Швидкий довідник вбудованих функцій GLSL

1. Нотація типів і genType

Сигнатури вбудованих функцій GLSL використовують узагальнені назви типів. Функція, для якої вказано приймання genType, насправді має перевантаження для всіх перелічених нижче типів:

Коли функція приймає genType x, genType y, обидва аргументи мають мати однаковий тип і розмірність — не можна змішувати vec3 і float без явного приведення типу.

2. Функції кутів і тригонометрії

Усі тригонометричні функції працюють із радіанами. Вхід/вихід — genType.

3. Експоненційні та логарифмічні функції

4. Загальні математичні функції

// Поширений сніпет: плавний хеш-шум
float hash(vec2 p) {
  return fract(sin(dot(p, vec2(127.1, 311.7))) * 43758.5453);
}

// Безпечне застосування smoothstep
float ss = smoothstep(0.2, 0.8, uv.x); // завжди e0 < e1

// Вибір між двома значеннями за допомогою step (без розгалуження):
vec3 col = mix(colorA, colorB, step(0.5, uv.x));

5. Геометричні функції

// Дифузне освітлення Фонга + блиск за один прохід
vec3 N = normalize(vNormal);
vec3 L = normalize(uLightPos - vWorldPos);
vec3 V = normalize(uCamPos - vWorldPos);
vec3 R = reflect(-L, N);

float diff = max(dot(N, L), 0.0);
float spec = pow(max(dot(R, V), 0.0), uShininess);
vec3 color = diff * uDiffuse + spec * uSpecular;

6. Матричні функції

7. Функції вибірки з текстур

GLSL ES 3.0 використовує типи семплерів і перевантаження texture(). GLSL ES 1.0 (WebGL 1) використовував texture2D(), textureCube() тощо.

// Текстура даних (стан симуляції з ping-pong):
uniform sampler2D uState;
uniform vec2 uRes;

vec4 readCell(ivec2 coord) {
  coord = clamp(coord, ivec2(0), ivec2(uRes) - 1);
  return texelFetch(uState, coord, 0);  // точний цілочисловий тексель, без фільтрації
}

// Сума сусідів (Conway / реакція-дифузія):
ivec2 px = ivec2(gl_FragCoord.xy);
vec4 c = readCell(px);
vec4 L = readCell(px + ivec2(-1, 0));
vec4 R = readCell(px + ivec2( 1, 0));
vec4 U = readCell(px + ivec2( 0, 1));
vec4 D = readCell(px + ivec2( 0,-1));

8. Функції похідних фрагмента

Функції похідних фрагмента доступні лише у фрагментному шейдері. Вони обчислюють швидкість зміни значення між сусідніми квадами фрагментів.

Згладжені фігури за допомогою fwidth

// Згладжене коло (без потреби в MSAA):
float circle(vec2 uv, float r) {
  float d = length(uv) - r;
  float w = fwidth(d);          // 1 піксель в одиницях відстані
  return 1.0 - smoothstep(-w, w, d);
}

// Згладжені лінії сітки:
float grid(vec2 uv, float spacing) {
  vec2 g = abs(fract(uv / spacing - 0.5) - 0.5);
  vec2 w = fwidth(uv / spacing);
  vec2 line = smoothstep(vec2(0.0), w * 1.5, g);
  return 1.0 - min(line.x, line.y);
}