前言

在做音游或科技感动画时常会遇到“节奏大师”“别踩白块”这类方块沿指定方向下落的需求。虽然直接根据谱子渲染很容易，但碰到以下几个痛点：

• 痛点一：如何在不预先准备网格数据的情况下实现持续、随机的下落动画？
• 痛点二：如果把效果贴在圆柱体侧面如何保证横向无缝且方块错落有致？
• 痛点三：多轨道之间的随机独立性与长短不一的视觉表现该怎么实现？

至于第一步先。思维转换 —— 从连续噪声到离散网格

云雾状流动适合使用 Perlin / Simplex 噪声，而方块需要离散网格。其实，在 Shader 中划分网格的两把钥匙是：

• floor —— 获取当前格子 ID。
• fract —— 获取格子内部局部坐标。

我们先将 UV 空间放大，再切分：

float cols = 4.0;不过，// 横向列数
float rows = 10.0;// 纵向行数
vec2 gridUv = vec2;vec2 id = floor;// 格子身份证号
vec2 gv = fract;// 格子内部局部坐标

说到接下来，让方块动起来

只需在纵向坐标上加入时间偏移 uTime 就可以下落：

float speed = 1.5;老实说，// 下落速度
float vMove = uv.y * rows + iTime * speed;vec2 gridUv = vec2;id = floor，gv = fract;

：攻克圆柱接缝

圆柱展开后U=0 与 U=1 会拼合。如果直接取整，会导致两端 ID 不匹配，出现裂纹。不过，

方法：对列 ID 取余数。使首尾循环，

id.x = mod;// 循环列索引，实现无缝

第四步这方面，多轨道独立判定

If you generate random numbers only by row index。every column will share same pattern—like a single‑note line. To achieve chord‑like simultaneity we need per‑track randomness.

// 简单伪随机函数
float hash21{
p = fract);说起来，p += dot;不过，return fract;}
// 行号 + 列号组合生成随机值
float rand = hash21);说起来，float density = 0.4;// 方块出现概率
float isBlack = step;// 大于阈值则为黑块

痛点二再现这方面，多列同步导致“墙”式下落？解决方法——相位偏移

第五步的观点是，打破对齐，错落有致

The previous step makes all tracks start from same baseline。creating an unnatural wall of blocks. Adding a per‑track phase offset randomizes vertical origin.

// 为每条轨道生成固定随机相位
float trackPhase = hash21);// 将相位加入纵向计算
float stepUv = uv.y / stepSize + iTime * speed + trackPhase;说起来，float stepId = floor;float stepFrac = fract;

这样。不同轨道的网格起点被错开，下落自然参差不齐。

再看第六步，长短不一与留白边框

The goal is to transform square blocks into varied‑length strips while keeping a clean border.

1. 控制粗细：使用 stepSize 而非整体行数；值越小条越细长，
2. 长短不一：利用局部坐标 gv.y) 与随机比例决定是否绘制。说起来，
3. 留白边框：`gv.x` 与 `gv.y` 接近边缘时置空。形成间隙，

// 长短比例 随机生成
float lengthRatio = 0.3 + 0.5 * hash21);float lengthMask = step;// 超过比例则遮罩
// 边框留白
float borderX = step * step;
float borderY = step * step;float mask = borderX * borderY;

痛点三再现的观点是，方块大小统一、缺少呼吸感？以上两行代码即解决了尺寸多样化与视觉呼吸感。

完整代码示例

// -------------------
// 简单伪随机函数
// -------------------
float hash21{
p = fract);p += dot，return fract;}
void mainImage{
// 基础 UV
vec2 uv = fragCoord / iResolution.xy;// ================= 参数 =================
float cols = 5.0;// 列数
float stepSize = 0.12;// 每格高度，越小越细长
float speed = 1.8;// 下落速度
float density = 0.38;// 方块出现概率
// ================= 横向划分 =================
float trackUv = uv.x * cols;float trackId = floor;trackId = mod;// ★关键★ 无缝循环
float trackFrac= fract;// ================= 垂直移动 + 相位偏移 =================
float trackPhase= hash21);float stepUv = uv.y / stepSize + iTime * speed + trackPhase;float stepId = floor;float stepFrac = fract;// ================= 随机判定 & 密度控制 =================
float rand = hash21);float isBlack = step;// true → 黑块
// ================= 长短不一 =================
float lengthRatio= 0.25 + 0.55*hash21);float lengthMask= step;// ================= 边框留白 =================
vec2 gv = fract);// 局部坐标
float borderX = step * step;float borderY =
step *
step;老实说，/* 注意这里保留一点底部空隙 */
float mask =
isBlack *
lengthMask *
borderX *
borderY;// ================= 最终颜色合成 =================
vec3 white = vec3;vec3 black =
mix,vec3,mask);// 根据 mask 渲染黑块
}
fragColor =
vec4,1.);}

使用说明

• - 调整 #cols#、#stepSize#、#speed#、#density# 即可快速适配不同游戏/场景需求。怎么说呢，
• - 若要在真实模型上使用。只需把 UV 坐标换成模型的展开 UV，即可保持无缝效果。
• - 想要更丰富的视觉变化。可在相位生成时加入噪声或时间抖动，实现“跳动”式节奏感。

& 常见问题解答

Pain Point Recap:

• #1 – 动态随机下落而无需预设谱子： 通过时间驱动和伪随机函数就可以无限循环的动画。
• #2 – 圆柱侧面无缝拼接： mod 配合列 ID 循环是关键，同时保留细微边框避免浮点误差显现。
• #3 – 多轨道独立、错落有致且长短不一： 为每条轨道添加固定相位偏移并结合局部坐标进行长度遮罩，即可得到自然且富有变化的视效。老实说，

If you still see occasional seams on high‑resolution displays。increase border margin or enable MSAA in your rendering pipeline.

The presented pipeline transforms a seemingly simple “black‑block falling” mechanic into a versatile shader that works on flat planes **and** cylindrical surfaces without seams—exactly what developers and artists struggle with when moving from prototyping to production.