Android 实现抖音传送带特效！

Android社区发表于 2022-10-31T09:13:30Z 收藏文章

一、实现效果

1.1 首先来看抖音的传送带特效

从上图可以看到，抖音的传送带特效有如下特点

屏幕左半边部分是正常预览视频
屏幕右半边部分像传送带一般，将画面不断地像右边运送

根据此特效的特点，我们可以制作出各种有趣的视频

1.2 笔者实现传送带特效

从上图来看，笔者实现的效果基本上和抖音实现的一致

那么，对于该特效，我们应该如何去实现呢？

其实在介绍抖音蓝线挑战特效那一章已经将到一个核心知识点Fbo，对，没错，当时做蓝线挑战特效用到的就是Fbo，接下来传送带特效也需要使用Fbo的保留上一帧功能

接下来，我们就来进行特效分析和具体实现

二、特效分析

首先，根据上面的效果图，我们可以简单画出示意图，如下图所示（小格子的数量越多，画面越精细）

我们以横向进行分析

在OpenGLES中，纹理坐标水平方向的起始位置在左方（准确的说是在左上角，这里只是分析横向的效果，故图上标点0.0随意标在左方，便于分析）根据上面的效果图，了解到，该特效有两个特点

屏幕左半边部分是正常预览视频
屏幕右半边部分像传送带一般，将画面不断地像右边运送

这里，我用了运送一词，那么，我们得首先知道，它运送的是什么

2.1 运送什么？

通过分析特效图，我们知道，图像右半部分是不断地向右边移动，而左半部分是正常预览的，看起来就好像是从左半部分的边缘处不断移动到右边，那么从这里可以得出一个小结论

它运送的是左半部分的边缘区域，根据上图，准确的说是中线左边0区域的画面

那么，知道了这点，我们就一目了然了

2.2 它是如何运送的？

前面，我们知道了它运送的是0区域的画面，那么接下来就来分析下，它是如何运送的

在预览时，相机画面一般都是正常显示，0区域的画面当然也是正常一帧帧刷新
当0区域显示第一帧（简称f1，后面以f开后，数字为帧序）时，将其移动到1区域
当0区域显示f2时，将1区域的f1移动到2区域，将0区域的f2移动到1区域
依次类推，就可以将0区域的画面源源不断地运送到右边

2.3 Fbo

其实，在知道了它是运送什么，且如何运送后，我们还是无法得知如何实现这一特效

此刻，就该Fbo登场了，前面蓝线挑战特效的篇章已经对其做了详细描述，现在简单介绍下

可以将Oes纹理转换成2D纹理
可以将纹理数据不显示在屏幕上，并保留下来

这里，我们要实现该特效，就要使用它的保留帧数据的功能

2.4 特效实现

在上面，我们已经知道了该特效是如何运送数据，那么通过下图，我们来了解如何使用Fbo实现从上面的分析可知，该特效运送的是左半部分的边缘区域，所有有如何下实现步骤：

首先假设每个小格的步长为0.1，那么左半部分的边缘区域就是0.4 ~ 0.5这个区域
Fbo可以保存上一帧，那么在渲染时，我们将上一帧的数据保存下来
在渲染的时候，会有两个纹理，一个是相机的正常预览纹理，另一个是保存的上一帧，此时，我们在着色器里就要进行判断
当纹理坐标x小于0.5时，显示相机的正常预览画面
当纹理坐标x大于0.5时，显示保存的上一帧画面，不过这里要注意，并不是对应坐标的上一帧数据，即，不是0.5 ~ 1.0区域的数据，而是0.4 ~ 0.9区域的数据，大家可以思考下这是为什么，后面具体实现的时候会有解答

这样，当相机不断产生预览数据时，右半部分将不断地将左半部分的边缘区域向右边运送

三、具体实现

前面我们分析了该特效的整个实现流程，接下来就是具体的实现

首先，先上大家最关心的着色器代码

3.1 着色器

顶点着色器

attribute vec4 aPos;
attribute vec2 aCoordinate;
varying vec2 vCoordinate;
void main(){
    vCoordinate = aCoordinate;
    gl_Position = aPos;
}

关于顶点着色器，并没有做任何特殊处理片元着色器

precision mediump float;
uniform sampler2D uSampler;
uniform sampler2D uSampler2;
varying vec2 vCoordinate;
uniform float uOffset;
void main(){
    if (vCoordinate.x < 0.5) {
        gl_FragColor = texture2D(uSampler, vCoordinate);
    } else {
        gl_FragColor = texture2D(uSampler2, vCoordinate - vec2(uOffset, 0.0));
    }
}

对于片元着色器，关键就在于main()函数里面的if判断，前面也有提到，会对纹理坐标进行一个判断

当x小于0.5时，显示相机预览画面
当x大于0.5时，显示上一帧的数据，且取的是对应坐标往左偏移的数据（uOffset是偏移量，可以理解成小格子的宽度）

那么对于为什么要偏移呢？

这是因为通过上面，我们可以知道，该特效是从左半部分的边缘区域开始运送的，那么如果我们从对应坐标取，那么不就得不到左半部分区域的坐标了吗，所有得偏移一个小格子的宽度，从而得到对应的数据这样，每帧渲染时，都取0.4 ~ 0.9区域数据显示到0.5 ~ 1.0区域，从而就实现了该传送带特效

在知道了如何实现该特效后，我们还可以实现纵向的传送带特效，只需要将片元着色器里的x改为y即可

precision mediump float;
uniform sampler2D uSampler;
uniform sampler2D uSampler2;
varying vec2 vCoordinate;
uniform float uOffset;
void main(){
    if (vCoordinate.y < 0.5) {
        gl_FragColor = texture2D(uSampler, vCoordinate);
    } else {
        gl_FragColor = texture2D(uSampler2, vCoordinate - vec2(0.0, uOffset));
    }
}

3.2 Java代码实现部分

下面是Java代码实现部分

这里面使用了一个lastRender保留上一帧数据，从而在下一次渲染时能够使用

public class ConveyorBeltHFilter extends BaseFilter {
    private final BaseRender lastRender;

    private int uSampler2Location;
    private int uOffsetLocation;

    private int lastTextureId = -1;

    private float offset = 0.01f;

    public ConveyorBeltHFilter(Context context) {
        super(
                context,
                "render/filter/conveyor_belt_h/vertex.frag",
                "render/filter/conveyor_belt_h/frag.frag"
        );

        lastRender = new BaseRender(context);

        lastRender.setBindFbo(true);
    }

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        lastRender.onCreate();
    }

    @Override
    public void onChange(int width, int height) {
        super.onChange(width, height);
        lastRender.onChange(width, height);
    }

    @Override
    public void onDraw(int textureId) {
        super.onDraw(textureId);
        lastRender.onDraw(getFboTextureId());
        lastTextureId = lastRender.getFboTextureId();
    }

    @Override
    public void onInitLocation() {
        super.onInitLocation();
        uSampler2Location = GLES20.glGetUniformLocation(getProgram(), "uSampler2");
        uOffsetLocation = GLES20.glGetUniformLocation(getProgram(), "uOffset");
    }

    @Override
    public void onActiveTexture(int textureId) {
        super.onActiveTexture(textureId);
        GLES20.glActiveTexture(GLES20.GL_TEXTURE1);
        GLES20.glBindTexture(GLES20.GL_TEXTURE_2D, lastTextureId);
        GLES20.glUniform1i(uSampler2Location, 1);
    }

    @Override
    public void onSetOtherData() {
        super.onSetOtherData();
        GLES20.glUniform1f(uOffsetLocation, offset);
    }
}

以上就是抖音传送带特效的实现全过程，希望大家喜欢！！！

四、GitHub

github地址：https://github.com/JYangkai/MediaDemo/

ConveyorBeltHFilter.java
ConveyorBeltVFilter.java