GLSLの構文がわからない

Question

https://takap-tech.com/entry/2019/09/14/003915
こちらのサイトに記載されている
pattern_trans_alpha.fragのフラグメントシェーダ―が分かりません
【1】texture2D(CC_Texture0, v_texCoord)が返す値は
あるテクスチャのある座標の色を示すvec4型という認識で良いですか？
【2】1の説が正しい場合v_fragmentColor * texture2D(**);
vec4型変数vec4型変数というのはどうやって計算しますか？
【3】color.xというのは0.0f1.0fまでの値ですか？
【4】u_stlengthを0.5、u_percentを0、color.xを0.5とした場合
1.0 - (((u_percent / color.x) - u_stlength) * a))
は2.0になるのですが
gl_FragColor の 各成分の値は
0.0f1.0fの範囲に収まっていなくても良いのですか？

以下コードです

varying vec4 v_fragmentColor;
varying vec2 v_texCoord;
uniform float u_percent;
uniform float u_stlength;
void main(void)
{
    vec4 color = v_fragmentColor * texture2D(CC_Texture0, v_texCoord);
    float a = 1.0 / u_stlength;
    gl_FragColor = vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0 - (((u_percent / color.x) - u_stlength) * a));
    }
);

Answer 1

それ程 GLSL に詳しいわけでは無いので、誤った情報が含まれている可能性がありますの留意ください。

【1】texture2D(CC_Texture0, v_texCoord)が返す値は
あるテクスチャのある座標の色を示すvec4型という認識で良いですか？

はい。そうです。

【2】1の説が正しい場合v_fragmentColor * texture2D(**);
vec4型変数vec4型変数というのはどうやって計算しますか？

成分ごとの掛け算になります。

vec3 a = vec3(1.0, 2.0, 3.0);
vec3 b = vec3(0.1, 0.2, 0.3);

の場合、

vec3 c = a * b; // = vec3(0.1, 0.4, 0.9)

のようになります。

＜参考＞
■ GLSL Programming/Vector and Matrix Operations - Wikibooks
https://en.wikibooks.org/wiki/GLSL_Programming/Vector_and_Matrix_Operations

【3】color.xというのは0.0f~1.0fまでの値ですか？

通常(※)は0.0f~1.0fの認識で問題ないと思います。

※ このあたり、余り詳しくないのですが、glTexImage2D の internalformat の指定を変えることで 異なる範囲の指定も行えるようです。
■ Fragment shader output range: Can fragment shader output be out [0.0, 1.0]?
https://community.khronos.org/t/fragment-shader-output-range-can-fragment-shader-output-be-out-0-0-1-0/67787/2

【4】u_stlengthを0.5、u_percentを0、color.xを0.5とした場合
1.0 - (((u_percent / color.x) - u_stlength) * a))
は2.0になるのですが
gl_FragColor の 各成分の値は
0.0f~1.0fの範囲に収まっていなくても良いのですか？

通常は、0.0f~1.0fの範囲ですが、例えば5.0 等を指定しても1.0に丸められる為、動作上は問題ないようです。

Comments

[退会済みユーザー]

回答ありがとうございます
確認ですが【4】について
負の値になったときは0に丸められますか？

[fana]

> 【3】color.xというのは0.0f~1.0fまでの値ですか？

color というやつは勝手に用意したvec4であり，その値も

> vec4 color = v_fragmentColor * texture2D(CC_Texture0, v_texCoord);

の結果ですから，その値域に関しては「知らんがな」なのでは：
texture2Dの仕様(?)とは無関係に v_fragmentColor の値次第の値次第になるのでは．

[退会済みユーザー]

バーテックスシェーダーでの
v_fragmentColor = a_color;
a_colorはcocos2d-xが用意したビルトイン変数でここもあまり理解していません
調べていたら
http://brbranch.jp/blog/201607/cocos2d-x/shader/
「RGB(255,255,255)が画像本来の色」と書いてあったのですが関係ありますか？

[cx20]

fana さん＞
　補足ありがとうございます。
　> v_fragmentColor の値次第の値次第になるのでは
　そうですね。v_fragmentColorが -1.0～1.0 だったりすると、color にもマイナスが入る可能性はありそうっですね。

hinhasu さん＞
> 負の値になったときは0に丸められますか？
　そのようです。下記に説明がありました。(WebGLの解説ですが恐らく同様かと思います。)
　■ GLSL だけでレンダリングする
　https://wgld.org/d/glsl/g001.html
　> マイナスの値を色として代入しても特に問題はありませんし、単に 0.0 と同様に扱われるだけです。

> a_colorはcocos2d-xが用意したビルトイン変数
　cocos2d-x の仕様は確認していませんが、一般的にに a_color は頂点色（頂点データに対応する色）かと思います。頂点色の0～255→0.0～1.0に変換されるか否かは、glVertexAttribPointer() の type と normalize の指定によるみたいですね。
　例えば type が UNSIGHNED_BYTE で normalize が true の場合、正規化されて 0～255→0.0～1.0 に変換されるようです。（cocos2d-x がどのように取り扱っているのかは確認していません。悪しからず。。）