在 WebGL 着色器中获取准确的整数模数

Question

我想在 WebGL 片段着色器中获得 x 和 y 的精确模数。 x 和 y 是整数。

绘制mod(x,y)，我们得到以下信息：

用于生成红黑矩形的实际代码为：

gl_FragColor = vec4(mod(
  float(int(v_texCoord[0]*15.))/15.,
  float(int(v_texCoord[1]*15.))/15.
), 0, 0, 1);

其中 v_texCoord 是一个 vec2，范围从左上角的 0,0 到右下角的 1,1。 float 和 int 的精度都设置为 mediump。

阅读图表，我们看到虽然mod(6,6) 是正确的0，但mod(7,7) 实际上是7！ 我该如何解决这个问题？

我尝试实现自己的 mod() 函数。但是，它有相同的错误，并产生相同的图表。

int func_mod(int x, int y) {
    return int(float(x)-float(y)*floor(float(x)/float(y)));
}

在 Javascript 中，我可以调试它，该功能完美运行。然后我尝试了一种迭代方法，因为我担心自己会发疯，而且我也不相信浮点除法。

int iter_mod(int x, int y) {
    x = int(abs(float(x))); y = int(abs(float(y)));
    for(int i=0; i>-1; i++) {
        if(x < y) break;
        x = x - y;
    }
    return x;
}

这行得通，但我无法绘制它，因为当我尝试时，它会使 linux 崩溃，并在 ring 0 中出现错误。它适用于我需要它的 spritesheet 计算，但我真的觉得这是一个不正确的解决方案。

（更新：它在我的手机上完美运行。现在不是我的代码出错了，这只是我的问题……）

Answer 1

这是一个 GLSL 函数，它使用应该是整数的 (float) 参数准确计算 MOD：

/**
 * Returns accurate MOD when arguments are approximate integers.
 */
float modI(float a,float b) {
    float m=a-floor((a+0.5)/b)*b;
    return floor(m+0.5);
}

请注意，如果 a0 则返回值将 >=0，这与其他语言的 % 运算符不同。

Answer 2

你不是在修改 7 到 7，而是在修改 7/15 到 7/15

试试

gl_FragColor = vec4(mod(
  floor(v_texCoord[0] * 15.),
  floor(v_texCoord[1] * 15.)
) / 15., 0, 0, 1);

你可以看到这里运行的 2 个版本

function render(num) {
  var gl = document.getElementById("c" + num).getContext("webgl");
  var programInfo = twgl.createProgramInfo(gl, ["vs", "fs"]);

  var arrays = {
    position: [-1, -1, 0, 1, -1, 0, -1, 1, 0, -1, 1, 0, 1, -1, 0, 1, 1, 0],
  };
  var bufferInfo = twgl.createBufferInfoFromArrays(gl, arrays);

  var uniforms = {
    resolution: [gl.canvas.width, gl.canvas.height],
    intMod: num == 1,
  };

  gl.useProgram(programInfo.program);
  twgl.setBuffersAndAttributes(gl, programInfo, bufferInfo);
  twgl.setUniforms(programInfo, uniforms);
  twgl.drawBufferInfo(gl, bufferInfo);
}

render(0)
render(1);

canvas { margin: 1em; height: 100px; width: 150px; }
div { display: inline-block; }
pre { text-align: center; }

<script src="https://twgljs.org/dist/3.x/twgl.min.js"></script>
  <script id="vs" type="notjs">
attribute vec4 position;

void main() {
  gl_Position = position;
}
  </script>
  <script id="fs" type="notjs">
precision mediump float;

uniform vec2 resolution;
uniform bool intMod;

void main() {
  vec2 v_texCoord = gl_FragCoord.xy / resolution.xy;

  if (!intMod) {
  
    gl_FragColor = vec4(mod(
      float(int(v_texCoord[0]*15.))/15.,
      float(int(v_texCoord[1]*15.))/15.
    ), 0, 0, 1);

  } else {

    gl_FragColor = vec4(mod(
      floor(v_texCoord[0]*15.),
      floor(v_texCoord[1]*15.)
    )/15., 0, 0, 1);
    
  }
  
}
  </script>
<div><canvas id="c0"></canvas><pre>mod with fractions</pre></div>
<div><canvas id="c1"></canvas><pre>mod with ints</pre></div>

您还应该注意 mod by 0 是未定义的，这意味着您将在不同的 GPU 上获得不同的结果

Answer 3

请注意，从 webGL2 开始，我们现在有了 int 操作，所以这个问题现在可以通过 x % y 轻松解决。