企业官网建设流程全解析

• 桌面应用
• 图形学
• 3D渲染
• 图像处理

本文面向 Material Maker 用户与 Godot 开发者，围绕 Pattern 节点族中的Sine Wave节点展开，完整讲解其输入输出约定、amplitude/frequency/phase三个参数的作用范围与默认值，并结合节点模板文件中的 GLSL 表达式剖析其灰度波形生成的底层原理，帮助你精确控制波形形态，并理解.mmg节点模板的编写规范。

节点概览：一个零输入的灰度波形生成器

Sine Wave 节点属于 Material Maker 的 Pattern（图案）节点族。根据 nodes_pattern.rst 中的定义，Pattern 节点是典型的生成器节点（generator nodes）：它们不接受任何输入，直接生成一张或多张图像。Sine Wave 正是这一类节点的代表，其功能一句话即可概括——输出一张灰度正弦函数波形图。

在节点库中，它注册于Pattern/Sine Wave分组下，显示名为 "Sine Wave"，类型为sine_wave，其注册条目位于 base.json：

{ "display_name": "Sine Wave", "icon": "pattern_sine_wave", "name": "sine_wave", "parameters": { "amplitude": 0.5, "frequency": 2.0, "phase": 0.0 }, "tree_item": "Pattern/Sine Wave", "type": "sine_wave" }

从节点库把 Sine Wave 拖入画布时，它会以amplitude = 0.5、frequency = 2.0、phase = 0.0作为初始参数值。

上图为节点在编辑器中的实际形态：标题栏显示节点名 "Sine Wave"，主体面板中只有三个参数滑块（Amplitude、Frequency、Phase），没有输入端口，符合其"零输入生成器"的定位。

输入与输出约定

根据关联文档 node_pattern_sine_wave.rst 及节点模板定义：

• 输入（Inputs）：Sine Wave 节点不接受任何输入。它不依赖其他节点的数据，属于纯粹的图案源节点，可作为节点图中图案生成的起点。
• 输出（Outputs）：节点生成单个灰度输出纹理（grayscale output texture）。在 nodes_common.rst 中说明，灰度图像输出在节点图中以灰色端口表示，并且灰度、彩色与 RGBA 类型的输入/输出可以互相连接并自动完成转换——因此该节点的灰度输出可以直接接入其他节点的灰度、彩色甚至 RGBA 输入端口。

其输出效果如下图所示（node_sine_wave_samples.png）：

可以看到输出是一幅横贯图像的水平波形条纹图：波线所在位置呈现高亮（接近白色），偏离波线越远灰度越暗，形成类似示波器波形的灰度带。

三个参数详解：振幅、频率与相位

Sine Wave 节点的全部可调参数只有三个，均由节点模板 sine_wave.mmg 中的shader_model.parameters数组声明。下表汇总了官方声明（包含 longdesc 原始说明）中的取值范围与默认值：

结合源码定义逐项说明其实际效果：

amplitude（振幅）

在公式中，amplitude直接乘以正弦项（见下文公式），控制波峰与波谷偏离图像中心线的距离。振幅越大，波峰越高、波谷越低，图像中波形的摆动幅度越大；振幅为 0 时正弦项消失，输出退化为一条位于图像中线的恒定亮线。声明范围为0 ~ 1，步进0.01，默认0.5。

frequency（频率）

官方 longdesc 明确说明其语义是"生成图像中显示的振荡次数"（the number of oscillations shown in the generated image）。取值范围0 ~ 16、步进1、默认1。每增加 1，波形在图像宽度范围内多完成一个完整周期。这也是 Pattern 系列中通用的"重复次数"式频率语义。

phase（相位）

相位偏移，取值范围0 ~ 1、步进0.01、默认0。需要注意其取值单位：在着色器公式中相位会被乘以2π，因此phase 每增加 1 相当于在 x 方向平移一个完整周期（2π 弧度）。利用该参数可以让波形在水平方向上整体平移，或与其他节点/时间变量配合制作动画。

底层实现：模板文件中的 GLSL 输出表达式

Sine Wave 节点的图形化参数背后，实际是节点模板shader_model.outputs中一段完整的 GLSL 表达式。模板文件 sine_wave.mmg 中输出端口定义为：

{ "f": "1.0-abs(2.0*($uv.y-0.5)-$amplitude*sin(($frequency*$uv.x+$phase)*6.28318530718))", "longdesc": "Shows a grayscale image of a sine wave", "shortdesc": "Output", "type": "f" }

这段表达式是理解该节点行为的关键，逐项拆解如下：

1. 坐标映射：2.0*($uv.y-0.5)将 UV 坐标的 y 分量从[0, 1]线性映射到[-1, 1]，使图像中心线（y = 0.5）对应数值 0。
2. 波形构造：$amplitude*sin((...)*6.28318530718)是标准的正弦振荡。其中常量6.28318530718即2π（一个完整周期），这与 Godot/GLSL 中TAU = 2.0*PI的惯用定义一致（可参见 buffer_compute.tres 中的const float TAU = 2.0*PI;）。频率乘在$uv.x上控制周期数，相位做整体平移。
3. 灰度映射：对"映射后的 y 值"与"正弦值"之差取绝对值，再用 1 减去。其结果是：恰好落在波形线上的像素输出为 1（白色），偏离波形线越远输出越接近 0（黑色），从而把数学曲线渲染成肉眼可见的灰度波形带。

模板文件中还完整声明了三个参数的元数据（label、shortdesc、longdesc、min/max/step/default），并给出节点级别的描述：

• 节点 longdesc："Draws a grayscale sine wave pattern"
• 节点 shortdesc："Sine wave pattern"

从.mmg模板到实际渲染：参数如何被注入着色器

shader_model.outputs[].f中的$amplitude、$frequency、$phase是参数占位符。Material Maker 的引擎在渲染时会将其替换为实际数值（数值或 GLSL 表达式结果），再交给计算着色器执行，最终输出为灰度纹理。这一机制体现在引擎核心 gen_base.gd 中：

• get_parameter()优先读取节点实例保存的参数值，否则回退到模板声明的default；
• calculate_float_parameter()支持把参数值当作 GLSL 表达式求值（这正是 nodes_common.rst 中提到的"float 参数支持以$前缀引用其他参数/命名参数的表达式"功能），并支持$rnd()/$rndi()随机函数与$time动画变量。

渲染流程由render_output_to_texture()（gen_base.gd）驱动：生成着色器源码 → 交给MMComputeShader→ 渲染到指定尺寸的MMTexture。因此 Sine Wave 节点本质上是一条"零输入 → 单灰度输出"的计算着色器链路。

由于该节点属于零输入的生成器，接入方式非常自由：它的灰度输出可以直接驱动各类纹理节点的输入端口，例如与色带（Colorize）节点结合把波形映射为彩色条纹、与位移/法线相关节点结合生成起伏表面，或与数学运算节点组合调制出更复杂的图案。需要更多波形形态时，Pattern 节点族中的通用 Pattern 节点还提供了 Sine、Triangle、Square、Sawtooth 等多种波形以及 XY 组合函数（见 node_pattern_generic.rst），可与 Sine Wave 节点互为补充。

小结

• Sine Wave 是 Material Maker 中最简单直接的波形图案生成器：无输入、单灰度输出，仅靠amplitude（振幅）、frequency（频率/振荡次数）、phase（相位/周期平移）三个参数即可精确控制波形。
• 其输出由模板 sine_wave.mmg 中的 GLSL 表达式1.0-abs(2.0*($uv.y-0.5)-$amplitude*sin(($frequency*$uv.x+$phase)*6.28318530718))决定，灰度值表示"像素与波线的距离"。
• 节点注册于 base.json 的Pattern/Sine Wave分组，参数表达式机制与渲染链路由 gen_base.gd 等引擎源码支撑，可作为自定义 Pattern 类节点的编写参考。

• 桌面应用
• 图形学
• 3D渲染
• 图像处理