shader Terrain GPU4 - Versionsgeschichte

DGLBot: Der Ausdruck ''(.*?)'' wurde ersetzt mit ''$1''.

2009-03-10T18:34:42Z

Der Ausdruck ''<glsl>(.*?)</glsl>'' wurde ersetzt mit ''<source lang="glsl">$1</source>''.

Coolcat: /* Besondere Voraussetzungen */

2009-02-22T18:55:25Z

‎Besondere Voraussetzungen

Coolcat: /* Besondere Vorraussetzungen */ texelFetch2DOffset kurz erklärt

2009-02-22T18:37:28Z

‎Besondere Vorraussetzungen: texelFetch2DOffset kurz erklärt

Coolcat: /* Beschreibung */

2009-02-22T13:50:17Z

‎Beschreibung

Coolcat: /* Beschreibung */

2009-02-22T13:48:21Z

‎Beschreibung

Coolcat: /* Shadername */

2009-02-22T13:32:47Z

‎Shadername

Coolcat: Die Seite wurde neu angelegt: =Shadername= Zurück zur Shadersammlung {|{{Prettytable_B1}} width=100% !width=60%|Beschreibung !width=20%|Autor !width=20%|Version |- |Shader für ein Heightmap-Te...

2009-02-22T13:27:17Z

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=Shadername=
Zurück zur [[Shadersammlung]]
{|{{Prettytable_B1}} width=100%
!width=60%|Beschreibung
!width=20%|Autor
!width=20%|Version
|-
|Shader für ein Heightmap-Terrain, benutzt [[GL_EXT_gpu_shader4]]
|Coolcat
|1.0
|}

==Bilder==
{|
| [[Bild:Terrain.jpg|thumb|256px|Terrain mit 3 Texturlayern]]
|-
| [[Bild:Terrain_Hmap.jpg|thumb|256px|Terrain aus Heightmap mit 2048x2048 Auflösung und 16bit Graustufen]]
|}

==Beschreibung==
Ein Terrain-Shader. Das Terrain wird in Blöcken von 64x64 gerendert. Als Geometrie wird nur ein [[GL_ARB_vertex_buffer_object|VBO]] mit 65x65 minimalen 2D-Vertices und ein entsprechender Indexbuffer benötigt. Die 3D-Vertices, Normalen und Texturkoordinaten werden im Vertexshader mit Hilfe der Heightmap-Textur erzeugt. Im Fragmentshader werden drei Texturlayer mit Hilfe einer Alphamap interpoliert.

Ein solcher Shader ist besonders für hochauflösende/große Terrains sinnvoll, da keine redundanten Daten im Speicher liegen müssen.

==Besondere Vorraussetzungen==
Ich verwende hier einige Features des ShaderModel 4.0 zwecks Performance-Optimierung, es wird also [[GL_EXT_gpu_shader4]] benötigt. Ich verwende Integer-Arithmetik und die Funktion ''texelFetch2DOffset'' für beschleunigten Texturzugriff. Es sollte aber möglich sein den Shader auch so umzuschreiben, dass er auch auf älterer Hardware funktioniert.

==Code==
Vertexshader:
<glsl>#extension GL_EXT_gpu_shader4 : enable

uniform sampler2D heightmap; // heightmap texture
uniform ivec2 leafmin; // minimum position of current block

const int tmin = 1; // minimum border for clamping
const int tmax = 2047; // maximum border for clamping
const float leafsize = 64.0; // size of terrain block
const float terrainsize = 2048.0; // size of complete terrain (heightmap size)
const float terrainscale = 100.0; // terrain height scale

varying vec3 normal;

void main()
{
float height;
ivec2 coords = leafmin + ivec2(gl_Vertex.xy);
if (coords.x < tmin || coords.y < tmin || coords.x > tmax || coords.y > tmax) {
// clamping borders
height = 0.0;
normal = vec3(0,-1,0);
}
else {
//retrieve height
height = terrainscale * texelFetch2DOffset(heightmap, coords, 0, ivec2(0,0)).a;

//compute normal
vec3 vector[6];
vector[0] = vec3( 0.0, texelFetch2DOffset(heightmap, coords, 0, ivec2( 0, -1)).a, -1.0);
vector[1] = vec3(-1.0, texelFetch2DOffset(heightmap, coords, 0, ivec2(-1, -1)).a, -1.0);
vector[2] = vec3(-1.0, texelFetch2DOffset(heightmap, coords, 0, ivec2(-1, 0)).a, 0.0);
vector[3] = vec3( 0.0, texelFetch2DOffset(heightmap, coords, 0, ivec2( 0, 1)).a, 1.0);
vector[4] = vec3( 1.0, texelFetch2DOffset(heightmap, coords, 0, ivec2( 1, 1)).a, 1.0);
vector[5] = vec3( 1.0, texelFetch2DOffset(heightmap, coords, 0, ivec2( 1, 0)).a, 0.0);
for (int i=0; i<6; ++i) {
vector[i].y = terrainscale * vector[i].y - height;
}
normal = cross(vector[5], vector[0]);
for (int i=1; i<6; ++i) {
normal += cross(vector[i-1], vector[i]);
}
normal = normalize(normal);
}

// transform position
vec4 position = vec4(coords.x, height, coords.y, 1.0);
gl_Position = gl_ModelViewProjectionMatrix * position;

// generate texture coords
gl_TexCoord[0].xy = gl_Vertex.xy / leafsize; // coords for layer texture
gl_TexCoord[1].xy = vec2(coords) / terrainsize; // coords for alphamap
}</glsl>

Fragmentshader:
<glsl>uniform sampler2D layer0;
uniform sampler2D layer1;
uniform sampler2D layer2;
uniform sampler2D alpha;

varying vec3 normal;

void main()
{
// compute terrain color
vec3 tex0 = texture2D(layer0, gl_TexCoord[0].xy).rgb;
vec3 tex1 = texture2D(layer1, gl_TexCoord[0].xy).rgb;
vec3 tex2 = texture2D(layer2, gl_TexCoord[0].xy).rgb;
vec3 a = texture2D(alpha, gl_TexCoord[1].xy).rgb;
vec3 color = a.r*tex0 + a.g*tex1 + a.b*tex2;

// compute diffuse lighting (directional lightsource only)
float diffuse = max(dot(gl_LightSource[0].position.xyz, normal), 0.0);
gl_FragColor = vec4(diffuse * color + gl_LightSource[0].ambient.xyz, 1.0);
}</glsl>

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	Es sollte aber möglich sein den Shader auch so umzuschreiben, dass er auch auf älterer Hardware funktioniert.		Es sollte aber möglich sein den Shader auch so umzuschreiben, dass er auch auf älterer Hardware funktioniert.
		+
		+	{{Hinweis\|Die Aussagen zur Funktionsweise von ''texelFetch2DOffset'' basieren auf Vermutungen. Die Spezifikation von [[GL_EXT_gpu_shader4]] macht leider keine Angaben was intern genau passiert. Die Tatsache das der Offset konstant sein muss und begrenzt ist legt dies aber Nahe.}}

	==Code==		==Code==

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 Ein solcher Shader ist besonders für hochauflösende/große Terrains sinnvoll, da keine redundanten Daten im Speicher der Grafikkarte liegen müssen.
-==Besondere Vorraussetzungen==
+==Besondere Voraussetzungen==
-Ich verwende hier einige Features des ShaderModel 4.0 zwecks Performance-Optimierung, es wird also [[GL_EXT_gpu_shader4]] benötigt. Ich verwende Integer-Arithmetik und die Funktion ''texelFetch2DOffset'' für beschleunigten Texturzugriff. Es sollte aber möglich sein den Shader auch so umzuschreiben, dass er auch auf älterer Hardware funktioniert.
+Ich verwende hier einige Features des ShaderModel 4.0 zwecks Performance-Optimierung, es wird also [[GL_EXT_gpu_shader4]] benötigt. Ich verwende Integer-Arithmetik und die Funktion ''texelFetch2DOffset'' für beschleunigten Texturzugriff. ''texelFetch2D'' ermöglicht den Texturzugriff über exakte Integer-Koordinaten, was intern die Multiplikation mit der Texturgröße sowie die Interpolation zwischen verschiedenen Texeln unnötig macht. Durch ''texelFetch2DOffset'' kann der Compiler multiple Texturzugriffe auf die selbe Textur mittels Cache beschleunigen, sofern der Offset klein und konstant ist.
 ==Code==

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 ==Beschreibung==
-Ein Terrain-Shader. Das Terrain wird in Blöcken von 64x64 gerendert, da man ja sinnvollerweise sowieso einen [[Techniken_und_Algorithmen#Raumunterteilungstechniken|Quadtree]] oder ähnliches einsetzt. Als Geometrie wird nur ein [[GL_ARB_vertex_buffer_object|VBO]] mit 65x65 minimalen 2D-Vertices und ein entsprechender Indexbuffer benötigt. Die 3D-Vertices, Normalen und Texturkoordinaten werden im Vertexshader mit Hilfe der [[Heightmap|Heightmap-Textur]] erzeugt. Im Fragmentshader werden drei Texturlayer mit Hilfe einer Alphamap interpoliert.
+Ein Terrain-Shader. Das Terrain wird in Blöcken von 64x64 gerendert, da man ja sinnvollerweise sowieso einen [[Techniken_und_Algorithmen#Raumunterteilungstechniken|Quadtree]] oder ähnliches einsetzt. Als Geometrie wird daher <u>nur ein</u> [[GL_ARB_vertex_buffer_object|VBO]] mit 65x65 minimalen 2D-Vertices (keine Höhe) und ein entsprechender Indexbuffer benötigt. Die 3D-Vertices, Normalen und Texturkoordinaten werden im Vertexshader mit Hilfe der [[Heightmap|Heightmap-Textur]] erzeugt. Im Fragmentshader werden drei Texturlayer mit Hilfe einer Alphamap interpoliert.
-Ein solcher Shader ist besonders für hochauflösende/große Terrains sinnvoll, da keine redundanten Daten im Speicher liegen müssen.
+Ein solcher Shader ist besonders für hochauflösende/große Terrains sinnvoll, da keine redundanten Daten im Speicher der Grafikkarte liegen müssen.
 ==Besondere Vorraussetzungen==

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 ==Code==
 Vertexshader:
-<glsl>#extension GL_EXT_gpu_shader4 : enable
+<source lang="glsl">#extension GL_EXT_gpu_shader4 : enable
 uniform sampler2D heightmap; // heightmap texture
@@ Zeile 83: / Zeile 83: @@
 	gl_TexCoord[0].xy = gl_Vertex.xy / leafsize;     // coords for layer texture
 	gl_TexCoord[1].xy = vec2(coords) / terrainsize;  // coords for alphamap
-}</glsl>
+}</source>
 Fragmentshader:
-<glsl>uniform sampler2D layer0;
+<source lang="glsl">uniform sampler2D layer0;
 uniform sampler2D layer1;
 uniform sampler2D layer2;
@@ Zeile 105: / Zeile 105: @@
 	float diffuse = max(dot(gl_LightSource[0].position.xyz, normal), 0.0);
   	gl_FragColor = vec4(diffuse * color + gl_LightSource[0].ambient.xyz, 1.0);
-}</glsl>
+}</source>

@@ Zeile 1: / Zeile 1: @@
-=Shadername=
+=Heightmap-Terrain=
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 {|{{Prettytable_B1}} width=100%