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在OpenGL里用纯shader实现PPT的切换特效

PPT_Transtions

在OpenGL里用纯shader实现PPT的切换特效
直接点击 OpenGL.sln 用Visual Studio2019 打开工程生成即可

一、 淡入淡出 Fade

直接调用GLSL的mix函数即可

二、推入 Push

现象：一张图片从右往左把另一张图片推出屏幕
要点：
1、判断texCoord与u_ratio的大小，选择在左右两边显示哪张图
2、同时对两张图的texCoord做一定偏移

三、擦除 Wipe

现象：从右往左将上面一张图片擦除
思路：
主要还是依赖于mix函数进行混合，只不过在边缘处实现渐变，渐变的实现可简单用线性插值实现，从右往左的擦除就好比将一条斜线从右往左移动，随后clamp就成为了透明度alpha

四、分割 Split

现象：从中间往两边“擦除”
思路：类似于“把擦除等效为从右往左移动”，分割的实现可抽象为下图：

五、显示 Reveal

现象：先是从右往左，图片微微放大的同时屏幕变白，随后从左往右，另一张图片浮现，且微微缩小
要点：
1、 图片淡出淡入的效果与前面的擦除类似，只不过混合对象变成了白图
2、 图片缩放的实现，实现缩放时，要选择缩放中心，变换顺序为：先移动到缩放中心，执行缩放后，再从缩放中心移动回去

六、切入 Cut

现象：瞬间切换，很简单的效果

七、随机线条 RandomBars

现象：前一张图片消失于很多随机线条中，后一张图片浮现，就好比在多个随机位置处执行“分割”
思路：使用for循环对多个随机位置的“分割”透明度进行叠加，取多个函数的最小值：

八、形状 Shape

现象：由一个形状往四周扩散，下一张图片浮现
思路：仍然从“形状移动”的思路出发，考虑不同形状的透明度函数，只不过此时的函数变成二元函数了：

九、覆盖 Cover与 揭开 Uncover

现象：一张图片从一个方向滑走，或者另一张图片滑入
要点：效果与“Push推入”很类似，只不过其中一张图片不进行顶点偏移而已

十、闪光 Flash

现象：类似于闪光灯闪的一下，就切换为另一张图片
要点：先将第一张图片的RGB迅速升高，成为全白图，然后全白状态下切换为第二张图，降低RGB值，使之正常

十一、溶解 Dissolve

现象：一张图溶解为许多小碎片，然后另一张图浮现
要点：
1、 将屏幕划分为多个小块，比如要划分为7*5个小块，就将xy乘以vec2(7,5)，然后取floor后除以vec2(7,5)既可
2、 然后每个小块设置不同的随机值，之前介绍了一维的伪随机数生成，这里可以使用二维的伪随机数生成，每个小块设置不同的随机值后，将其与u_ratio比较，决定其溶解与否

十二、翻转 Flip

现象：图片原地翻转，背面为另一张图片
要点；
1、 实现绕y轴的3D旋转和透视投影，用剪切（shear）替代投影实现
2、 一个小细节，在翻转的时候，图片往z方向有偏移量

十三、棋盘 CheckBoard

现象：生成许多小方块，各自翻页，背面为下一张图片
要点：
1、 将屏幕划分为多个小块，第十一中已介绍，且每个小块的翻页时间不一样，可加二维随机数
2、 每个小块的翻转操作，同十二中的翻转Flip操作

十四、百叶窗 Blinds

现象：类似广告百叶窗的切换，从三棱柱的一面旋转到另一面
要点：
1、 模拟三棱柱的旋转，将第一张图初始角度设置为0，第二张图初始角度设置为60度，同时绕虚拟三棱柱的轴，旋转120度
2、由于对于纹理坐标的变换和对顶点的坐标变换有所出入，所以实现的结果仍然有一些artifact，除了对三棱柱进行实实在在建模导入顶点坐标变换之外，没有想到好的办法

十五、时钟 Clock

现象：类似时钟的指针扫过一圈，同时便随着图片的消隐于浮现
要点：
1、 通过纹理坐标的xy值，计算角度
2、 对扫过的边缘添加渐变，前面在Wipe擦除中提到实现的渐变是用一个移动一个线性函数实现的，在这里，把角度当作自变量，同样用线性插值来实现渐变

十六、涟漪 Ripple

现象：类似水波纹像四周扩散，同时第二张图浮现出来
要点：
1、 水波纹最外层渐变的实现，类似于Shape形状里面的圆形
2、 水波纹对于图片的折射，可用sin函数来模拟水波
3、 水波纹波峰波谷的亮度变化，同样借助sin函数

十七、蜂巢 HoneyComb

现象：第一张图逐渐旋转变大，同时以蜂窝状逐个消失，同时第二张图以蜂窝状出现
要点：
1、 实现图片的旋转与缩放，比较简单
2、 在开始和结束时，用两个擦除的效果，比较简单，加到透明度上即可
3、 写出蜂窝状的形状，并对每个形状添加不同的随机值，这块比较复杂，详细讲解：

要实现的蜂窝状如图所示，我们知道，如果这些小块都是一个个矩形，那么就可以按照之前的思路容易生成，但是这些蜂窝状都是六边形，并且不像矩形那样排布很规则，我在此处介绍“最小拼接块”的**：是否可以找到最小矩形拼接块，只要生成了这个拼接块的图案，然后复制即可？

可以看到，右边这个最小矩形拼接块，可以由两个六边形和一个长条矩形通过布尔运算获得，所以难点在于如何生成六边形？
我们知道长条矩形的生成很容易，那么怎样生成一个六边形呢？
用三个旋转角度不同的长条矩形求交集就可以！有了六边形和矩形，就可以对三个图形进行布尔运算，为此，专门为float类型写了and、or和not函数

十八、闪耀 Glitter

现象：许多小的正六边形随机翻转，背面显现出另一张图片
要点：
1、 正六边形的实现，并对每个六边形区域，设置不同的旋转中心和旋转角度

十九、切换 Switch

现象：两张图片左右前后切换，实现比较简单，此示例代码弄丢了

二十、帘式 Curtain

现象：一张图片类似于窗帘往两边展开，随后切换到另一张图片
要点：
1、 模拟窗帘的布料，窗帘的形状主要用sin函数进行模拟，加上一些perlin噪声进行扰动，使之更自然
2、 用关键帧的**，实现“布料”的动画，在关键时间戳，定义好布料（纹理坐标）的变换，然后tent函数进行叠加，即进行线性插值

二十一、悬挂 Drape

现象：一张图片类似一块布从上往下掉落，完成切换
要点：
1、 布往下坠落的过程，需要显示布的背面
2、 布坠落到底部后，由于惯性，会有轻微的往里偏移，随后恢复

二十二、上拉帷幕 Prestige

现象：一张图片像一张布一样被上拉，从而切换到另一张图
要点：
1、 选择合适的函数，模拟布料的扭曲，同时施加噪声，模拟布料的飘动

二十三、剥离 PeelOff

现象：一张图片像一张纸一张被揭开，显示出另一张图
要点：
1、 此实现类似于（十九-悬挂），假想有一根斜直线，如 y = x – 1，图片背面通过镜像得到，直线右边显示底图，左边显示上面的图

二十四、库 Gallery

现象：第一张图先向内旋转，同时另一张图推着进来，最后旋转回来
要点：
1、 近似实现图片的三维变换
2、 实现镜像的效果

二十五、立方体 Cube

想象：类似立方体的两面进行旋转切换
要点：
1、 近似实现图片的三维变换

二十六、门 Door

现象：第一张图像门一样打开，第二张图从小到大显示出来
要点：
1、 近似实现第一张图的旋转，第二张图的缩放，同时进行混合

二十七、框 Box

现象：两张图片类似一个方形的框架进行旋转，切换到另一张图
要点：
1、 近似实现图片的三维旋转，思路大致和（二十四-立方体）相同

二十八、梳理 Comb

现象：图像一条一条向左向右飞出，显示出另一张图片
要点：比较简单的实现，纵向分条即可

二十九、缩放 Zoom

现象：两张图片缩放，一张淡出，一张淡入，实现切换
要点：
1、 实现图片缩放，比较简单的实现

三十、碎片 Shred

现象：第一张图被分割成多块碎片，分别往前往后迅速移动，在最远点瞬间切换为另一张图，随后恢复
要点：
1、 随机碎片的生成，使用简单的随机数进行生成，详见generateFrag函数
2、 近似实现碎片的三维变换

三十一、跌落 Fall

现象：一张图片向里跌落，切换到另一张图片
要点：
1、 对纹理坐标进行扭曲，用多项式函数来近似边缘的扭曲
2、 对图片施加旋转的同时，进行边缘扭曲

三十二、翻页 PageTurn

现象：像书本翻页一样，进行图片切换
要点：实现图片右半部分的顺时针旋转