git.mutantstargoat.com Git - raydungeon/blob - sdr/raydungeon.p.glsl

   1 uniform float aspect;
   2 uniform mat4 matrix;
   3 uniform mat3 dirmatrix;
   4
   5 #define DIST_THRES      1e-3
   6 #define MAX_ITER        250
   7 #define MAX_STEP        1.0
   8
   9 vec3 raymarch(inout vec3 p, in vec3 dir, out float depth);
  10 vec3 shade(in vec3 p, in vec3 dir, in float dist, in float total_dist);
  11 vec3 backdrop(in vec3 dir);
  12 float eval_sdf(in vec3 p);
  13 vec3 eval_grad(in vec3 p, float dist);
  14 vec3 primray(in vec2 uv, out vec3 org);
  15
  16 float boxdist(in vec3 p, in vec3 b);
  17 float sphdist(in vec3 p, in vec3 sp, in float srad);
  18
  19 void main()
  20 {
  21         vec2 uv = gl_TexCoord[0].st;
  22         vec3 rorg;
  23         vec3 rdir = primray(uv, rorg);
  24         float depth;
  25
  26         gl_FragColor.rgb = raymarch(rorg, rdir, depth);
  27         gl_FragColor.a = 1.0;
  28
  29         vec4 projp = gl_ProjectionMatrix * vec4(0.0, 0.0, -depth, 1.0);
  30         float zval = projp.z / projp.w;
  31
  32         gl_FragDepth = zval;
  33 }
  34
  35 vec3 raymarch(inout vec3 p, in vec3 dir, out float depth)
  36 {
  37         float d, total_d = 0.0;
  38
  39         for(int i=0; i<MAX_ITER; i++) {
  40                 if((d = eval_sdf(p)) <= DIST_THRES) {
  41                         depth = total_d;
  42                         return shade(p, dir, d, total_d);
  43                 }
  44
  45                 d = min(d, MAX_STEP);
  46
  47                 p = p + dir * d;
  48                 total_d += d;
  49         }
  50
  51         depth = -gl_DepthRange.far;
  52         return backdrop(dir);
  53 }
  54
  55 vec3 shade(in vec3 p, in vec3 dir, in float dist, in float total_dist)
  56 {
  57     const vec3 kd = vec3(1.0, 0.3, 0.1);
  58     const vec3 ks = vec3(0.7, 0.7, 0.7);
  59     const vec3 ldir = normalize(vec3(-1.0, 1.0, -1.5));
  60     const vec3 vdir = vec3(0.0, 0.0, -1.0);
  61
  62     vec3 diffuse = vec3(0.0, 0.0, 0.0);
  63     vec3 specular = vec3(0.0, 0.0, 0.0);
  64
  65     vec3 n = eval_grad(p, dist);
  66         return n * 0.5 + 0.5;
  67     vec3 hdir = normalize(ldir + vdir);
  68
  69     float ndotl = max(dot(n, ldir), 0.0);
  70     float ndoth = max(dot(n, hdir), 0.0);
  71
  72     diffuse += kd * ndotl;
  73     specular += ks * pow(ndoth, 50.0);
  74
  75     float fog = clamp(300.0 / (total_dist * total_dist), 0.0, 1.0);
  76
  77     return mix(backdrop(dir), diffuse + specular, fog);
  78 }
  79
  80 vec3 backdrop(in vec3 dir)
  81 {
  82         return vec3(0.1, 0.1, 0.1);
  83 }
  84
  85 #define DELTA   1e-4
  86 vec3 eval_grad(in vec3 p, float dist)
  87 {
  88         float dfdx = eval_sdf(p + vec3(DELTA, 0.0, 0.0)) - dist;
  89         float dfdy = eval_sdf(p + vec3(0.0, DELTA, 0.0)) - dist;
  90         float dfdz = eval_sdf(p + vec3(0.0, 0.0, DELTA)) - dist;
  91         return normalize(vec3(dfdx, dfdy, dfdz));
  92 }
  93
  94 vec3 primray(in vec2 uv, out vec3 org)
  95 {
  96         vec3 origin = (gl_ModelViewMatrixInverse * vec4(0.0, 0.0, 0.0, 1.0)).xyz;
  97         org = origin;
  98
  99         vec2 nuv = uv * 2.0 - 1.0;
 100         vec4 cp_near = vec4(nuv, -1.0, 1.0);
 101
 102         vec4 vdir = gl_ProjectionMatrixInverse * cp_near;
 103         vec4 wdir = gl_ModelViewMatrixInverse * vec4(vdir.xyz, 0.0);
 104
 105         return normalize(wdir.xyz);
 106 }
 107
 108 float boxdist(in vec3 p, in vec3 b)
 109 {
 110         vec3 q = abs(p) - b;
 111         return length(max(q, 0.0)) + min(max(q.x, max(q.y, q.z)), 0.0);
 112 }
 113
 114 float sphdist(in vec3 p, in vec3 sp, in float srad)
 115 {
 116         return length(p - sp) - srad;
 117 }