灵魂扫描线算法

比如要生成如上所示的扫描线，可以作用于任何网格体，我们用虚幻引擎的shader编辑器来实现这个GPU特效。为什么叫灵魂扫描线呢，因为这个扫描线是由内而外的：从物体的外接球中心（外心）发射，直到外接球边缘，匀速地扫描经过的每个像素（原子），被扫射的像素们呈现反色，往复循环，这就是灵魂扫描线的基本原理。所以我们需要以下输入：

• 原子坐标：像素的世界坐标（原子指网格体三角面上每个逻辑点）
• 外心：包围球中心
• 外接球半径：包围球半径
• 时间摄动：时间参数
• 速度：扫描线运动速率（相对速率，相对于半径）
• 宽度：扫描线的宽度（相对宽度，相对于半径），半径的占比
• 原色：物体的底色，需要根据此计算出反色（1-color）

首先我们要算出原子到球心的距离与半径之比，由此按距离给所有原子分配0~1的值。

这样子，扫描线的宽度和速度都和物体大小成正比。因为输出的是归一化的数值，我们使用fractional这个周期为1的函数。

二（三）选一函数：If与Step

if和step是shader中常用的二选一函数，相当于C语言中的三元表达式（?），它们都是通过2个数的大小比较，进行二选一。

• step是阶级函数，返回0或1，因为GPU中都是通过浮点数0.0和1.0来表示bool类型的，这和cpu不太一样。
• if函数则可以返回0和1以外的值，除此之外，if函数还可以通过”相等误差“参数实现三选一，图中的”Equals Threshold“的值控制着A==B的情况。

但是我们只需要在原色和反色之间进行二选一，所以在上面的frac函数图像中，作常函数Y=width与原frac相交，Y<width的部分才显示反色。于是我们有：

其中1-x就是反色算法，A接入的是之前的frac函数，width就是扫面线的相对宽度，base color是物体的底色（所以扫描线是材质函数，非材质）。整个shader如下：

调用方式示例：

下面展示一些demo：