前言 皮皮最近接到了一个小需求：
👧美术小姐姐：皮皮皮皮，你会不会做奶茶？
😱我：？？？
👧美术小姐姐：就是那种，奶茶的轮廓加上动态水波纹~
🙄我：吓死我还以为让我做喝的奶茶...
👧美术小姐姐：炒鸡多图片都需要这种效果，用动画的话工作量太大了！
🤓我：波浪效果是吧，小意思，一个月的奶茶就够了，或者扫码提需求~
👧美术小姐姐：皮？🔨🔨🔨
🤪我：卒~
俗话说：遇事不决，量子力学 写虽得儿。
根据我多年喝奶茶的经验，像这种效果用 Shader 做就再简单不过了，最终的效果如下：
趁此机会，本篇文章就来与小伙伴们分享动态波浪 Shader 的原理和制作思路吧。
要注意的是，这是一篇偏入门的文章，写得会相对比较详细，尽量让不懂 Shader 的小白也可以看懂，这也是我写文章的一贯风格。
好了，话不多说，进入正题~
正文 🧐整体思路
看到波浪的表现特点我第一时间想到的就是正弦曲线（或者说是正弦波，又让我想起了示波器）。
「正弦曲线」 是三角函数中的一种正弦（Sine）比例的曲线。正弦曲线表现为一条波浪线，形状犹如海上完美的波浪。
标准的正弦函数公式为：
正弦函数属于周期函数，其值域为 [-1, 1]。
如下图就是一个纯正标准的正弦曲线：
而一般我们常用的正弦曲线公式为：
这条公式比标准公式多了几个常数，含义如下：
A：
「振幅（Amplitude）」 ，曲线最高点与最低点的差值，表现为曲线的整体高度
ω：
「角速度（Angular Velocity）」 ，控制曲线的周期，表现为曲线的紧密程度
φ：
「初相（Initial Phase）」 ，即当
x = 0 时的相位，表现为曲线在坐标系上的水平位置
k：
「偏距（Offset）」 ，表现为曲线在坐标系上的垂直位置
相位（Phase）： 上方公式中的 ωx±φ 部分称为相位，相位发生在周期性的运动之中，最直接的理解就是角度。
有了公式之后，我们可以尝试调整其中的常数来改变函数曲线的形态。
在查看下方的示例时，请尝试将「曲线形态的变化」 与「右上角公式的变化」 关联起来。
我们可以调整常数 A（振幅）来改变曲线的值域（值域为 [-A, A]）：
我们可以调整常数 ω（角速度）来改变曲线的周期：
我们可以调整常数 φ（初相）来改变曲线的水平位置：
其实对于“曲线的水平位置”这个描述是不太准确的，因为初相实际上改变的是当 x = 0 时的相位，也就直接影响函数曲线在 x = 0 处的位置。
所以说曲线的位置并没有真正改变，而只是曲线的形态发生了改变。
但是由于正弦曲线的周期性特点，曲线的这种形态变化看起来像是曲线进行了位移。
我们可以调整常数 k（偏距）来改变曲线的垂直位置：
🤠动手实现 明白了正弦曲线的特性之后，接下来我们需要做的就是在代码中运用正弦函数。
慢着！正弦曲线确实如海上完美的波浪般优美，但是正弦曲线是静态的，我们要的波浪是动态的啊！
别慌！还记得我们可以调整 「初相」 来改变曲线的“水平位置”吗？
既然如此，我们可以给初相加入「时间因素」 ，使得 y 值可以随着时间的增加发生「周期性变化」 ，看起来就像是曲线在进行“水平位移”。
就像这样：
加入时间因素 t 后的曲线公式：
小贴士： 由于 GLSL ES 没有办法进行调试，所以写 Shader 时可以先在 Shadertoy 中编写并在线预览，显著提高效率。
「一切尽在注释中，简单详细且直观。」
主函数代码如下：
void mainImage( out vec4 fragColor, in vec2 fragCoord )// 将像素坐标归一化（区间 [0.0, 1.0]） vec2 uv = fragCoord / iResolution.xy; // 振幅（控制波浪顶端和底端的高度） float amplitude = 0.05 ; // 角速度（控制波浪的周期） float angularVelocity = 10.0 ;// 频率（控制波浪移动的速度） float frequency = 10.0 ;// 偏距（设为 0.5 使得波浪垂直居中于屏幕） float offset = 0.5 ; // 初相位（正值表现为向左移动，负值则表现为向右移动） float initialPhase = frequency * iTime; // 代入正弦曲线公式计算 y 值 float y = amplitude * sin ((angularVelocity * uv.x) + initialPhase) + offset; // 区分 y 值上下部分，设置不同颜色 vec4 color = uv.y > y ? vec4 (0.0 , 0.0 , 0.0 , 1.0 ) : vec4 (0.0 , 0.7 , 0.9 , 1.0 ); // 输出到屏幕 预览效果如下（🌊是不是有内味儿了）：
在线预览： https://www.shadertoy.com/view/ttSfRh
我们主要关注片段着色器部分，这里就不展示整个 Effect 文件的代码了，直接上传送门吧。
Effect 文件： https://gitee.com/ifaswind/eazax-ccc/blob/master/resources/effects/eazax-sine-wave.effect
代码核心其实就是套用了公式，我们代码注释一起看吧。
「一切尽在注释中，简单详细且直观。」
片段着色器代码如下：
CCProgram fs %{ precision highp float ; // 引入 Cocos Creator 内置的全部变量 #include <cc-global> // 顶点颜色（来自顶点着色器） in vec4 v_color; // UV 坐标（来自顶点着色器） in vec2 v_uv0; // 纹理 uniform sampler2D texture; // 自定义属性 uniform Properties { float amplitude; // 振幅 float angularVelocity; // 角速度 float frequency; // 频率 float offset; // 偏距 } ;void main () { // 保存顶点颜色 vec4 color = v_color;// 叠加纹理颜色 *= texture (texture, v_uv0); // 直接丢弃原本就透明的像素 if (color.a == 0.0 ) discard; // 初相位（正值表现为向左移动，负值则表现为向右移动） float initiaPhase = frequency * cc_time.x; // 代入正弦曲线公式计算 y 值 float y = amplitude * sin (angularVelocity * v_uv0.x + initiaPhase) + offset; // 丢弃 y 值以上的像素（左上角为原点 [0.0, 0.0]） if (v_uv0.y < y) discard ; // 输出颜色 = color;} } %运行效果如下：
使用 cc.tween 动态改变高度（偏距）实现波浪进度条：
cc .tween (this .sineWave)to (3 , { height: 1 })to (0.5 , { amplitude: 0 })start ();
在线预览： https://ifaswind.gitee.io/eazax-cases?case=sineWave
SineWave 组件： https://gitee.com/ifaswind/eazax-ccc/blob/master/components/effects/SineWave.ts
专题
《一起学 Shader》 这个专题断更了一段时间，很对不起小伙伴们，是时候续上了😹
《一起学 Shader》
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《Shader 入门：GLSL ES（数据类型）》
《Shader 入门：GLSL ES（运算符和限定符）》
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