Cocos2d-x shader学习2： 模糊(Blur)

模糊效果在游戏中经常会用到，有的为了突出前景会把背景给模糊化，有的是因为一些技能需要模糊效果。模糊是shader中较为简单的一种应用。cocos2dx 3.x给的demo中，就有sprite的模糊的效果。

先说下这个模糊算法的大致思路，我们在片段着色器中可以得到当前像素点的颜色值，要想让这个颜色变得模糊，就要让它与它周围的像素点的颜色稍微接近一点，那么我们就需要拿到这个像素点周围的像素点的颜色值，我们把这些个像素点的值加起来取平均值，就得到了一个区域内的平均颜色。
如果直接使用这个颜色的话，最终的效果会变得很模糊，如果我们只是想稍微模糊一点的话，就要让这个平均值更接近于当前像素点原本的颜色，为此，我们取均值的时候对每个像素点增加了一个权重的定义，当前像素点的权重最高，依次向周围减弱，使得最后得到的均值的颜色更接近于当前像素点原始的颜色。

看代码：

#ifdef GL_ES
precision mediump float;
#endif

varying vec4 v_fragmentColor;
varying vec2 v_texCoord;

uniform vec2 resolution;//模糊对象的实际分辨率
uniform float blurRadius;//半径
uniform float sampleNum;//间隔的段数

vec4 blur(vec2);

void main(void)
{
    vec4 col = blur(v_texCoord); //* v_fragmentColor.rgb;
    gl_FragColor = vec4(col) * v_fragmentColor;
}

vec4 blur(vec2 p)
{
    if (blurRadius > 0.0 && sampleNum > 1.0)
    {
        vec4 col = vec4(0);
        vec2 unit = 1.0 / resolution.xy;//单位坐标

        float r = blurRadius;
        float sampleStep = r / sampleNum;

        float count = 0.0;
        //遍历一个矩形，当前的坐标为中心点，遍历矩形中每个像素点的颜色
        for(float x = -r; x < r; x += sampleStep)
        {
            for(float y = -r; y < r; y += sampleStep)
            {
                float weight = (r - abs(x)) * (r - abs(y));//权重，p点的权重最高，向四周依次减少
                col += texture2D(CC_Texture0, p + vec2(x * unit.x, y * unit.y)) * weight;
                count += weight;
            }
        }
        //得到实际模糊颜色的值
        return col / count;
    }

    return texture2D(CC_Texture0, p);
}

精度限定符和varying变量等的一些基础的知识在前面的博客中遇到的已经说过。
uniform变量是顶点着色器和片段着色器共享使用的变量，uniform的值不能被改变。
uniform变量是由宿主程序设置的，代码如下：

void EffectBlur::setTarget(EffectSprite *sprite)
{
    Size size = sprite->getTexture()->getContentSizeInPixels();
    _glprogramstate->setUniformVec2("resolution", size);
#if (CC_TARGET_PLATFORM != CC_PLATFORM_WINRT)
    _glprogramstate->setUniformFloat("blurRadius", _blurRadius);
    _glprogramstate->setUniformFloat("sampleNum", _blurSampleNum);
#endif
}

这里宿主程序设置了resolution，blurRadius和sampleNum三个uniform变量。渲染的时候，顶点着色器和片段着色器都可以用到这三个变量的值。
resolution是当前渲染node的实际分辨率。
blurRadius是像素点模糊处理的参考矩形的半径
sampleNum选择像素点的间隔的数量，相邻像素点的间距等于blurRadius / sampleNum

blur函数就是计算该像素点的最终颜色，参数p是当前像素点的坐标，我们以p点为中点以2r为边长得到一个矩形，这个矩形中每隔sampleStep长度的像素点是当前像素点的颜色参考像素。每个像素点会乘以一个weight权重，这个weight越靠近p点值越高，目的是为了让最终的值更接近于p点的像素颜色，然后各个像素点乘以权重后的颜色加起来，得到col，把各个权重也加起来得到count。最终的颜色值就是col/count。

效果图如下：
模糊前：

模糊后：