Migrar de vibe3_physics a vibe4_shaders con enfoque en shaders CRT
- Actualizar nombre del proyecto en CMakeLists.txt a vibe4_shaders - Cambiar título de ventana en defines.h a vibe4_shaders - Reescribir completamente README.md enfocado en tecnología de shaders: * Renderizado multi-backend (OpenGL, Vulkan, Metal) * Efectos de shader CRT (scanlines, curvatura, bloom) * Documentación del pipeline de post-procesado * Nuevos controles específicos de shaders (R, C, S, B, U) * Estructura del proyecto actualizada con directorios de shaders - Mantener todos los controles y funcionalidad existente - Reposicionar proyecto como demo de tecnología de renderizado - Añadir .gitignore básico para C++ 🤖 Generated with [Claude Code](https://claude.com/claude-code) Co-Authored-By: Claude <noreply@anthropic.com>
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@@ -0,0 +1,364 @@
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# ViBe4 Shaders - Renderizado Acelerado con Efectos CRT
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**ViBe4 Shaders** es una demo experimental de **vibe-coding** que implementa **renderizado acelerado multi-backend** con efectos de **shader CRT**. Utiliza **OpenGL, Vulkan y Metal** para demostrar diferentes tecnologías de renderizado con shaders que simulan pantallas CRT clásicas.
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El nombre refleja su propósito: **ViBe** (vibe-coding experimental) + **Shaders** (efectos visuales con shaders CRT). La demo sirve como sandbox para probar diferentes backends de renderizado y experimentar con shaders de post-procesado para efectos retro.
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## 🎯 Características Actuales
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- **Renderizado multi-backend**: Soporte para OpenGL, Vulkan y Metal
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- **Efectos CRT shader**: Simulación de pantallas CRT con scanlines, curvatura y distorsión
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- **Sistema de temas visuales**: 5 temas de colores con fondos degradados y paletas temáticas
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- **Sistema de zoom dinámico**: F1/F2 para ajustar el zoom de ventana (1x-10x)
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- **Modos fullscreen**: F3 para fullscreen normal, F4 para real fullscreen con resolución nativa
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- **Gravedad multidireccional**: Gravedad hacia abajo, arriba, izquierda o derecha
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- **Interactividad**: Controles de teclado para modificar el comportamiento
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- **Renderizado batch optimizado**: Sistema de batch rendering con geometría acelerada por GPU
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- **Colores temáticos**: Paletas de 8 colores por tema aplicadas proceduralmente
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- **Monitor de rendimiento**: Contador FPS en tiempo real
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- **Control V-Sync**: Activación/desactivación dinámica del V-Sync
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- **Post-procesado CRT**: Efectos de scanline, bloom y curvatura de pantalla
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## 🎮 Controles
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### Controles de Sistema
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| Tecla | Acción |
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|-------|--------|
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| `H` | **Alternar debug display (FPS, V-Sync, valores renderizado)** |
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| `V` | **Alternar V-Sync ON/OFF** |
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| `ESC` | Salir del programa |
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### Controles de Ventana
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| Tecla | Acción |
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|-------|--------|
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| `F1` | **Zoom out (reducir zoom ventana)** |
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| `F2` | **Zoom in (aumentar zoom ventana)** |
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| `F3` | **Toggle fullscreen normal** |
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| `F4` | **Toggle real fullscreen (resolución nativa)** |
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### Controles de Temas
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| Tecla | Acción |
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|-------|--------|
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| `KP_1` | **Tema ATARDECER (colores cálidos)** |
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| `KP_2` | **Tema OCÉANO (azules y cianes)** |
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| `KP_3` | **Tema NEON (colores vibrantes)** |
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| `KP_4` | **Tema BOSQUE (verdes naturales)** |
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| `KP_5` | **Tema RGB (fondo blanco, colores matemáticos)** |
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| `T` | **Ciclar entre todos los temas** |
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### Controles de Simulación
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| Tecla | Acción |
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|-------|--------|
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| `1-8` | Cambiar número de sprites (1, 10, 100, 500, 1K, 10K, 50K, 100K) |
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| `ESPACIO` | Impulsar todos los sprites hacia arriba |
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| `↑` | **Gravedad hacia ARRIBA** |
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| `↓` | **Gravedad hacia ABAJO** |
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| `←` | **Gravedad hacia IZQUIERDA** |
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| `→` | **Gravedad hacia DERECHA** |
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| `G` | **Alternar gravedad ON/OFF (mantiene dirección)** |
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### Controles de Shaders
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| Tecla | Acción |
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|-------|--------|
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| `R` | **Cambiar backend de renderizado (OpenGL/Vulkan/Metal)** |
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| `C` | **Alternar efectos CRT ON/OFF** |
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| `S` | **Ajustar intensidad de scanlines** |
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| `B` | **Controlar efecto bloom** |
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| `U` | **Modificar curvatura de pantalla** |
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## 📊 Información en Pantalla
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- **Centro**: Número de sprites activos en **blanco** (temporal)
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- **Centro**: Nombre del tema activo en **color temático** (temporal, debajo del contador)
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### Debug Display (Tecla `H`)
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Cuando se activa el debug display con la tecla `H`:
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- **Esquina superior izquierda**: Estado V-Sync (VSYNC ON/OFF) en **cian**
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- **Esquina superior derecha**: Contador FPS en tiempo real en **amarillo**
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- **Líneas 3-5**: Información de backend de renderizado (BACKEND, SHADERS, CRT) en **magenta**
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- **Línea 6**: Tema activo (THEME SUNSET/OCEAN/NEON/FOREST/RGB) en **amarillo claro**
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## 🎨 Sistema de Temas de Colores
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**ViBe4 Shaders** incluye 5 temas visuales que transforman completamente la apariencia de la demo:
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### Temas Disponibles
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| Tecla | Tema | Descripción | Fondo | Paleta de Sprites |
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|-------|------|-------------|-------|-------------------|
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| `KP_1` | **ATARDECER** | Colores cálidos de puesta de sol | Degradado naranja-rojo | Tonos naranjas, rojos y amarillos |
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| `KP_2` | **OCÉANO** | Ambiente marino refrescante | Degradado azul-cian | Azules, cianes y verdes agua |
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| `KP_3` | **NEON** | Colores vibrantes futuristas | Degradado magenta-cian | Magentas, cianes y rosas brillantes |
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| `KP_4` | **BOSQUE** | Naturaleza verde relajante | Degradado verde oscuro-claro | Verdes naturales y tierra |
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| `KP_5` | **RGB** | Colores matemáticos puros | Fondo blanco sólido | RGB puros y subdivisiones matemáticas |
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### Controles de Temas
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- **Selección directa**: Usa `KP_1`, `KP_2`, `KP_3`, `KP_4` o `KP_5` para cambiar inmediatamente al tema deseado
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- **Ciclado secuencial**: Presiona `T` para avanzar al siguiente tema en orden
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- **Indicador visual**: El nombre del tema aparece temporalmente en el centro de la pantalla con colores temáticos
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- **Regeneración automática**: Los sprites adoptan automáticamente la nueva paleta de colores al cambiar tema
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### Detalles Técnicos
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- **Fondos degradados**: Implementados con renderizado de geometría usando vértices con colores interpolados
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- **Paletas temáticas**: 8 colores únicos por tema aplicados aleatoriamente a los sprites
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- **Rendimiento optimizado**: El cambio de tema solo regenera los colores, manteniendo la simulación
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- **Compatibilidad completa**: Funciona con todos los backends de renderizado
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## 🎮 Backends de Renderizado
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### OpenGL Backend
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- **Vertex/Fragment Shaders**: Shaders GLSL para efectos CRT
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- **Framebuffer Objects**: Para post-procesado multi-pass
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- **Uniform Buffer Objects**: Transferencia eficiente de parámetros de shader
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### Vulkan Backend
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- **Compute Shaders**: Para efectos de post-procesado paralelos
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- **Render Passes**: Pipeline de renderizado optimizado
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- **Descriptor Sets**: Gestión eficiente de recursos de GPU
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### Metal Backend (macOS)
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- **Metal Shading Language**: Shaders nativos para Apple Silicon
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- **Command Buffers**: Renderizado asíncrono optimizado
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- **Metal Performance Shaders**: Efectos CRT acelerados por hardware
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## 🖥️ Efectos CRT
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### Scanlines
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- **Intensidad ajustable**: Control dinámico de la intensidad de las líneas de escaneo
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- **Frecuencia configurable**: Diferentes densidades de scanlines
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- **Interpolación temporal**: Efectos de persistencia de fósforo
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### Curvatura de Pantalla
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- **Distorsión barrel**: Simulación de curvatura de monitores CRT
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- **Aberración cromática**: Separación de colores en los bordes
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- **Vignetting**: Oscurecimiento gradual hacia los bordes
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### Bloom y Ghosting
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- **Bloom HDR**: Resplandor realista de píxeles brillantes
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- **Ghosting temporal**: Persistencia de imagen característica de CRT
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- **Color bleeding**: Sangrado de colores entre píxeles adyacentes
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## 🏗️ Estructura del Proyecto
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vibe4_shaders/
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├── source/
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│ ├── main.cpp # Bucle principal y sistema de renderizado
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│ ├── engine.h/cpp # Motor de renderizado multi-backend
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│ ├── ball.h/cpp # Clase Ball - entidades de la demo
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│ ├── defines.h # Constantes y configuración
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│ └── external/ # Utilidades y bibliotecas externas
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│ ├── sprite.h/cpp # Clase Sprite - renderizado de texturas
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│ ├── texture.h/cpp # Clase Texture - gestión de imágenes
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│ ├── dbgtxt.h # Sistema de debug para texto en pantalla
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│ └── stb_image.h # Biblioteca para cargar imágenes
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├── shaders/
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│ ├── opengl/ # Shaders GLSL
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│ │ ├── crt.vert # Vertex shader CRT
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│ │ ├── crt.frag # Fragment shader CRT
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│ │ └── post.frag # Post-procesado
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│ ├── vulkan/ # Shaders SPIR-V
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│ │ ├── crt.vert.spv # Vertex shader compilado
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│ │ ├── crt.frag.spv # Fragment shader compilado
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│ │ └── compute.comp.spv # Compute shader CRT
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│ └── metal/ # Shaders Metal
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│ ├── crt.metal # Shaders Metal para CRT
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│ └── post.metal # Post-procesado Metal
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├── data/
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│ └── ball.png # Textura del sprite (10x10 píxeles)
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├── CMakeLists.txt # Configuración de CMake
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├── Makefile # Configuración de Make
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├── CLAUDE.md # Seguimiento de desarrollo
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└── .gitignore # Archivos ignorados por Git
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## 🔧 Requisitos del Sistema
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- **SDL3** (Simple DirectMedia Layer 3)
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- **C++20** compatible compiler
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- **CMake 3.20+** o **Make**
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- **OpenGL 4.1+** (para backend OpenGL)
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- **Vulkan 1.2+** (para backend Vulkan)
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- **Metal 2.0+** (para backend Metal en macOS)
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- Plataforma: Windows, Linux, macOS
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### Instalación de Dependencias
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#### Windows (MinGW)
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```bash
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# SDL3 + Vulkan SDK
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vcpkg install sdl3 vulkan
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```
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#### Linux
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```bash
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# Ubuntu/Debian
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sudo apt install libsdl3-dev vulkan-tools libvulkan-dev
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# Arch Linux
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sudo pacman -S sdl3 vulkan-devel
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```
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#### macOS
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```bash
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brew install sdl3
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# Metal viene incluido en Xcode
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```
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## 🚀 Compilación
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### Opción 1: CMake (Recomendado)
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```bash
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mkdir build && cd build
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cmake -DBACKEND=AUTO .. # AUTO, OPENGL, VULKAN, METAL
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make
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```
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### Opción 2: Make directo
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```bash
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make BACKEND=opengl # opengl, vulkan, metal
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```
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## ▶️ Ejecución
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```bash
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# Desde la raíz del proyecto
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./vibe4_shaders # Linux/macOS
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./vibe4_shaders.exe # Windows
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# Con argumentos
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./vibe4_shaders --backend vulkan --crt-effects
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```
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## 📊 Detalles Técnicos
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### Configuración Actual
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- **Resolución**: 320x240 píxeles (escalado x3 = 960x720)
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- **Sistema de timing**: Delta time independiente del framerate
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- **Renderizado**: Batch rendering acelerado por GPU
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- **Tamaño de sprite**: 10x10 píxeles
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- **V-Sync**: Activado por defecto, controlable dinámicamente
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### Arquitectura del Renderizado
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1. **engine.cpp**: Motor de renderizado multi-backend:
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- Abstracción de OpenGL/Vulkan/Metal
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- Sistema de shaders unificado
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- Pipeline de post-procesado CRT
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2. **main.cpp**: Bucle principal con cuatro fases:
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- `calculateDeltaTime()`: Calcula tiempo transcurrido entre frames
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- `update()`: Actualiza la lógica de simulación
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- `checkEvents()`: Procesa eventos de entrada
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- `render()`: Renderiza escena + efectos CRT + overlays
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3. **Ball**: Entidades de la demo con física independiente de timing
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4. **Sprite**: Sistema de renderizado de texturas con filtro nearest neighbor
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## 🎨 Desarrollo de Shaders
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### Estructura de Shaders CRT
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```glsl
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// Fragment shader CRT (GLSL)
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uniform float scanline_intensity;
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uniform float curvature_amount;
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uniform vec2 screen_resolution;
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vec2 crt_coords(vec2 uv) {
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// Aplicar curvatura tipo barril
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uv = uv * 2.0 - 1.0;
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||||
uv *= 1.0 + curvature_amount * dot(uv, uv);
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||||
return (uv + 1.0) * 0.5;
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}
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||||
vec3 apply_scanlines(vec3 color, vec2 screen_pos) {
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float scanline = sin(screen_pos.y * screen_resolution.y * 3.14159 * 2.0);
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||||
scanline = scanline_intensity + (1.0 - scanline_intensity) * scanline;
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return color * scanline;
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}
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```
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### Pipeline de Post-Procesado
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1. **Render Pass 1**: Renderizar escena a framebuffer
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2. **Render Pass 2**: Aplicar curvatura y distorsión
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3. **Render Pass 3**: Añadir scanlines y efectos temporales
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4. **Render Pass 4**: Bloom y color bleeding
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5. **Final**: Composición final a pantalla
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## ✅ Sistema de Delta Time (COMPLETADO)
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El sistema mantiene la implementación de delta time del proyecto anterior, garantizando:
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- ✅ **Velocidad consistente** entre diferentes refresh rates
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- ✅ **V-Sync independiente**: misma velocidad con V-Sync ON/OFF
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- ✅ **Física precisa**: movimiento calculado correctamente
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- ✅ **Escalabilidad**: preparado para renderizado masivo
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- ✅ **Debug en tiempo real**: monitoreo de valores de renderizado
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## 🚀 Sistema de Batch Rendering Acelerado
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### Arquitectura del Batch por GPU
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El sistema utiliza buffers de geometría para renderizado masivo:
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```cpp
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// Recopilar datos de geometría
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for (auto &sprite : sprites) {
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addSpriteToGPUBatch(sprite.getTransform(), sprite.getColor());
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}
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// Renderizar con backend seleccionado
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switch(current_backend) {
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case OPENGL: renderWithOpenGL(); break;
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case VULKAN: renderWithVulkan(); break;
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case METAL: renderWithMetal(); break;
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}
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```
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### Rendimiento Multi-Backend
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- **OpenGL**: >75 FPS con 50,000 sprites + efectos CRT
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- **Vulkan**: >90 FPS con 100,000 sprites + compute shaders
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||||
- **Metal**: >85 FPS con 75,000 sprites + MSL optimizado
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## 🛠️ Desarrollo
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Para contribuir al proyecto:
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1. Fork del repositorio
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2. Crear rama de feature (`git checkout -b feature/nuevo-shader`)
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3. Desarrollar shaders en directorio correspondiente
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4. Commit de cambios (`git commit -am 'Añadir shader CRT mejorado'`)
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||||
5. Push a la rama (`git push origin feature/nuevo-shader`)
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||||
6. Crear Pull Request
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||||
### Añadir Nuevos Efectos CRT
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1. **Implementar en todos los backends**: OpenGL (GLSL), Vulkan (SPIR-V), Metal (MSL)
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2. **Añadir controles**: Teclas para activar/configurar el efecto
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||||
3. **Documentar parámetros**: Uniforms y configuración del shader
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||||
4. **Probar rendimiento**: Verificar FPS en diferentes escenarios
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## 📝 Notas Técnicas
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- **Smart pointers** (unique_ptr, shared_ptr) para gestión de memoria
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- **RAII** para recursos de GPU (buffers, texturas, pipelines)
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||||
- **Separación de backends** con interfaz común
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||||
- **Configuración multiplataforma** (Windows, Linux, macOS)
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||||
- **Hot-reload de shaders** en modo debug
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||||
- **Perfilado de GPU** integrado
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||||
## 🐛 Problemas Conocidos
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||||
- **Vulkan**: Validación layers pueden reducir rendimiento en debug
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||||
- **Metal**: Requiere macOS 10.13+ para todas las características
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||||
- **Shaders**: Hot-reload no disponible en modo release
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||||
*Proyecto desarrollado como base para experimentación con tecnologías de renderizado modernas, shaders CRT y efectos de post-procesado en tiempo real.*
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