Modify shaders and render textures on curved surfaces

Abstract

EN: Context. The display of curvilinear surfaces on flat screens is a complex task. The development of an interface for such surfaces is a relevant task that requires the solution of numerous issues. This paper presents an approach to UI development for curvilinear surfaces and shader modifications for the creation of realistic landscape elements. The object of the research is the development of an interface system based on a custom raycaster to ensure interactivity and create an immersive effect within the game environment.. Objective. The purpose of the paper. The primary objective of this research is to create, optimise and adapt shaders on curved surfaces to achieve more efficient rendering with high-quality visualisation. Method. The development of user interfaces (UI) for curvilinear surfaces requires consideration of geometric parameters. To resolve this issue, a custom component based on BaseRaycaster was developed, enabling the computation of the intersection between the camera ray and the physical surface. To provide correct and efficient interaction with the canvas a custom component based on BaseRaycaster was created. The developed component solves the problem by identifying the ray intersection point from the camera with the canvas surface. The implementation of this component involves an algorithm for detecting the camera’s ray intersections with colliders, using a mathematical model to process the detected elements, according for their depth to ensure proper interaction. Results.This approach facilitates the creation of interfaces on arbitrary static curved surfaces that are applicable in various gaming and interactive scenarios. Conclusions. The use of splines and modified shaders ensures the placement of text on curvilinear surfaces and the natural arrangement of roads and other landscape elements according to the terrain contours. This approach is important for developing open-world games or games with complex geometry, where the UI on curvilinear surfaces appears natural and integrated into the environment. UK: Актуальність. Криволінійні поверхні є складними для відображення на плоскому екрані. Розробка інтерфейсу для таких поверхонь є актуальною задачею, яка потребує вирішення багатьох проблем. У даній роботі представлено підхід до розробки UI для криволінійних поверхонь, а також модифікація шейдерів для створення реалістичних елементів ландшафту. Об’єктом дослідження є розробка інтерфейсної системи на основі кастомного рейкаста для забезпечення інтерактивності та занурення у ігровий світ. Мета роботи. Основна мета даної роботи полягає у створенні, вдосконаленні та адаптації шейдерів на криволінійних поверхнях для досягнення більш ефективного рендерингу, зберігаючи при цьому високу якість візуалізації. Метод. Розробка UI для криволінійних поверхонь потребує врахування особливостей геометрії. Для вирішення цієї проблеми було розроблено кастомний компонент на базі BaseRaycaster, який дозволяє визначати перетин променя від камери з фізичною поверхнею. З метою забезпечення коректної та ефективної взаємодії з полотном, розроблено кастомний компонент на основі BaseRaycaster. Запропонований компонент вирішує проблему шляхом визначення точки перетину променя, що виходить з камери, з фізичною поверхнею полотна. Реалізація включає в себе алгоритм пошуку перетинів променя з колайдерами за допомогою математичної формули та подальшу обробку знайдених елементів з урахуванням їх глибини для забезпечення коректної взаємодії. Завдяки цьому підходу, з’являється можливість створювати інтерфейс на довільній кривій статичній поверхні, що відкриває широкі можливості для використання в різноманітних ігрових та інтерактивних сценаріях. Результати. Представлений підхід до розробки UI для криволінійних поверхонь та використання модифікованих шейдерів дозволяє створювати більш інтерактивні та реалістичні інтерфейси та ігрові світи. Висновки. Використання сплайнів та модифікованих шейдерів забезпечує розташування тексту на криволінійних поверхнях та органічне розташування доріг та інших елементів ландшафту відповідно до контурів місцевості. Цей підхід є важливим для створення ігор з відкритим світом або складною геометрією, де UI на криволінійній поверхні виглядає природно та інтегровано в середовище.