如何实时创建具有可变图案密度的图形对象？

Question

假设每帧计算出一些值p，它在对象的表面上不断变化。p的值决定了表面某些图案的密度。例如，在只有两种可能的密度的情况下，如果p < 0.3是高密度的，则是低密度的。

我想出了一个简单的高级解决方案:创建两个纹理，每个纹理的密度不同，并且基于适当的p样本的值。然而，高密度和低密度之间的界限存在一个问题。

这里有一个例子来说明这个问题(注意，我的问题并不是仅限于这个点的例子模式)。我描述了我稍后使用的模式)：

这里是低与高之间的阈值(显示在高密度纹理上，但这与此无关)。如果在线下，它意味着高密度的纹理应该被采样。

最后，这里比较了所期望的和实际使用这种方法会发生什么：

问题是，当一个高密度的圆穿过线时，当p指示要采样的低密度纹理时，它将被忽略，从而导致一个截圆。我不知道如何解决这个问题，因为p每个帧都不同，所以我不能在这两个密度之间“烘焙”一个边界。通过从低密度纹理创建高密度纹理(即，如果一个圆位于低密度纹理上，确保它在高密度纹理上)，可以很容易地防止反向问题。

我感兴趣的是，是否有人有办法改进我的解决方案，甚至完全有另一种方法。这里的约束条件是p是实时计算每帧的.另一个约束与模式纹理有关:模式是黑白的，其中黑色是图案，白色是背景(如示例中的圆圈)。该图案可能不仅仅是重复的相同形状，而是任意黑色形状在白色背景上的任何排列。(也许模式是错误的词汇选择。)

我对这一领域的研究并不熟悉，所以我不确定该搜索哪些关键词，所以如果有人能为我指出正确的方向，我会很感激。

Answer 1

为了确保模式形状总是完全存在或不存在，永远不要切断，必须确保对形状中的所有纹理都使用相同的p值。在您的圆圈示例中，给定圆圈中的所有纹理都需要在p上达成一致。

我假设您有某种方法在表面上的给定点上计算p (无论是从纹理中查找还是从某个函数中计算)。然后，确保一组纹理都得到相同的p值的一种方法是确保它们都从同一点查找它。

此评估点的UV可以存储在模式纹理的额外通道中。例如，您可以让红色和绿色通道存储用于计算p的UV坐标，蓝色通道存储打开该模式元素的阈值，而alpha存储要显示的模式的反别名灰度级别。如果需要的话，UV+threshold数据也可以在一个单独的二级纹理中。

要生成这个UV+threshold纹理，从输入模式纹理开始，您可以编程地找到连接的组件(例如，搜索黑色像素和填充)。将每个组件中所有纹理的评估点设置为组件中心的UV，并为其生成一个随机阈值。然后，在渲染时，使用像素着色器，首先对纹理进行采样，然后在给定的评估点上查找p，并将其与给定的阈值进行比较。

这样，每个模式形状都会看到一个统一的p值和阈值，并且要么打开，要么完全关闭。随着p的增加，更多的形状将通过他们的阈值并出现，给人的印象是一个持续变化的密度。

Answer 2

另一个想法就是沿着这些思路。如果在平面上定义了一个统一的点集，并且有一个从平面到目标表面的映射函数，那么表面上的密度函数就是从平面表面到目标区域的映射方式。因此，一幅保持区域的地图会在目标上形成一个统一的点。