrawForeground(@Nullable Canvas canvas) {
   if (canvas != null) {
      canvas.drawPaint(paint); // fill the Canvas with the shader
   }
}

これにより、赤色の View が描画されます。uniform を使用して、色パラメータを 描画するシェーダーを指定します。まず、色 uniform をシェーダーに追加します。

Kotlin

private const val COLOR_SHADER_SRC =
"""layout(color) uniform half4 iColor;
   half4 main(float2 fragCoord) {
      return iColor;
   }"""

Java

private static final String COLOR_SHADER_SRC =
   "layout(color) uniform half4 iColor;\n"+
      "half4 main(float2 fragCoord) {\n" +
      "return iColor;\n" +
   "}";

次に、カスタムの View から setColorUniform を呼び出して、目的の色を渡します。 AGSL シェーダーに統合します

Kotlin

fixedColorShader.setColorUniform("iColor", Color.GREEN )

Java

fixedColorShader.setColorUniform("iColor", Color.GREEN );

これで、緑色の View が表示されます。View の色は、 パラメータをカスタム View のコードから 作成します。

代わりに、カラー グラデーション効果を作成できます。まず、 シェーダーで View 解像度を入力として受け入れます。

Kotlin

private const val COLOR_SHADER_SRC =
"""uniform float2 iResolution;
   half4 main(float2 fragCoord) {
      float2 scaled = fragCoord/iResolution.xy;
      return half4(scaled, 0, 1);
   }"""

Java

private static final String COLOR_SHADER_SRC =
   "uniform float2 iResolution;\n" +
      "half4 main(float2 fragCoord) {\n" +
      "float2 scaled = fragCoord/iResolution.xy;\n" +
      "return half4(scaled, 0, 1);\n" +
   "}";

グラデーションの描画

このシェーダーは、ちょっとした工夫をしています。ピクセルごとに float2 が作成されます。 x 座標と y 座標を解像度で割った値を含むベクトル。 0 ～ 1 の値が作成されます。そのスケーリングされたベクトルを使用して、 戻り値の色の赤と緑のコンポーネントを作成します。

次のコマンドを呼び出して、View の解像度を AGSL シェーダーの uniform に渡します。 setFloatUniform。

Kotlin

val paint = Paint()
paint.shader = fixedColorShader
override fun onDrawForeground(canvas: Canvas?) {
   canvas?.let {
      fixedColorShader.setFloatUniform("iResolution", width.toFloat(), height.toFloat())
      canvas.drawPaint(paint)
   }
}

Java

Paint paint = new Paint();
paint.setShader(fixedColorShader);
public void onDrawForeground(@Nullable Canvas canvas) {
   if (canvas != null) {
      fixedColorShader.setFloatUniform("iResolution", (float)getWidth(), (float()getHeight()));
      canvas.drawPaint(paint);
   }
}

<ph type="x-smartling-placeholder">

</ph>

赤と緑のグラデーション

シェーダーをアニメーション化する

同様の手法を使用して、iTime ユニフォームと iDuration ユニフォームを受け取るようにシェーダーを変更することで、シェーダーをアニメーション化できます。シェーダーはこれらの値を使用して、 三角波を使って色をグラデーションします。

Kotlin

private const val DURATION = 4000f
private const val COLOR_SHADER_SRC = """
   uniform float2 iResolution;
   uniform float iTime;
   uniform float iDuration;
   half4 main(in float2 fragCoord) {
      float2 scaled = abs(1.0-mod(fragCoord/iResolution.xy+iTime/(iDuration/2.0),2.0));
      return half4(scaled, 0, 1.0);
   }
"""

Java

private static final float DURATION = 4000f;
private static final String COLOR_SHADER_SRC =
   "uniform float2 iResolution;\n"+
   "uniform float iTime;\n"+
   "uniform float iDuration;\n"+
   "half4 main(in float2 fragCoord) {\n"+
      "float2 scaled = abs(1.0-mod(fragCoord/iResolution.xy+iTime/(iDuration/2.0),2.0));\n"+
      "return half4(scaled, 0, 1.0);\n"+
   "}";

カスタムビューのソースコードから、 ValueAnimator が iTime ユニフォーム。

Kotlin

// declare the ValueAnimator
private val shaderAnimator = ValueAnimator.ofFloat(0f, DURATION)

// use it to animate the time uniform
shaderAnimator.duration = DURATION.toLong()
shaderAnimator.repeatCount = ValueAnimator.INFINITE
shaderAnimator.repeatMode = ValueAnimator.RESTART
shaderAnimator.interpolator = LinearInterpolator()

animatedShader.setFloatUniform("iDuration", DURATION )
shaderAnimator.addUpdateListener { animation ->
    animatedShader.setFloatUniform("iTime", animation.animatedValue as Float )
}
shaderAnimator.start()

Java

// declare the ValueAnimator
private final ValueAnimator shaderAnimator = ValueAnimator.ofFloat(0f, DURATION);

// use it to animate the time uniform
shaderAnimator.setDuration((long)DURATION);
shaderAnimator.setRepeatCount(ValueAnimator.INFINITE);
shaderAnimator.setRepeatMode(ValueAnimator.RESTART);
shaderAnimator.setInterpolator(new LinearInterpolator());

animatedShader.setFloatUniform("iDuration", DURATION );
shaderAnimator.addUpdateListener(new ValueAnimator.AnimatorUpdateListener() {
   public final void onAnimationUpdate(ValueAnimator animation) {
      animatedShader.setFloatUniform("iTime", (float)animation.getAnimatedValue());
   }
});

<ph type="x-smartling-placeholder">

</ph>

赤と緑のアニメーション グラデーション

複雑なオブジェクトの描画

背景全体にシェーダーを描画する必要はありません。できる 使用できるように、 Paint オブジェクト（ drawText。

Kotlin

canvas.drawText(ANIMATED_TEXT, TEXT_MARGIN_DP, TEXT_MARGIN_DP + bounds.height(),
   paint)

Java

canvas.drawText(ANIMATED_TEXT, TEXT_MARGIN_DP, TEXT_MARGIN_DP + bounds.height(),
   paint);

<ph type="x-smartling-placeholder">

</ph>

赤と緑のアニメーション グラデーション テキスト

シェーディングとキャンバスの変換

シェーディングされたテキストには、次のような追加の Canvas 変換を適用できます。 作成できます。ValueAnimator で、3D 回転のマトリックスを更新できます。 組み込みの android.graphics.Camera クラス。

Kotlin

// in the ValueAnimator
camera.rotate(0.0f, animation.animatedValue as Float / DURATION * 360f, 0.0f)

Java

// in the ValueAnimator
camera.rotate(0.0f, (Float)animation.getAnimatedValue() / DURATION * 360f, 0.0f);

テキストを隅からではなく中心軸から回転させるため、 テキスト境界を取得してから、preTranslate と postTranslate を使用して 行列を使用してテキストを翻訳し、0,0 を 画面上のテキストが描画される位置を変更する。

Kotlin

linearColorPaint.getTextBounds(ANIMATED_TEXT, 0, ANIMATED_TEXT.length, bounds)
camera.getMatrix(rotationMatrix)
val centerX = (bounds.width().toFloat())/2
val centerY = (bounds.height().toFloat())/2
rotationMatrix.preTranslate(-centerX, -centerY)
rotationMatrix.postTranslate(centerX, centerY)
canvas.save()
canvas.concat(rotationMatrix)
canvas.drawText(ANIMATED_TEXT, 0f, 0f + bounds.height(), paint)
canvas.restore()

Java

linearColorPaint.getTextBounds(ANIMATED_TEXT, 0, ANIMATED_TEXT.length(), bounds);
camera.getMatrix(rotationMatrix);
float centerX = (float)bounds.width()/2.0f;
float centerY = (float)bounds.height()/2.0f;
rotationMatrix.preTranslate(-centerX, -centerY);
rotationMatrix.postTranslate(centerX, centerY);
canvas.save();
canvas.concat(rotationMatrix);
canvas.drawText(ANIMATED_TEXT, 0f, 0f + bounds.height(), paint);
canvas.restore();

<ph type="x-smartling-placeholder">

</ph>

赤と緑の回転アニメーション グラデーション テキスト

Jetpack Compose で RuntimeShader を使用する

を使用して UI をレンダリングする場合は、RuntimeShader を使用する方がさらに簡単です。 Jetpack Compose。まずは、先ほどと同じグラデーション シェーダーを before:

private const val COLOR_SHADER_SRC =
    """uniform float2 iResolution;
   half4 main(float2 fragCoord) {
   float2 scaled = fragCoord/iResolution.xy;
   return half4(scaled, 0, 1);
}"""

そのシェーダーを ShaderBrush。マイページ 次に、ShaderBrush を Canvas の描画スコープ。

// created as top level constants
val colorShader = RuntimeShader(COLOR_SHADER_SRC)
val shaderBrush = ShaderBrush(colorShader)

Canvas(
   modifier = Modifier.fillMaxSize()
) {
   colorShader.setFloatUniform("iResolution",
   size.width, size.height)
   drawCircle(brush = shaderBrush)
}

<ph type="x-smartling-placeholder">

</ph>

赤と緑のグラデーション円

RenderEffect で RuntimeShader を使用する

次を使用: RenderEffect: RuntimeShader を親 View へ およびすべての子ビュー。この方法は、カスタムの View を描画するよりもコストがかかります。 そうすると、作成したばかりのコンポーネントに 元々は createRuntimeShaderEffect。

Kotlin

view.setRenderEffect(RenderEffect.createRuntimeShaderEffect(myShader, "background"))

Java

view.setRenderEffect(RenderEffect.createRuntimeShaderEffect(myShader, "background"));

2 つ目のパラメータは、シェーダーのユニフォームの名前です。eval （fragCoord で渡された値など）の座標パラメータを使って、 RenderNode（ビューとその子ビュー） ビューなど）を使用して、あらゆる種類のエフェクトを実行できます。

uniform shader background;       // Root node of View tree to be altered
return mix(returnColor, background.eval(fragCoord), 0.5);

<ph type="x-smartling-placeholder">

</ph>

ボタンの上に AGSL のグリッドを重ねて表示

ボタンの上に、フローティング アクション ボタンの下にあるグリッド エフェクトが混在している （View 階層が異なるため）。