fix: Karos und Linien in gleichmäßigen Abständen (Issue #10)

Karo, Linien und Punkte waren Dreiecke mit 0,15 mm breiten Linien –
schmaler als ein Bildschirmpixel. Je nach Lage auf dem Pixelraster
erschienen sie stärker, schwächer oder versetzt, die Abstände wirkten
unregelmäßig. Jetzt berechnet ein Fragment-Shader das Muster für jedes
Pixel aus der Seitenkoordinate: Linien und Punkte sind mindestens ein
Pixel breit, kantengeglättet und gleichmäßig; bei sehr kleinen Abständen
(weit herausgezoomt) blendet das Muster aus. Gemessen: Karo-Abstand
13,5 ± 0,04 Pixel bei gleicher Linienstärke.

Co-Authored-By: Claude Opus 5.5 <noreply@anthropic.com>
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@@ -77,3 +77,84 @@ fn vs_image(in: ImageVertexInput) -> ImageVertexOutput {
fn fs_image(in: ImageVertexOutput) -> @location(0) vec4<f32> {
return textureSample(image_texture, image_sampler, in.uv);
}
// Karo, Linien und Punkte: pro Pixel aus der Seitenkoordinate berechnet, damit die Abstände
// in jedem Zoom gleichmäßig bleiben. Linien und Punkte sind mindestens ein Pixel breit und
// kantengeglättet; werden die Abstände sehr klein, blendet das Muster aus statt zu flimmern.
struct PatternInput {
@location(0) position: vec2<f32>,
@location(1) color: vec4<f32>,
// Art (1 Karo, 2 Linien, 3 Punkte), Abstand, Linienstärke, Punktgröße
@location(2) params: vec4<f32>,
// Seitenbreite, Seitenhöhe, Rand oben/unten bei Linien
@location(3) bounds: vec4<f32>,
};
struct PatternOutput {
@builtin(position) clip_position: vec4<f32>,
@location(0) page: vec2<f32>,
@location(1) color: vec4<f32>,
@location(2) params: vec4<f32>,
@location(3) bounds: vec4<f32>,
};
@vertex
fn vs_pattern(in: PatternInput) -> PatternOutput {
var out: PatternOutput;
let ndc = in.position * camera.transform_scale + camera.transform_offset;
out.clip_position = vec4<f32>(ndc, 0.0, 1.0);
out.page = in.position;
out.color = in.color;
out.params = in.params;
out.bounds = in.bounds;
return out;
}
// Deckung einer Linie bei `line` für die Koordinate `c` (`upp`: Seiteneinheiten je Pixel).
fn line_coverage(c: f32, line: f32, half_width: f32, upp: f32) -> f32 {
let half_px = max(half_width / upp, 0.5);
let d = abs(c - line) / upp;
return clamp(half_px + 0.5 - d, 0.0, 1.0);
}
@fragment
fn fs_pattern(in: PatternOutput) -> @location(0) vec4<f32> {
let p = in.page;
let kind = in.params.x;
let spacing = in.params.y;
let upp = max(max(fwidth(p.x), fwidth(p.y)), 1e-4);
let size = in.bounds.xy;
// Unter 3 Pixel Abstand ausblenden (ganz herausgezoomt)
let fade = clamp((spacing / upp - 3.0) / 3.0, 0.0, 1.0);
var coverage = 0.0;
if (kind < 1.5) {
// Karo: senkrechte und waagerechte Linien bei k · Abstand, nicht am Blattrand
let k = round(p / spacing);
let line = k * spacing;
if (k.x >= 1.0 && line.x < size.x - 0.01) {
coverage = max(coverage, line_coverage(p.x, line.x, in.params.z * 0.5, upp));
}
if (k.y >= 1.0 && line.y < size.y - 0.01) {
coverage = max(coverage, line_coverage(p.y, line.y, in.params.z * 0.5, upp));
}
} else if (kind < 2.5) {
// Linien: waagerecht ab dem oberen Rand bis zum unteren Rand
let margin = in.bounds.z;
let k = round((p.y - margin) / spacing);
let line = margin + k * spacing;
if (k >= 0.0 && line <= size.y - margin + 0.01) {
coverage = line_coverage(p.y, line, in.params.z * 0.5, upp);
}
} else {
// Punkte: an den Kreuzungen des Karos
let k = round(p / spacing);
let point = k * spacing;
if (all(k >= vec2<f32>(1.0)) && point.x < size.x - 0.01 && point.y < size.y - 0.01) {
let radius_px = max(in.params.w * 0.5 / upp, 0.6);
let d = length(p - point) / upp;
coverage = clamp(radius_px + 0.5 - d, 0.0, 1.0);
}
}
return vec4<f32>(in.color.rgb, in.color.a * coverage * fade);
}