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Android 앱에서 AGSL 사용

이 페이지에서는 AGSL 기본사항과 Android 앱에서 AGSL을 사용하는 다양한 방법을 설명합니다.

간단한 AGSL 셰이더

셰이더 코드는 그려진 각 픽셀에 대해 호출되며 픽셀을 페인팅할 색상을 반환합니다. 매우 간단한 셰이더는 항상 단일 색상을 반환합니다. 이 예에서는 빨간색을 사용합니다. 셰이더는 String 내에서 정의됩니다.

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" +
   "}";

다음 단계는 셰이더 문자열로 초기화된 RuntimeShader 객체를 만드는 것입니다. 그러면 셰이더도 컴파일됩니다.

Kotlin

val fixedColorShader = RuntimeShader(COLOR_SHADER_SRC)

Java

RuntimeShader fixedColorShader = new RuntimeShader(COLOR_SHADER_SRC);

RuntimeShader는 표준 Android 셰이더가 가능한 곳이면 어디에나 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 이 메서드를 사용하여 Canvas를 사용하여 맞춤 View에 그릴 수 있습니다.

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
   }
}

그러면 빨간색 View가 그려집니다. uniform를 사용하여 색상 매개변수를 그릴 셰이더에 전달할 수 있습니다. 먼저 셰이더에 uniform 색상을 추가합니다.

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" +
   "}";

그런 다음 맞춤 View에서 setColorUniform를 호출하여 원하는 색상을 AGSL 셰이더에 전달합니다.

Kotlin

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

Java

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

이제 녹색 View이 표시됩니다. View 색상은 셰이더에 삽입되지 않고 맞춤 View의 코드 매개변수를 사용하여 제어됩니다.

대신 색상 그라데이션 효과를 만들 수 있습니다. 먼저 View 해상도를 입력으로 허용하도록 셰이더를 변경해야 합니다.

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" +
   "}";

그라데이션 그리기

이 셰이더는 약간 복잡한 작업을 합니다. 각 픽셀에 대해 해상도로 나눈 x 및 y 좌표를 포함하는 float2 벡터를 만들고 이 벡터는 0과 1 사이의 값을 생성합니다. 그런 다음 조정된 벡터를 사용하여 반환 색상의 빨간색과 녹색 구성요소를 구성합니다.

setFloatUniform를 호출하여 View의 해상도를 AGSL 셰이더 uniform에 전달합니다.

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);
   }
}

셰이더 애니메이션

비슷한 기법을 사용해 iTime 및 iDuration 유니폼을 받도록 수정하여 셰이더에 애니메이션을 적용할 수 있습니다. 셰이더는 이러한 값을 사용하여 색상의 삼각파를 만들어 그라데이션 값을 앞뒤로 순환합니다.

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"+
   "}";

맞춤 뷰 소스 코드에서 ValueAnimator는 iTime 유니폼을 업데이트합니다.

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());
   }
});

복잡한 물체 색칠하기

배경을 채우기 위해 셰이더를 그릴 필요가 없습니다. drawText와 같이 Paint 객체를 허용하는 모든 위치에서 사용할 수 있습니다.

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);

셰이딩 및 캔버스 변환

음영 처리된 텍스트에 회전과 같이 추가 Canvas 변환을 적용할 수 있습니다. ValueAnimator에서 기본 제공되는 android.graphics.Camera 클래스를 사용하여 3D 회전 행렬을 업데이트할 수 있습니다.

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);

모서리가 아닌 중심 축을 기준으로 텍스트를 회전하려면 텍스트 경계를 가져온 다음 preTranslate 및 postTranslate를 사용하여 행렬을 변경하여 텍스트를 변환하도록 합니다. 텍스트가 화면에 그려지는 위치를 변경하지 않고 0,0이 회전의 중심이 되도록 합니다.

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();

Jetpack Compose와 함께 RuntimeShader 사용

Jetpack Compose를 사용하여 UI를 렌더링하는 경우 RuntimeShader를 사용하는 것이 훨씬 쉽습니다. 이전과 동일한 그라데이션 셰이더로 시작합니다.

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

이 셰이더를 ShaderBrush에 적용할 수 있습니다. 그런 다음 Canvas의 그리기 범위 내에서 그리기 명령어의 매개변수로 ShaderBrush를 사용합니다.

// 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)
}

RenderEffect와 함께 RuntimeShader 사용

RenderEffect를 사용하여 RuntimeShader를 상위 View 및 모든 하위 뷰에 적용할 수 있습니다. 이는 맞춤 View를 그리는 것보다 비용이 많이 듭니다. 하지만 createRuntimeShaderEffect를 사용하여 원래 그린 요소를 통합하는 효과를 쉽게 만들 수 있습니다.

Kotlin

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

Java

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

두 번째 매개변수는 셰이더 유니폼의 이름으로, 좌표 매개변수 (예: fragCoord에 전달된 값)로 eval하여 RenderNode의 원래 색상 (뷰 및 하위 뷰)을 가져와서 모든 종류의 효과를 실행할 수 있습니다.

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

버튼 위에 혼합된 그리드 효과가 플로팅 작업 버튼 아래에 나타납니다(다른 View 계층 구조에 있기 때문).