На этой странице рассматриваются основы AGSL и различные способы использования AGSL в вашем приложении для Android.
Простой шейдер AGSL
Код шейдера вызывается для каждого нарисованного пикселя и возвращает цвет, которым должен быть закрашен пиксель. Простейший шейдер всегда возвращает один цвет. В этом примере используется красный. Шейдер определяется внутри String.
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" + "}";
Затем создайте объект RuntimeShader, инициализированный строкой шейдера. При этом также компилируется шейдер.
Kotlin
val fixedColorShader = RuntimeShader(COLOR_SHADER_SRC)
Java
RuntimeShader fixedColorShader = new RuntimeShader(COLOR_SHADER_SRC);
Шейдер RuntimeShader можно использовать везде, где поддерживаются стандартные шейдеры Android. Например, вы можете использовать его для рисования в пользовательском View с помощью 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 } }
Будет нарисован красный View. Вы можете использовать uniform, чтобы передать параметр цвета в шейдер для отрисовки. Сначала добавьте цвет uniform в шейдер:
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" + "}";
Затем вызовите setColorUniform из пользовательского View, чтобы передать нужный цвет в шейдер AGSL.
Kotlin
fixedColorShader.setColorUniform("iColor", Color.GREEN )
Java
fixedColorShader.setColorUniform("iColor", Color.GREEN );
Теперь у вас есть зеленый View. Цвет View контролируется с помощью параметра из кода в вашем пользовательском View, а не встроен в шейдер.
Вместо этого можно создать эффект градиента цвета. Сначала нужно изменить шейдер, чтобы он принимал разрешение View в качестве входных данных:
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" + "}";
Рисование градиента
Этот шейдер делает кое-что необычное. Для каждого пикселя создается вектор float2, содержащий координаты x и y, разделенные на разрешение, что дает значение от нуля до единицы. Затем он использует этот масштабированный вектор для построения красного и зеленого компонентов возвращаемого цвета.
Вы передаете разрешение View в шейдер AGSL uniform, вызывая 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); } }
Анимация шейдера
Похожий метод можно использовать для анимации шейдера, изменив его так, чтобы он получал униформы iTime и iDuration. Шейдер будет использовать эти значения для создания треугольной волны для цветов, заставляя их циклически перемещаться туда и обратно по значениям градиента.
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"+ "}";
Из исходного кода специального представления ValueAnimator обновляет униформу iTime.
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()); } });
Рисование сложных объектов
Шейдер не обязательно должен заполнять фон. Его можно использовать везде, где принимается объект Paint, например в 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);
Затенение и преобразование холста
К тексту с тенью можно применить дополнительные преобразования Canvas, например поворот. В ValueAnimator вы можете обновить матрицу для трехмерных поворотов с помощью встроенного класса android.graphics.Camera.
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);
Поскольку вы хотите повернуть текст вокруг центральной оси, а не от угла, получите границы текста, а затем используйте preTranslate и postTranslate, чтобы изменить матрицу для преобразования текста так, чтобы 0,0 было центром вращения без изменения положения текста на экране.
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();
Использование RuntimeShader с Jetpack Compose
Использовать RuntimeShader ещё проще, если вы отрисовываете интерфейс с помощью Jetpack Compose. Начнем с того же шейдера градиента, что и раньше:
private const val COLOR_SHADER_SRC =
"""uniform float2 iResolution;
half4 main(float2 fragCoord) {
float2 scaled = fragCoord/iResolution.xy;
return half4(scaled, 0, 1);
}"""
Вы можете применить этот шейдер к ShaderBrush. Затем вы используете ShaderBrush в качестве параметра для команд рисования в области рисования Canvas.
// 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)
}
Как использовать RuntimeShader с RenderEffect
Вы можете использовать RenderEffect, чтобы применить RuntimeShader к родительскому элементу View
и всем дочерним представлениям. Это более ресурсоемкий процесс, чем отрисовка пользовательского элемента View. но позволяет легко создать эффект, включающий то, что изначально было бы нарисовано с помощью createRuntimeShaderEffect.
Kotlin
view.setRenderEffect(RenderEffect.createRuntimeShaderEffect(myShader, "background"))
Java
view.setRenderEffect(RenderEffect.createRuntimeShaderEffect(myShader, "background"));
Второй параметр – это название униформы шейдера, которую можно eval с параметром координаты (например, переданным в fragCoord), чтобы получить исходный цвет RenderNode (объекта View и его дочерних объектов). Это позволяет применять различные эффекты.
uniform shader background; // Root node of View tree to be altered
return mix(returnColor, background.eval(fragCoord), 0.5);
Эффект сетки накладывается на кнопку, но находится под плавающей кнопкой действия (поскольку она находится в другой иерархии View).