← Back to branch summary

~fireclawthefox/panda3dcodecollection/trunk

« back to all changes in this revision

Viewing changes to sfx/shaders/not included/depth-of-field/dof-frag-orig.glsl

  • Committer: Fireclaw the Fox
  • Date: 2017-02-08 14:53:47 UTC
  • Revision ID: fireclawthefox@gmail.com-20170208145347-riqpstgmhgi9n16m
Fixed pyglet sample
removed not working shaders

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
sfx/shaders/not included/depth-of-field/dof-frag-orig.glsl
1
 
/*
2
 
DoF with bokeh GLSL shader v2.4
3
 
by Martins Upitis (martinsh) (devlog-martinsh.blogspot.com)
4
 
 
5
 
----------------------
6
 
The shader is Blender Game Engine ready, but it should be quite simple to adapt for your engine.
7
 
 
8
 
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 3.0 Unported License.
9
 
So you are free to share, modify and adapt it for your needs, and even use it for commercial use.
10
 
I would also love to hear about a project you are using it.
11
 
 
12
 
Have fun,
13
 
Martins
14
 
----------------------
15
 
 
16
 
changelog:
17
 
 
18
 
2.4:
19
 
- physically accurate DoF simulation calculated from "focalDepth" ,"focalLength", "f-stop" and "CoC" parameters.
20
 
- option for artist controlled DoF simulation calculated only from "focalDepth" and individual controls for near and far blur
21
 
- added "circe of confusion" (CoC) parameter in mm to accurately simulate DoF with different camera sensor or film sizes
22
 
- cleaned up the code
23
 
- some optimization
24
 
 
25
 
2.3:
26
 
- new and physically little more accurate DoF
27
 
- two extra input variables - focal length and aperture iris diameter
28
 
- added a debug visualization of focus point and focal range
29
 
 
30
 
2.1:
31
 
- added an option for pentagonal bokeh shape
32
 
- minor fixes
33
 
 
34
 
2.0:
35
 
- variable sample count to increase quality/performance
36
 
- option to blur depth buffer to reduce hard edges
37
 
- option to dither the samples with noise or pattern
38
 
- bokeh chromatic aberration/fringing
39
 
- bokeh bias to bring out bokeh edges
40
 
- image thresholding to bring out highlights when image is out of focus
41
 
 
42
 
*/
43
 
 
44
 
uniform sampler2D bgl_RenderedTexture;
45
 
uniform sampler2D bgl_DepthTexture;
46
 
uniform float bgl_RenderedTextureWidth;
47
 
uniform float bgl_RenderedTextureHeight;
48
 
 
49
 
#define PI  3.14159265
50
 
 
51
 
float width = bgl_RenderedTextureWidth; //texture width
52
 
float height = bgl_RenderedTextureHeight; //texture height
53
 
 
54
 
vec2 texel = vec2(1.0/width,1.0/height);
55
 
 
56
 
//uniform variables from external script
57
 
 
58
 
uniform float focalDepth;  //focal distance value in meters, but you may use autofocus option below
59
 
uniform float focalLength; //focal length in mm
60
 
uniform float fstop; //f-stop value
61
 
uniform bool showFocus; //show debug focus point and focal range (red = focal point, green = focal range)
62
 
 
63
 
/*
64
 
make sure that these two values are the same for your camera, otherwise distances will be wrong.
65
 
*/
66
 
 
67
 
float znear = 0.1; //camera clipping start
68
 
float zfar = 100.0; //camera clipping end
69
 
 
70
 
//------------------------------------------
71
 
//user variables
72
 
 
73
 
int samples = 3; //samples on the first ring
74
 
int rings = 3; //ring count
75
 
 
76
 
bool manualdof = false; //manual dof calculation
77
 
float ndofstart = 1.0; //near dof blur start
78
 
float ndofdist = 2.0; //near dof blur falloff distance
79
 
float fdofstart = 1.0; //far dof blur start
80
 
float fdofdist = 3.0; //far dof blur falloff distance
81
 
 
82
 
float CoC = 0.03;//circle of confusion size in mm (35mm film = 0.03mm)
83
 
 
84
 
bool vignetting = true; //use optical lens vignetting?
85
 
float vignout = 1.3; //vignetting outer border
86
 
float vignin = 0.0; //vignetting inner border
87
 
float vignfade = 22.0; //f-stops till vignete fades
88
 
 
89
 
bool autofocus = false; //use autofocus in shader? disable if you use external focalDepth value
90
 
vec2 focus = vec2(0.5,0.5); // autofocus point on screen (0.0,0.0 - left lower corner, 1.0,1.0 - upper right)
91
 
float maxblur = 1.0; //clamp value of max blur (0.0 = no blur,1.0 default)
92
 
 
93
 
float threshold = 0.5; //highlight threshold;
94
 
float gain = 2.0; //highlight gain;
95
 
 
96
 
float bias = 0.5; //bokeh edge bias
97
 
float fringe = 0.7; //bokeh chromatic aberration/fringing
98
 
 
99
 
bool noise = true; //use noise instead of pattern for sample dithering
100
 
float namount = 0.0001; //dither amount
101
 
 
102
 
bool depthblur = false; //blur the depth buffer?
103
 
float dbsize = 1.25; //depthblursize
104
 
 
105
 
/*
106
 
next part is experimental
107
 
not looking good with small sample and ring count
108
 
looks okay starting from samples = 4, rings = 4
109
 
*/
110
 
 
111
 
bool pentagon = false; //use pentagon as bokeh shape?
112
 
float feather = 0.4; //pentagon shape feather
113
 
 
114
 
//------------------------------------------
115
 
 
116
 
 
117
 
float penta(vec2 coords) //pentagonal shape
118
 
{
119
 
        float scale = float(rings) - 1.3;
120
 
        vec4  HS0 = vec4( 1.0,         0.0,         0.0,  1.0);
121
 
        vec4  HS1 = vec4( 0.309016994, 0.951056516, 0.0,  1.0);
122
 
        vec4  HS2 = vec4(-0.809016994, 0.587785252, 0.0,  1.0);
123
 
        vec4  HS3 = vec4(-0.809016994,-0.587785252, 0.0,  1.0);
124
 
        vec4  HS4 = vec4( 0.309016994,-0.951056516, 0.0,  1.0);
125
 
        vec4  HS5 = vec4( 0.0        ,0.0         , 1.0,  1.0);
126
 
 
127
 
        vec4  one = vec4( 1.0 );
128
 
 
129
 
        vec4 P = vec4((coords),vec2(scale, scale));
130
 
 
131
 
        vec4 dist = vec4(0.0);
132
 
        float inorout = -4.0;
133
 
 
134
 
        dist.x = dot( P, HS0 );
135
 
        dist.y = dot( P, HS1 );
136
 
        dist.z = dot( P, HS2 );
137
 
        dist.w = dot( P, HS3 );
138
 
 
139
 
        dist = smoothstep( -feather, feather, dist );
140
 
 
141
 
        inorout += dot( dist, one );
142
 
 
143
 
        dist.x = dot( P, HS4 );
144
 
        dist.y = HS5.w - abs( P.z );
145
 
 
146
 
        dist = smoothstep( -feather, feather, dist );
147
 
        inorout += dist.x;
148
 
 
149
 
        return clamp( inorout, 0.0, 1.0 );
150
 
}
151
 
 
152
 
float bdepth(vec2 coords) //blurring depth
153
 
{
154
 
        float d = 0.0;
155
 
        float kernel[9];
156
 
        vec2 offset[9];
157
 
 
158
 
        vec2 wh = vec2(texel.x, texel.y) * dbsize;
159
 
 
160
 
        offset[0] = vec2(-wh.x,-wh.y);
161
 
        offset[1] = vec2( 0.0, -wh.y);
162
 
        offset[2] = vec2( wh.x -wh.y);
163
 
 
164
 
        offset[3] = vec2(-wh.x,  0.0);
165
 
        offset[4] = vec2( 0.0,   0.0);
166
 
        offset[5] = vec2( wh.x,  0.0);
167
 
 
168
 
        offset[6] = vec2(-wh.x, wh.y);
169
 
        offset[7] = vec2( 0.0,  wh.y);
170
 
        offset[8] = vec2( wh.x, wh.y);
171
 
 
172
 
        kernel[0] = 1.0/16.0;   kernel[1] = 2.0/16.0;   kernel[2] = 1.0/16.0;
173
 
        kernel[3] = 2.0/16.0;   kernel[4] = 4.0/16.0;   kernel[5] = 2.0/16.0;
174
 
        kernel[6] = 1.0/16.0;   kernel[7] = 2.0/16.0;   kernel[8] = 1.0/16.0;
175
 
 
176
 
 
177
 
        for( int i=0; i<9; i++ )
178
 
        {
179
 
                float tmp = texture2D(bgl_DepthTexture, coords + offset[i]).r;
180
 
                d += tmp * kernel[i];
181
 
        }
182
 
 
183
 
        return d;
184
 
}
185
 
 
186
 
 
187
 
vec3 color(vec2 coords,float blur) //processing the sample
188
 
{
189
 
        vec3 col = vec3(0.0);
190
 
 
191
 
        col.r = texture2D(bgl_RenderedTexture,coords + vec2(0.0,1.0)*texel*fringe*blur).r;
192
 
        col.g = texture2D(bgl_RenderedTexture,coords + vec2(-0.866,-0.5)*texel*fringe*blur).g;
193
 
        col.b = texture2D(bgl_RenderedTexture,coords + vec2(0.866,-0.5)*texel*fringe*blur).b;
194
 
 
195
 
        vec3 lumcoeff = vec3(0.299,0.587,0.114);
196
 
        float lum = dot(col.rgb, lumcoeff);
197
 
        float thresh = max((lum-threshold)*gain, 0.0);
198
 
        return col+mix(vec3(0.0),col,thresh*blur);
199
 
}
200
 
 
201
 
vec2 rand(vec2 coord) //generating noise/pattern texture for dithering
202
 
{
203
 
        float noiseX = ((fract(1.0-coord.s*(width/2.0))*0.25)+(fract(coord.t*(height/2.0))*0.75))*2.0-1.0;
204
 
        float noiseY = ((fract(1.0-coord.s*(width/2.0))*0.75)+(fract(coord.t*(height/2.0))*0.25))*2.0-1.0;
205
 
 
206
 
        if (noise)
207
 
        {
208
 
                noiseX = clamp(fract(sin(dot(coord ,vec2(12.9898,78.233))) * 43758.5453),0.0,1.0)*2.0-1.0;
209
 
                noiseY = clamp(fract(sin(dot(coord ,vec2(12.9898,78.233)*2.0)) * 43758.5453),0.0,1.0)*2.0-1.0;
210
 
        }
211
 
        return vec2(noiseX,noiseY);
212
 
}
213
 
 
214
 
vec3 debugFocus(vec3 col, float blur, float depth)
215
 
{
216
 
        float edge = 0.002*depth; //distance based edge smoothing
217
 
        float m = clamp(smoothstep(0.0,edge,blur),0.0,1.0);
218
 
        float e = clamp(smoothstep(1.0-edge,1.0,blur),0.0,1.0);
219
 
 
220
 
        col = mix(col,vec3(1.0,0.5,0.0),(1.0-m)*0.6);
221
 
        col = mix(col,vec3(0.0,0.5,1.0),((1.0-e)-(1.0-m))*0.2);
222
 
 
223
 
        return col;
224
 
}
225
 
 
226
 
float linearize(float depth)
227
 
{
228
 
        return -zfar * znear / (depth * (zfar - znear) - zfar);
229
 
}
230
 
 
231
 
float vignette()
232
 
{
233
 
        float dist = distance(gl_TexCoord[3].xy, vec2(0.5,0.5));
234
 
        dist = smoothstep(vignout+(fstop/vignfade), vignin+(fstop/vignfade), dist);
235
 
        return clamp(dist,0.0,1.0);
236
 
}
237
 
 
238
 
void main()
239
 
{
240
 
        //scene depth calculation
241
 
 
242
 
        float depth = linearize(texture2D(bgl_DepthTexture,gl_TexCoord[0].xy).x);
243
 
 
244
 
        if (depthblur)
245
 
        {
246
 
                depth = linearize(bdepth(gl_TexCoord[0].xy));
247
 
        }
248
 
 
249
 
        //focal plane calculation
250
 
 
251
 
        float fDepth = focalDepth;
252
 
 
253
 
        if (autofocus)
254
 
        {
255
 
                fDepth = linearize(texture2D(bgl_DepthTexture,focus).x);
256
 
        }
257
 
 
258
 
        //dof blur factor calculation
259
 
 
260
 
        float blur = 0.0;
261
 
 
262
 
        if (manualdof)
263
 
        {
264
 
                float a = depth-fDepth; //focal plane
265
 
                float b = (a-fdofstart)/fdofdist; //far DoF
266
 
                float c = (-a-ndofstart)/ndofdist; //near Dof
267
 
                blur = (a>0.0)?b:c;
268
 
        }
269
 
 
270
 
        else
271
 
        {
272
 
                float f = focalLength; //focal length in mm
273
 
                float d = fDepth*1000.0; //focal plane in mm
274
 
                float o = depth*1000.0; //depth in mm
275
 
 
276
 
                float a = (o*f)/(o-f);
277
 
                float b = (d*f)/(d-f);
278
 
                float c = (d-f)/(d*fstop*CoC);
279
 
 
280
 
                blur = abs(a-b)*c;
281
 
        }
282
 
 
283
 
        blur = clamp(blur,0.0,1.0);
284
 
 
285
 
        // calculation of pattern for ditering
286
 
 
287
 
        vec2 noise = rand(gl_TexCoord[0].xy)*namount*blur;
288
 
 
289
 
        // getting blur x and y step factor
290
 
 
291
 
        float w = (1.0/width)*blur*maxblur+noise.x;
292
 
        float h = (1.0/height)*blur*maxblur+noise.y;
293
 
 
294
 
        // calculation of final color
295
 
 
296
 
        vec3 col = vec3(0.0);
297
 
 
298
 
        if(blur < 0.05) //some optimization thingy
299
 
        {
300
 
                col = texture2D(bgl_RenderedTexture, gl_TexCoord[0].xy).rgb;
301
 
        }
302
 
 
303
 
        else
304
 
        {
305
 
                col = texture2D(bgl_RenderedTexture, gl_TexCoord[0].xy).rgb;
306
 
                float s = 1.0;
307
 
                int ringsamples;
308
 
 
309
 
                for (int i = 1; i <= rings; i += 1)
310
 
                {
311
 
                        ringsamples = i * samples;
312
 
 
313
 
                        for (int j = 0 ; j < ringsamples ; j += 1)
314
 
                        {
315
 
                                float step = PI*2.0 / float(ringsamples);
316
 
                                float pw = (cos(float(j)*step)*float(i));
317
 
                                float ph = (sin(float(j)*step)*float(i));
318
 
                                float p = 1.0;
319
 
                                if (pentagon)
320
 
                                {
321
 
                                        p = penta(vec2(pw,ph));
322
 
                                }
323
 
                                col += color(gl_TexCoord[0].xy + vec2(pw*w,ph*h),blur)*mix(1.0,(float(i))/(float(rings)),bias)*p;
324
 
                                s += 1.0*mix(1.0,(float(i))/(float(rings)),bias)*p;
325
 
                        }
326
 
                }
327
 
                col /= s; //divide by sample count
328
 
        }
329
 
 
330
 
        if (showFocus)
331
 
        {
332
 
                col = debugFocus(col, blur, depth);
333
 
        }
334
 
 
335
 
        if (vignetting)
336
 
        {
337
 
                col *= vignette();
338
 
        }
339
 
 
340
 
        gl_FragColor.rgb = col;
341
 
        gl_FragColor.a = 1.0;
342
 
}