OpenGL ES - 在片段着色器中旋转纹理而不会失真

Question

我正在使用 Android 的 GPUImage 库来对位图应用一些效果。本质上，GPUImage 接受位图并使用 OpenGL ES，将 1 x 1 立方体渲染到位图大小的帧缓冲区中。用户可以编写自定义片段着色器来控制输出。

我正在尝试编写片段着色器，在给定旋转角度的情况下旋转位图。这是我目前所拥有的：

varying vec2 textureCoordinate;
uniform sampler2D inputImageTexture;
uniform vec2 inputImageTextureSize;
uniform float angle;

const vec2 HALF = vec2(0.5);

void main()
{
    float aSin = sin(angle);
    float aCos = cos(angle);

    vec2 tc = textureCoordinate;
    tc -= HALF.xy;
    tc *= mat2(aCos, aSin, -aSin, aCos);
    tc += HALF.xy;

    vec3 tex = texture2D(inputImageTexture, tc).rgb;
    gl_FragColor = vec4(tex, 1.0);
}

它有效，但明显扭曲了位图（因为 GPUImage 视口设置为将 1 x 1 立方体映射到实际位图大小）。我不知道如何摆脱失真。我应该根据角度和 inputImageTextureSize 应用一些额外的缩放变换，但我没有得到正确的方程。 None Whosebug 上的答案实际上适用于我的情况。请帮忙！

谢谢！

Answer 1

您必须考虑视口的宽高比 (window)。
如果window和图片有相同的纵横比，那么纵横比可以通过图片的大小来计算：

float aspect = inputImageTextureSize.x / inputImageTextureSize.y;

旋转前按纵横比(* aspect)缩放纹理坐标的u分量，旋转后按倒数纵横比(* 1.0/aspect)缩放：

tc -= HALF.xy;
tc.x *= aspect;
tc *= mat2(aCos, aSin, -aSin, aCos);
tc.x *= 1.0/aspect;
tc += HALF.xy;

为了阐明行为，同样可以用矩阵运算来表示：

float aSin = sin(angle);
float aCos = cos(angle);

float aspect = u_resolution.x / u_resolution.y;

mat2 rotMat      = mat2(aCos, -aSin, aSin, aCos);
mat2 scaleMat    = mat2(aspect, 0.0, 0.0, 1.0);
mat2 scaleMatInv = mat2(1.0/aspect, 0.0, 0.0, 1.0);

tc -= HALF.xy;
tc = scaleMatInv * rotMat * scaleMat * tc;
tc += HALF.xy;

Answer 2

作为对 Rabbid76 答案的补充，如果输入和输出纵横比不同：

float inputAspect = inputSize.x / inputSize.y;
float outputAspect = outputSize.x / outputSize.y;
float aspect = inputAspect / outputAspect;

// adjust aspect
tc.y *= aspect;
tc.y -= aspect * 0.5 - 0.5;

// rotate ...

这是一个例子：https://www.shadertoy.com/view/3dXBR7

OpenGL ES - 在片段着色器中旋转纹理而不会失真

OpenGL ES - Rotating texture in fragment shader without distortion

shader

android

opengl-es

glsl

gpuimage