实现动态卡通笑脸的着色器实现
大家好!我是 [数擎 AI],一位热爱探索新技术的前端开发者,在这里分享前端和 Web3D、AI 技术的干货与实战经验。如果你对技术有热情,欢迎关注我的文章,我们一起成长、进步!
开发领域:前端开发 | AI 应用 | Web3D | 元宇宙
技术栈:JavaScript、React、ThreeJs、WebGL、Go
经验经验:6 年+ 前端开发经验,专注于图形渲染和 AI 技术
开源项目:智简未来、晓智元宇宙、数字孪生引擎 、源码地址
演示地址:https://shader.shuqin.cc/lscczl
源码地址:https://github.com/dezhizhang/shadertoy
效果概述
本文通过使用 Three.js 实现的动态卡通笑脸着色器,解析其核心实现原理。该效果具有以下特性:
- 😃 基础笑脸轮廓
- 👀 眨动的眼睛(带动态偏移)
- 👄 周期性开合的嘴巴
- 🍎 动态变化的红晕脸颊
- ⏱️ 基于时间的动画效果
核心实现原理
1. 坐标系处理
vec2 uv = vUv;
uv -= 0.5; // 坐标系中心移到画布中心
uv.x *= iResolution.x/iResolution.y; // 保持宽高比
通过坐标变换实现:
- 中心点(0,0)对应屏幕中心
- 消除屏幕宽高比变形
2. 基础图形函数
float rect(vec2 uv, vec2 pos, float width, float height) {return (step(pos.x-width, uv.x) - step(pos.x+width, uv.x)) *(step(pos.y-height, uv.y) - step(pos.y+height, uv.y));
}
利用 step 函数实现:
- 横向范围:pos.x±width
- 纵向范围:pos.y±height
圆形绘制函数
float Circle(vec2 uv, vec2 pos, float rad, float blur) {float d = length(uv-pos);return smoothstep(rad, rad-blur, d);
}
特点:
- 支持边缘模糊效果
- 半径控制精度达 0.01
2. 动态元素实现
眼睛动画
float v = abs(clamp(sin(iTime), 0.0, 0.07));
Mask = mix(Mask, black, Circle(uv, vec2(0.05 + v, 0.07), 0.03, 0.01));
- sin(iTime)产生周期性运动
- clamp 限制移动范围在[0,0.07]
- 通过位置偏移实现眨眼效果
嘴巴动画
float w = abs(clamp(sin(iTime*3.0), 0.0, 0.03));
Mask = mix(Mask, vec3(3.0), rect(uv, vec2(0.00, 0.13-w), 0.15, 0.03));
-
3 倍速动画(iTime*3.0)
-
垂直方向位置偏移实现嘴巴开合
Mask = mix(Mask, red, Circle(uv, vec2(0.05+v, -0.05), 0.04, 0.01));
-
与眼睛动画联动的位置偏移
-
圆形叠加实现渐变效果
4. 颜色混合策略
使用 mix 函数层级叠加:
Mask = mix(baseColor, overlayColor, alpha);
混合顺序:
-
黄色基础轮廓
-
眼睛黑点
-
嘴巴线条
-
脸颊红晕
5. 完整代码
import * as THREE from 'three';class ShaderEffect {constructor() {this.renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true });this.renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);document.body.appendChild(this.renderer.domElement);this.camera = new THREE.OrthographicCamera(-1, 1, 1, -1, 0, 1);this.scene = new THREE.Scene();this.uniforms = {iTime: { value: 0 },iResolution: { value: new THREE.Vector2() },};this.init();this.animate();window.addEventListener('resize', () => this.onResize());}init() {const geometry = new THREE.PlaneGeometry(2, 2);const material = new THREE.ShaderMaterial({uniforms: this.uniforms,vertexShader: `varying vec2 vUv;void main() {vUv = uv;gl_Position = projectionMatrix * modelMatrix * viewMatrix * vec4(position, 1.0);}`,fragmentShader: `uniform vec2 iResolution;uniform float iTime;varying vec2 vUv;float rect(vec2 uv, vec2 pos, float width, float height) {float square = (step(pos.x - width, uv.x) - step(pos.x + width, uv.x)) *(step(pos.y - height, uv.y) - step(pos.y + height, uv.y));return square;}float Circle(vec2 uv, vec2 pos, float rad, float blur) {float d = length(uv - pos);float t = smoothstep(rad, rad - blur, d);return t;}void main() {vec3 red = vec3(0.8, 0.0, 0.0);vec3 white = vec3(1.0);vec3 yellow = vec3(0.9, 0.9, 0.3);vec3 blue = vec3(0.5, 0.8, 0.9);vec3 black = vec3(0.0);vec3 green = vec3(0.0, 1.0, 0.0);vec2 uv = vUv;uv -= 0.5;uv.x *= iResolution.x / iResolution.y;vec3 Mask = mix(black, vec3(3.0, 3.0, 0.0), Circle(uv, vec2(0.0, 0.01), 0.2, 0.01));Mask = mix(Mask, vec3(3.0, 3.0, 0.0), Circle(uv, vec2(-0.13, 0.15), 0.07, 0.01));Mask = mix(Mask, vec3(3.0, 3.0, 0.0), Circle(uv, vec2(0.13, 0.15), 0.07, 0.01));float v = abs(clamp(sin(iTime), 0.0, 0.07));Mask = mix(Mask, black, Circle(uv, vec2(0.05 + v, 0.07), 0.03, 0.01));Mask = mix(Mask, black, Circle(uv, vec2(-0.10 + v, 0.07), 0.03, 0.01));float w = abs(clamp(sin(iTime * 3.0), 0.0, 0.03));Mask = mix(Mask, vec3(3.0, 3.0, 0.0), rect(uv, vec2(0.00, 0.13 - w), 0.15, 0.03));Mask = mix(Mask, black, rect(uv, vec2(-0.02 + v, -0.05), 0.03, 0.010));vec3 Mouth = mix(black, vec3(-10.0), rect(uv, vec2(-0.02 + v, -0.05), 0.08, 0.015));Mask = mix(Mouth, blue, Mask);Mask = mix(Mask, red, Circle(uv, vec2(0.05 + v, -0.05), 0.04, 0.01));Mask = mix(Mask, red, Circle(uv, vec2(-0.09 + v, -0.05), 0.04, 0.01));gl_FragColor = vec4(Mask, 1.0);}`,});this.mesh = new THREE.Mesh(geometry, material);this.scene.add(this.mesh);this.onResize();}animate() {requestAnimationFrame(() => this.animate());this.uniforms.iTime.value = performance.now() / 1000;this.renderer.render(this.scene, this.camera);}onResize() {const width = window.innerWidth;const height = window.innerHeight;this.renderer.setSize(width, height);this.uniforms.iResolution.value.set(width, height);}
}new ShaderEffect();
相关文章:
实现动态卡通笑脸的着色器实现
大家好!我是 [数擎 AI],一位热爱探索新技术的前端开发者,在这里分享前端和 Web3D、AI 技术的干货与实战经验。如果你对技术有热情,欢迎关注我的文章,我们一起成长、进步! 开发领域:前端开发 | A…...

DeepSeek R1 模型解读与微调
DeepSeek R1 模型是 DeepSeek 团队推出的一款重要的大语言模型,旨在通过强化学习提升大型语言模型的推理能力。 模型架构 DeepSeek-R1-Zero DeepSeek-R1-Zero 是 DeepSeek 团队推出的第一代推理模型,完全依靠强化学习(RL)训练&…...

YOLOv11实时目标检测 | 摄像头视频图片文件检测
在上篇文章中YOLO11环境部署 || 从检测到训练https://blog.csdn.net/2301_79442295/article/details/145414103#comments_36164492,我们详细探讨了YOLO11的部署以及推理训练,但是评论区的观众老爷就说了:“博主博主,你这个只能推理…...
Node.js学习指南
一、模块化规范 nodejs使用的模块化规范 叫做 common.js 规范: 每一个模块都有独立的作用域 代码在各自模块中执行 不会造成全局污染 每一个模块都是一个独立的文件(module对象) 模块可以被多次加载(module.exports 属性) 但是仅…...

2.5学习总结
今天看了二叉树,看的一脸懵,写了两道题 P4913:二叉树深度 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> struct hly {int left;int right; }tree[1000005]; int hulingyun(int x) {if(x0)return 0;return 1max(hulingyun(tree[x].le…...
java进阶文章链接
java 泛型:java 泛型详解-绝对是对泛型方法讲解最详细的,没有之一 Java 泛型,你了解类型擦除吗? java 注解:深入理解Java注解类型 秒懂,Java 注解 (Annotation)你可以这样学 jav…...

vue2+vue3 HMCXY基础入门
vue2vue3 HMCXY基础入门 一、Vue2.x技术精讲1.Vue快速上手(1)Vue概念(2)创建实例(3)插值表达式(4)响应式特性(5)开发者工具 2.Vue指令二、Vue3.x技术精讲 一、…...
一次线程数超限导致的hive写入hbase作业失败分析
1.集群配置 操作系统:SuSe操作系统 集群节点:100台相同配置的服务器 单台:核心112Core,内存396G 2.问题现象 现象1:跑单个入库任务报错,批量提交任务后出现OOM异常 执行12个hivesql,将数据写入hbase.hbase入库有近一半的任务报错。 每次报错的任务不是同一个,hivesql…...

ip属地是手机号还是手机位置?一文理清
在数字化和网络化的今天,IP属地这一概念逐渐成为了人们关注的焦点。特别是在社交媒体和在线平台上,IP属地的显示往往让人联想到用户的地理位置。然而,关于IP属地到底与手机号还是手机位置有关,却存在着不少误解和混淆。本文将深入…...
查看设备uuid
在大多数操作系统中,可以通过不同的方式来查看设备的 UUID(Universally Unique Identifier)。以下是一些常见的方法: 在Linux系统中,可以使用命令行工具blkid或lsblk来查看设备的 UUID。例如,执行以下命令…...
C_C++输入输出(下)
C_C输入输出(下) 用两次循环的问题: 1.一次循环决定打印几行,一次循环决定打印几项 cin是>> cout是<< 字典序是根据字符在字母表中的顺序来比较和排列字符串的(字典序的大小就是字符串的大小)…...

All in one 的 AI tool Chain “Halomate”
这不算广告啊,就是真好用,虽然是我哥们儿的产品 比如你定了个gpt的plus 订阅,你发现好像有挺多功能 1- chat,这个自不必说,必须的功能 2- 高级语音 现在变成学英语的了,实时视频也就是我过年给姑婶介绍是…...

crewai框架第三方API使用官方RAG工具(pdf,csv,json)
最近在研究调用官方的工具,但官方文档的说明是在是太少了,后来在一个视频里看到了如何配置,记录一下 以PDF RAG Search工具举例,官方文档对于自定义模型的说明如下: 默认情况下,该工具使用 OpenAI 进行嵌…...

脉冲信号傅里叶变换与频域分析:从计算到理解
摘要 本文聚焦于脉冲信号的傅里叶变换,详细推导了矩形脉冲信号和单边指数信号的傅里叶变换过程,深入解释了傅里叶变换结果 F ( ω ) F(\omega) F(ω) 的内涵,包括其定义、物理意义、包含的信息以及在实际应用中的重要性。旨在帮助读者全面掌…...

6.【BUUCTF】[SUCTF 2019]CheckIn
打开题目页面如下 看样子是一道有关文件上传的题 上传一句话木马 显示:非法后缀! 看来.php后缀被过滤了 上传一张带有木马的照片 在文件地址处输入cmd 输入以下代码执行 copy 1.jpg/b4.php/a 5.jpg 最后一行有一句话木马 上传带有木马的图片 但其实…...

基于springboot的体质测试数据分析及可视化设计
作者:学姐 开发技术:SpringBoot、SSM、Vue、MySQL、JSP、ElementUI、Python、小程序等 文末获取“源码数据库万字文档PPT”,支持远程部署调试、运行安装。 项目包含: 完整源码数据库功能演示视频万字文档PPT 项目编码࿱…...

孟加拉国_行政边界省市边界arcgis数据shp格式wgs84坐标
这篇内容将深入探讨孟加拉国的行政边界省市边界数据,该数据是以arcgis的shp格式提供的,并采用WGS84坐标系统。ArcGIS是一款广泛应用于地理信息系统(GIS)的专业软件,它允许用户处理、分析和展示地理空间数据。在GIS领域…...

可视化相机pose colmap形式的相机内参外参
目录 内参外参转换 可视化相机pose colmap形式的相机内参外参 内参外参转换 def visualize_cameras(cameras, images):fig plt.figure()ax fig.add_subplot(111, projection3d)for image_id, image_data in images.items():qvec image_data[qvec]tvec image_data[tvec]#…...

数据结构 树2
文章目录 前言 一,二叉搜索树的高度 二,广度优先VS深度优先 三,广度优先的代码实现 四,深度优先代码实现 五,判断是否为二叉搜索树 六,删除一个节点 七,二叉收索树的中序后续节点 总结 …...

GB/T 44721-2024 与 L3 自动驾驶:自动驾驶新时代的基石与指引
1.前言 在智能网联汽车飞速发展的当下,自动驾驶技术成为了行业变革的核心驱动力。从最初的辅助驾驶功能,到如今不断迈向高度自动化的征程,每一步都凝聚着技术的创新与突破。而在这一进程中,标准的制定与完善对于自动驾驶技术的规…...
java_网络服务相关_gateway_nacos_feign区别联系
1. spring-cloud-starter-gateway 作用:作为微服务架构的网关,统一入口,处理所有外部请求。 核心能力: 路由转发(基于路径、服务名等)过滤器(鉴权、限流、日志、Header 处理)支持负…...

关于nvm与node.js
1 安装nvm 安装过程中手动修改 nvm的安装路径, 以及修改 通过nvm安装node后正在使用的node的存放目录【这句话可能难以理解,但接着往下看你就了然了】 2 修改nvm中settings.txt文件配置 nvm安装成功后,通常在该文件中会出现以下配置&…...

佰力博科技与您探讨热释电测量的几种方法
热释电的测量主要涉及热释电系数的测定,这是表征热释电材料性能的重要参数。热释电系数的测量方法主要包括静态法、动态法和积分电荷法。其中,积分电荷法最为常用,其原理是通过测量在电容器上积累的热释电电荷,从而确定热释电系数…...
【Nginx】使用 Nginx+Lua 实现基于 IP 的访问频率限制
使用 NginxLua 实现基于 IP 的访问频率限制 在高并发场景下,限制某个 IP 的访问频率是非常重要的,可以有效防止恶意攻击或错误配置导致的服务宕机。以下是一个详细的实现方案,使用 Nginx 和 Lua 脚本结合 Redis 来实现基于 IP 的访问频率限制…...
怎么让Comfyui导出的图像不包含工作流信息,
为了数据安全,让Comfyui导出的图像不包含工作流信息,导出的图像就不会拖到comfyui中加载出来工作流。 ComfyUI的目录下node.py 直接移除 pnginfo(推荐) 在 save_images 方法中,删除或注释掉所有与 metadata …...
【前端异常】JavaScript错误处理:分析 Uncaught (in promise) error
在前端开发中,JavaScript 异常是不可避免的。随着现代前端应用越来越多地使用异步操作(如 Promise、async/await 等),开发者常常会遇到 Uncaught (in promise) error 错误。这个错误是由于未正确处理 Promise 的拒绝(r…...

向量几何的二元性:叉乘模长与内积投影的深层联系
在数学与物理的空间世界中,向量运算构成了理解几何结构的基石。叉乘(外积)与点积(内积)作为向量代数的两大支柱,表面上呈现出截然不同的几何意义与代数形式,却在深层次上揭示了向量间相互作用的…...

Spring是如何实现无代理对象的循环依赖
无代理对象的循环依赖 什么是循环依赖解决方案实现方式测试验证 引入代理对象的影响创建代理对象问题分析 源码见:mini-spring 什么是循环依赖 循环依赖是指在对象创建过程中,两个或多个对象相互依赖,导致创建过程陷入死循环。以下通过一个简…...

边缘计算设备全解析:边缘盒子在各大行业的落地应用场景
随着工业物联网、AI、5G的发展,数据量呈爆炸式增长。但你有没有想过,我们生成的数据,真的都要发回云端处理吗?其实不一定。特别是在一些对响应时间、网络带宽、数据隐私要求高的行业里,边缘计算开始“火”了起来&#…...
【免杀】C2免杀技术(十五)shellcode混淆uuid/ipv6/mac
针对 shellcode 混淆(Shellcode Obfuscation) 的实战手段还有很多,如下表所示: 类型举例目的编码 / 加密XOR、AES、RC4、Base64、Poly1305、UUID、IP/MAC改变字节特征,避开静态签名或 YARA结构伪装PE Stub、GIF/PNG 嵌入、RTF OLE、UUID、IP/MAC看起来像合法文件/数据,弱…...