如何获取片段着色器的坐标？ gl_FragCoord无法正常工作

Question

我正在尝试制作一个Mandelbrot set explorer，它将根据窗口中的坐标对屏幕上的像素进行着色。我之前没有使用着色器，但它非常慢。我无法弄清楚如何获得片段的位置，以便我可以使用我已经开发的算法来渲染Mandelbrot集。

我正在使用ljgwl 3.我一直在研究如何做到这一点，我找不到任何有关如何获得坐标的综合发现。似乎gl_FragCoord应该工作，然后我可以使用gl_FragCoord.x和gl_FragCoord.y来获取x和y值，这是我需要的算法，但我的屏幕总是最终都是红色的。我没有将顶点着色器中的任何信息传递到我的片段着色器中，因为我需要根据其x和y值渲染Mandelbrot中每个坐标的颜色，因此顶点位置没有帮助（我也没有了解如何获得这些）。

这是我的片段着色器：

    in vec4 gl_FragCoord;
    uniform vec2 viewportDimensions;
    uniform float minX;
    uniform float maxX;
    uniform float minY;
    uniform float maxY;

    vec3 hsv2rgb(vec3 c){
        vec4 K = vec4(1.0, 2.0 / 3.0, 1.0 / 3.0, 3.0);
        vec3 p = abs(fract(c.xxx + K.xyz) * 6.0 - K.www);
        return c.z * mix(K.xxx, clamp(p - K.xxx, 0.0, 1.0), c.y);
    }

    void main(){
        float x = gl_FragCoord.x;
        float y = gl_FragCoord.y;

        vec2 c = vec2((x* (maxX-minX) / viewportDimensions.x + minX), (y*(maxY-minY)/ viewportDimensions.y + minY));
        vec2 z = c;

        float limit = 1000;
        float iterations = 0;
        for(int i = 0; i < int(limit); i++){
            float t = 2.0 * z.x * z.y + c.y;
            z.x = z.x * z.x - z.y * z.y + c.x;
            z.y = t;

            if(z.x * z.x + z.y *z.y > 4){
                break;
            }

            iterations += 1.0;
        }
        float itRGB = iterations/limit;
        vec3 hsv = vec3(itRGB, 1.0, 1.0);
        vec3 rgb = hsv2rgb(hsv);
        gl_FragColor = vec4(rgb, 1);
    }

我认为我可以使用gl_FragCoord而不首先声明它，但它无论如何都不起作用。 vec2 c试图根据窗口的当前分辨率将当前坐标映射到复数网格中的坐标。

这就是我的顶点着色器中的所有内容：

    void main(){
        gl_Position = ftransform();
    }

以及我的客户端代码的相关位：

    glBegin(GL_POLYGON);
                glVertex2f(-1f, -1f);
                glVertex2f(1f, -1f);
                glVertex2f(1f, 1f);
                glVertex2f(-1f, 1f);
    glEnd();

这是在我的窗口循环中运行，只是创建了mandelbrot应该呈现的方块。

这是我工作的java Mandelbrot程序的输出，它不使用着色器：

这是我的着色器程序的输出：

全屏：

我也不知道如何在没有黑条的情况下正确调整窗口大小。我试图用上面的代码中的vec2 c来做这个，因为我已经将制服设置为窗口的高度和宽度，并且在将坐标映射到复数平面时使用它，但是因为gl_FragCoord似乎不起作用然后这不应该。基于glfwCreateWindow的lgjwl屏幕调整大小的当前指南的链接将非常感激。

Answer 1

gl_FragCoord是一个内置的输入变量，它没有必要声明输入变量gl_FragCoord。 x和y坐标是窗口（像素）坐标。 gl_FragCoord的左下角是（0.5,0.5），右上角是（W-0.5，H-0.5），其中W和H是视口的宽度和高度。

你必须将gl_FragCoord.x映射到范围[minX，maxX]和gl_FragCoord.y到范围[minY，maxy]。 我向我们推荐了GLSL函数mix。 假设viewportDimensions包含窗口（像素）坐标中视口矩形的with和高度。

vec2 c = mix(vec2(minX, minY), vec2(maxX, maxY), gl_FragCoord.xy / viewportDimensions.xy);

请参阅（WebGL）示例，其中我将建议应用于问题的片段着色器。 边界初始化如下

minX = -2.5
minY = -2.0
maxX =  1.5
maxY =  2.0 

(function loadscene() {    

var canvas, gl, vp_size, prog, bufObj = {};

function initScene() {

    canvas = document.getElementById( "ogl-canvas");
    gl = canvas.getContext( "experimental-webgl" );
    if ( !gl )
      return;

    progDraw = gl.createProgram();
    for (let i = 0; i < 2; ++i) {
        let source = document.getElementById(i==0 ? "draw-shader-vs" : "draw-shader-fs").text;
        let shaderObj = gl.createShader(i==0 ? gl.VERTEX_SHADER : gl.FRAGMENT_SHADER);
        gl.shaderSource(shaderObj, source);
        gl.compileShader(shaderObj);
        let status = gl.getShaderParameter(shaderObj, gl.COMPILE_STATUS);
        if (!status) alert(gl.getShaderInfoLog(shaderObj));
        gl.attachShader(progDraw, shaderObj);
        gl.linkProgram(progDraw);
    }
    status = gl.getProgramParameter(progDraw, gl.LINK_STATUS);
    if ( !status ) alert(gl.getProgramInfoLog(progDraw));
    progDraw.inPos = gl.getAttribLocation(progDraw, "inPos");
    progDraw.minX = gl.getUniformLocation(progDraw, "minX");
    progDraw.maxX = gl.getUniformLocation(progDraw, "maxX");
    progDraw.minY = gl.getUniformLocation(progDraw, "minY");
    progDraw.maxY = gl.getUniformLocation(progDraw, "maxY");
    progDraw.viewportDimensions = gl.getUniformLocation(progDraw, "viewportDimensions");
    gl.useProgram(progDraw);

    var pos = [ -1, -1, 1, -1, 1, 1, -1, 1 ];
    var inx = [ 0, 1, 2, 0, 2, 3 ];
    bufObj.pos = gl.createBuffer();
    gl.bindBuffer( gl.ARRAY_BUFFER, bufObj.pos );
    gl.bufferData( gl.ARRAY_BUFFER, new Float32Array( pos ), gl.STATIC_DRAW );
    bufObj.inx = gl.createBuffer();
    bufObj.inx.len = inx.length;
    gl.bindBuffer( gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, bufObj.inx );
    gl.bufferData( gl.ELEMENT_ARRAY_BUFFER, new Uint16Array( inx ), gl.STATIC_DRAW );
    gl.enableVertexAttribArray( progDraw.inPos );
    gl.vertexAttribPointer( progDraw.inPos, 2, gl.FLOAT, false, 0, 0 ); 
    
    gl.enable( gl.DEPTH_TEST );
    gl.clearColor( 0.0, 0.0, 0.0, 1.0 );

    window.onresize = resize;
    resize();
    requestAnimationFrame(render);
}

function resize() {
    //vp_size = [gl.drawingBufferWidth, gl.drawingBufferHeight];
    vp_size = [window.innerWidth, window.innerHeight];
    //vp_size = [256, 256]
    canvas.width = vp_size[0];
    canvas.height = vp_size[1];
}

function render(deltaMS) {

    gl.viewport( 0, 0, canvas.width, canvas.height );
    gl.clear( gl.COLOR_BUFFER_BIT | gl.DEPTH_BUFFER_BIT );
   
    gl.uniform1f(progDraw.minX, -2.5);
    gl.uniform1f(progDraw.minY, -2.0);
    gl.uniform1f(progDraw.maxX, 1.5);
    gl.uniform1f(progDraw.maxY, 2.0);
    gl.uniform2f(progDraw.viewportDimensions, canvas.width, canvas.height);
    gl.drawElements( gl.TRIANGLES, bufObj.inx.len, gl.UNSIGNED_SHORT, 0 );
    
    requestAnimationFrame(render);
}  

initScene();

})();

html,body { margin: 0; overflow: hidden; }

<script id="draw-shader-vs" type="x-shader/x-vertex">
precision mediump float;

attribute vec2 inPos;

void main()
{
    gl_Position = vec4( inPos.xy, 0.0, 1.0 );
}
</script>

<script id="draw-shader-fs" type="x-shader/x-fragment">
precision mediump float;

uniform vec2 viewportDimensions;
uniform float minX;
uniform float maxX;
uniform float minY;
uniform float maxY;

vec3 hsv2rgb(vec3 c){
    vec4 K = vec4(1.0, 2.0 / 3.0, 1.0 / 3.0, 3.0);
    vec3 p = abs(fract(c.xxx + K.xyz) * 6.0 - K.www);
    return c.z * mix(K.xxx, clamp(p - K.xxx, 0.0, 1.0), c.y);
}

void main()
{
  float x = gl_FragCoord.x;
  float y = gl_FragCoord.y;

  vec2 c = mix(vec2(minX, minY), vec2(maxX, maxY), gl_FragCoord.xy / viewportDimensions.xy);
  vec2 z = c;

  float limit = 64.0;
  float iterations = 0.0;
  for(int i = 0; i < 64; i++){
      float t = 2.0 * z.x * z.y + c.y;
      z.x = z.x * z.x - z.y * z.y + c.x;
      z.y = t;

      if(z.x * z.x + z.y *z.y > 4.0){
          break;
      }

      iterations += 1.0;
  }
  float itRGB = iterations/limit;
  vec3 hsv = vec3(itRGB, 1.0, 1.0);
  vec3 rgb = hsv2rgb(hsv);
  gl_FragColor = vec4(rgb, 1);
}
</script>

<canvas id="ogl-canvas" style="border: none"></canvas>