Implementierung eines Foliensticker-Effekts

• Shader-Quellcode zur Umsetzung eines Foliensticker-Effekts, der Reflexionen und Glitzern der Oberfläche realistisch simuliert
• Verschiedene Eigenschaften wie Metallizität, Rauheit und irisierende Reflexionen lassen sich fein abstimmen
• Zentrale Elemente sind der Mikro-Partikel-(Flake)-Effekt der Folienoberfläche und irisierende Farben, die sich je nach Blickwinkel verändern
• Nutzt verschiedene physikalisch basierte Grafiktechniken wie Environment-Map-Sampling, Fresnel-Effekt, AO-Schatten und Alpha-Cutoff
• Eine fortgeschrittene Shader-Implementierung, die sich für hochwertiges Rendering von Folienstickern in realen 2D-/3D-Umgebungen einsetzen lässt

---

Überblick

Dieser Inhalt ist GLSL-Shader-Code zur Umsetzung eines visuell schimmernden Effekts wie bei einem Foliensticker. Ziel ist es, durch die kombinierte Verarbeitung von Metallizität, Irisierung, Mikro-Partikel-Oberflächeneffekten und Umgebungsreflexionen eine hochwertige visuelle Materialität zu erzeugen. Mithilfe von 2D-Texturen, Environment-Maps und verschiedenen Anpassungsparametern wird ein realistischer Folieneffekt erzeugt.

Wichtige Variablen und Konstanten

• Der Effekt lässt sich über verschiedene Uniform-Variablen anpassen
  • Beispiel: uFlakeSize (Flake-Größe), uRoughness (Rauheit), uMetalness (Metallizität), uIridescence (Irisierung) usw.
• Unterstützung für Texturen, Environment-Maps sowie Informationen zum Weltkoordinatensystem

Struktur der wichtigsten Funktionen

Hash-Funktion (hash)

• Wird zur Erzeugung von Zufallswerten verwendet, die für den Mikro-Partikel-(Flake)-Effekt benötigt werden

Umwandlung der Environment-Map-Koordinaten (dirToEquirectUv), Sampling der Environment-Map (sampleEnvRough)

• Unterstützt richtungsabhängiges Sampling aus der Environment-Map
• Wendet abhängig von der Rauheit (lod) das passende Mip-Level an

Irisierender Effekt (iridescenceColor)

• Erzeugt dynamisch Farben abhängig von Winkel und Oberflächendicke
• Wie bei einer echten Folienoberfläche ändern sich die Farben je nach Betrachtungswinkel

Luminanz (luminance)

• Berechnet Helligkeitsinformationen einer Farbe und berücksichtigt sie für Nachbearbeitung usw.

Hauptlogik des Shaders

Alpha-Cutoff sowie Behandlung von Vorder- und Rückseite

• Der Alpha-Wert der Base-Textur entscheidet, ob ein Pixel erhalten bleibt
• Je nach Vorder- oder Rückseite werden AO-Intensität, Ablösungs-(peeled)-Verarbeitung und Farbanpassungen angewendet

Verarbeitung von Reflexionen, Flakes, Irisierung und Metallizität

• Berechnet Oberflächennormale (normal), Sichtvektor, Reflexionsvektor und Umgebungsreflexionen
• Für den Flake-Effekt werden positionsabhängiger Hash und winkelbasierte Zufallsoffsets angewendet
• Helligkeit, Maskierung und Boost der Flakes lassen sich fein steuern
• Mit perturbedNormal wird die Verformung der Flake-Oberfläche berücksichtigt
• Flakes und Umgebungsfarbe werden zusammen mit irisierenden Farben gemischt

Kombination der Environment-Map und Berechnung der finalen Farbe

• Verändert die Rauheit dynamisch abhängig von der Flake-Intensität
• Erhöht den Realismus durch Maskierung von Metall/Normalen/Reflexion und Fresnel-Berechnung
• Erzeugt die finale Farbe durch Mischung der Bestandteile diffuse (diffus) und spec (Reflexion)
• Gibt sie zusammen mit dem Base-Alpha als finale Farbe aus

Implikationen

Dieser Shader eignet sich gut dazu, die komplexen visuellen Effekte eines Folienmaterials – starke Reflexionen, Mikro-Partikel, Irisierung usw. – realitätsnah nachzubilden. Da sich der Effekt über zahlreiche Parameter präzise steuern lässt, sind flexible Anpassungen und gut sichtbares, hochwertiges Rendering von Folienstickern möglich. Er bietet große Vorteile für den Einsatz in 3D, 2D-Web, Games, interaktiven UIs und vielen weiteren Bereichen.