通过本教程，你将学会：
- 理解基于坐标的形状绘制原理
- 掌握条件判断语句在着色器中的应用
- 学习如何定义和检测矩形区域
- 了解布尔运算在图形编程中的作用
在着色器中，我们不是直接"绘制"形状，而是对每个像素进行判断：当前像素是否属于某个形状。这种思维方式是着色器编程的核心。
一个矩形可以通过四个边界来定义：
- 左边界：x >= left
- 右边界：x <= right
- 下边界：y >= bottom
- 上边界：y <= top
只有当所有四个条件都满足时，点才在矩形内部。
在GLSL中，归一化坐标系统的特点：
- 原点(0,0)位于左下角
- X轴向右递增，Y轴向上递增
- 坐标范围通常是[0.0, 1.0]
`glsl
if (condition) {
// 条件为真时执行
} else {
// 条件为假时执行
}
`
`glsl
&& // 逻辑与（AND）- 两个条件都为真
|| // 逻辑或（OR） - 至少一个条件为真
! // 逻辑非（NOT）- 取反
`
`glsl
>= // 大于等于
<= // 小于等于
> // 大于
< // 小于
== // 等于
!= // 不等于
`
`glsl
bool isInside = true;
bool isOutside = false;
bool condition = (x > 0.5);
`
在练习代码中，你需要完成以下任务：
1. 获取归一化坐标：
`glsl
vec2 uv = gl_FragCoord.xy / vec2(300.0, 300.0);
`
2. 定义矩形边界：
`glsl
float left = 0.3; // 左边界（30%位置）
float right = 0.7; // 右边界（70%位置）
float bottom = 0.4; // 下边界（40%位置）
float top = 0.6; // 上边界（60%位置）
`
3. 检测点是否在矩形内：
`glsl
bool insideRect = (uv.x >= left && uv.x <= right) &&
(uv.y >= bottom && uv.y <= top);
`
这个表达式检查：
- X坐标是否在左右边界之间
- Y坐标是否在上下边界之间
- 只有两个条件都满足，点才在矩形内
4. 根据位置设置颜色：
`glsl
vec3 color;
if (insideRect) {
color = vec3(1.0, 1.0, 1.0); // 白色
} else {
color = vec3(0.0, 0.0, 0.0); // 黑色
}
`
对于每个像素，我们需要检查它是否满足所有边界条件：
`glsl
// 分步检查
bool xInRange = (uv.x >= left) && (uv.x <= right);
bool yInRange = (uv.y >= bottom) && (uv.y <= top);
bool insideRect = xInRange && yInRange;
`
`glsl
// 方法1：分别检查X和Y
bool insideX = uv.x >= left && uv.x <= right;
bool insideY = uv.y >= bottom && uv.y <= top;
bool inside = insideX && insideY;
// 方法2：一次性检查所有条件
bool inside = uv.x >= left && uv.x <= right &&
uv.y >= bottom && uv.y <= top;
`
`glsl
// 方法1：使用if-else
if (inside) {
color = vec3(1.0); // 白色
} else {
color = vec3(0.0); // 黑色
}
// 方法2：使用三元运算符（更高级）
vec3 color = inside ? vec3(1.0) : vec3(0.0);
// 方法3：使用数学转换
float factor = float(inside); // bool转float
vec3 color = vec3(factor);
`
- 坐标理解：记住(0,0)在左下角，(1,1)在右上角
- 边界值：注意使用>=和<=来包含边界像素
- 调试技巧：可以先用不同颜色显示X和Y的范围来调试
- 精度考虑：浮点数比较时要注意精度问题
`glsl
float centerX = 0.5;
float centerY = 0.5;
float width = 0.4;
float height = 0.2;
float left = centerX - width * 0.5;
float right = centerX + width * 0.5;
float bottom = centerY - height * 0.5;
float top = centerY + height * 0.5;
`
`glsl
bool rect1 = /* 第一个矩形的条件 */;
bool rect2 = /* 第二个矩形的条件 */;
bool anyRect = rect1 || rect2; // 在任一矩形内
`
`glsl
bool outerRect = /* 外矩形条件 */;
bool innerRect = /* 内矩形条件 */;
bool border = outerRect && !innerRect; // 只有边框
`
完成基础练习后，可以尝试：
1. 创建多个不同颜色的矩形
2. 制作矩形边框效果
3. 使用数学函数创建动态大小的矩形
4. 结合旋转变换创建倾斜的矩形
通过掌握矩形绘制，你将理解基于坐标的形状绘制原理，这是创建更复杂几何形状的基础。