Generative Shader｜程序化图像生成
Generative shader 通过 GPU 程序生成图像。fragment shader（片元着色器）通常为每个屏幕像素计算颜色，可以读取坐标、时间、纹理、声音或上一帧结果，组合成形状、光照和运动。
同一函数在不同分辨率、时间和镜头下可以生成不同图案。参数、尺度和边界的设置决定结果，程序化并不等于随机。
SDF 与射线步进
signed distance field（有符号距离场，SDF）为每个空间点提供到最近表面的距离，并用正负表示内外。球体、盒子和圆环可以用简单函数描述，再用最小值、最大值或平滑合并组合成复杂形体。与多边形模型相比，SDF 的边界天然连续，缩放和布尔运算很容易；代价是每个像素都要重复计算距离，复杂场景会迅速变慢。
程序从摄像机出发，查询当前位置的距离；如果距离是 0.5，就可以安全地沿光线前进约 0.5，因为最近表面不会在这段范围内出现。不断重复后，光线靠近表面，再用法线估计光照。法线、阴影、反射和环境采样决定最后的“材质感”；SDF 只提供形体边界。
噪声、反馈与时间
噪声（noise）常被用来破坏过于规则的表面，但不同噪声承担不同工作。低频噪声可以让地形缓慢起伏，高频噪声适合颗粒和细裂纹；分形布朗运动把多个尺度叠加，产生云、烟和岩石的连续变化。若每帧独立生成随机数，画面会闪烁；将噪声坐标随时间平滑移动，才会被读成流动。
反馈式 shader 会把上一帧写回纹理，再用它影响下一帧。反馈可用于涟漪、反应扩散、粒子和绘画痕迹。此时图像不只是时间参数的函数，还依赖过去发生过什么。程序视觉可以因此产生一种与 Glitch and Datamosh 不同的故障感：Glitch 是编码或信号被破坏，反馈 shader 是规则允许误差持续累积。
参数与性能
参数可对应可见变化：时间改变水面速度，阈值控制形体黏合，采样次数影响阴影细节。
在游戏中，shader 还必须服从性能与稳定性。屏幕空间效果依赖当前分辨率，SDF 场景受步数和最大距离限制，移动设备上的带宽和功耗又会改变可用预算。项目 brief 应把生成方式拆成形体函数、噪声尺度、颜色映射、光照、时间和性能目标。
与 PS1-era 3D 对照，早期实时三维的视觉特征来自硬件无法连续计算，shader 则可以把数学连续性作为主要材料；与 Watercolor Rendering 对照，水彩模拟要让扩散受纸张和湿度影响，生成式 shader 则把这些过程抽象成可重复的场函数。
屏幕空间处理与形体生成
一段 shader 既可以只改变颜色，也可以从零构造形体。屏幕空间 shader 常根据深度、法线或邻近像素处理已经渲染好的图像；SDF / ray marching 则把摄像机射线送进一个数学场，直接决定哪里出现表面。两者都被称为 shader，却对性能、可控性和艺术工作流有不同要求。
时间、噪声尺度、阈值、颜色曲线和采样次数可拆成独立控制项，便于观察与修改。
传统媒介模拟需要对应材料行为：纸张扩散涉及湿度和吸收方向，金属涉及反射与粗糙度，颗粒噪声可用于砂石。