Task
Write a shader that draws a red circle in the center of the screen. The circle should have a radius of
0.25
times the height of the screen. For aspect ratio correction, adjust the circle's dimensions to account for landscape orientation.
编写一个着色器,在屏幕中心绘制一个红色圆形。该圆形的半径应为屏幕高度的0.25倍。并且进行宽高比校正。
Theory
在片元着色器中,我们通常使用归一化坐标系 (Normalized Coordinates) ,也就是我们熟知的 uv
坐标。这个坐标系的 x
和 y
分量都从 0.0 变化到 1.0。当我们写下 length(uv)
时,我们是在一个理想的、边长为 1 的正方形空间里进行计算。
但问题在于,我们的屏幕或画布很少是正方形的。
想象一个常见的 800x600 像素的画布:
- 在 X 轴上,从 0.0 到 1.0 代表了 800 个像素的跨度。
- 在 Y 轴上,从 0.0 到 1.0 代表了 600 个像素的跨度。
这意味着,在物理显示上,uv
坐标系中 X 轴的"单位长度"比 Y 轴的要长。当你基于这个被"拉伸"的坐标系来计算到某一点的距离时,距离的计算本身就会发生扭曲,一个完美的圆形定义(到圆心等距)自然就变成了椭圆。
为此,用宽高比"反向拉伸"坐标系来解决圆被拉伸为椭圆的问题。 将其中一个坐标轴乘以画布的宽高比 。 宽高比 (Aspect Ratio) = 画布宽度 / 画布高度
对于 800x600 的画布,宽高比为 800.0 / 600.0 = 1.333
。
这个值告诉我们:X 轴被拉伸了 1.333 倍。为了抵消这种拉伸,我们可以在计算距离之前,将 uv
坐标的 x
分量预先乘以这个宽高比 。或者将 uv
坐标的 y
分量预先除以这个宽高比。
Answer
glsl
uniform vec2 iResolution;
void main() {
vec2 uv = gl_FragCoord.xy / iResolution.xy;
float aspect = iResolution.x / iResolution.y;
// 核心修复:将 x 轴"压扁",以抵消画布的"拉伸"
uv.x *= aspect;
// 我们需要同样校正圆心的坐标
vec2 center = vec2(0.5, 0.5);
center.x *= aspect;
float radius = 0.25;
// 现在,在一个"看起来"是正方形的坐标空间里计算距离
float d = distance(uv, center);
// 使用 smoothstep 获得平滑的边缘
float circle = 1.0 - smoothstep(radius - 0.01, radius, d);
gl_FragColor = vec4(vec3(circle, .0, .0), 1.0);
}
效果

练习
最后
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