DirectX 12 3D游戏开发实战
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作者(美)弗兰克·D.卢娜(Frank D.Luna)
出版社人民邮电出版社
ISBN9787115479211
出版时间2019-01
装帧平装
开本16开
定价148元
货号1201806577
上书时间2024-11-14
商品详情
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作者简介
弗兰克·D.卢娜，毕业于加利福尼亚大学欧文分校，获得数学学士学位，具备着超过15年的DirectX交互式图形学编程经验，著有3本DirectX畅销书，曾从事3D医疗可视化、3D建筑设计软件以及游戏相关工作。
目录
部分必备的数学知识
章向量代数3
1.1向量3
1.1.1向量与坐标系4
1.1.2左手坐标系与右手坐标系5
1.1.3向量的基本运算6
1.2长度和单位向量8
1.3点积9
1.4叉积12
1.4.12D向量的伪叉积13
1.4.2通过叉积来进行正交化处理13
1.5点14
1.6利用DirectXMath库进行向量运算15
1.6.1向量类型16
1.6.2加载方法和存储方法17
1.6.3参数的传递18
1.6.4常向量20
1.6.5重载运算符21
1.6.6杂项21
1.6.7Setter函数21
1.6.8向量函数23
1.6.9浮点数误差26
1.7小结28
1.8练习29
第2章矩阵代数34
2.1矩阵的定义34
2.2矩阵乘法36
2.2.1定义36
2.2.2向量与矩阵的乘法37
2.2.3结合律37
2.3转置矩阵38
2.4单位矩阵38
2.5矩阵的行列式39
2.5.1余子阵40
2.5.2行列式的定义40
2.6伴随矩阵41
2.7逆矩阵42
2.8用DirectXMath库处理矩阵43
2.8.1矩阵类型44
2.8.2矩阵函数46
2.8.3DirectXMath矩阵示例程序47
2.9小结49
2.10练习49
第3章变换52
3.1线性变换52
3.1.1定义52
3.1.2矩阵表示法53
3.1.3缩放53
3.1.4旋转55
3.2仿射变换58
3.2.1齐次坐标58
3.2.2仿射变换的定义及其矩阵表示58
3.2.3平移59
3.2.4缩放和旋转的仿射矩阵61
3.2.5仿射变换矩阵的几何意义61
3.3变换的复合62
3.4坐标变换63
3.4.1向量的坐标变换64
3.4.2点的坐标变换65
3.4.3坐标变换的矩阵表示66
3.4.4坐标变换矩阵及其结合律66
3.4.5坐标变换矩阵及其逆矩阵67
3.5变换矩阵与坐标变换矩阵68
3.6DirectXMath库提供的变换函数69
3.7小结70
3.8练习71
第二部分Direct3D基础
第4章Direct3D的初始化77
4.1预备知识77
4.1.1Direct3D12概述77
4.1.2组件对象模型78
4.1.3纹理格式79
4.1.4交换链和页面翻转80
4.1.5深度缓冲81
4.1.6资源与描述符83
4.1.7多重采样技术的原理85
4.1.8利用Direct3D进行多重采样87
4.1.9功能级别88
4.1.10DirectX图形基础结构89
4.1.11功能支持的检测92
4.1.12资源驻留93
4.2CPU与GPU间的交互94
4.2.1命令队列和命令列表94
4.2.2CPU与GPU间的同步98
4.2.3资源转换100
4.2.4命令与多线程101
4.3初始化Direct3D102
4.3.1创建设备102
4.3.2创建围栏并获取描述符的大小104
4.3.3检测对4XMSAA质量级别的支持104
4.3.4创建命令队列和命令列表105
4.3.5描述并创建交换链105
4.3.6创建描述符堆107
4.3.7创建渲染目标视图108
4.3.8创建深度/模板缓冲区及其视图110
4.3.9设置视口114
4.3.10设置裁剪矩形115
4.4计时与动画116
4.4.1性能计时器116
4.4.2游戏计时器类117
4.4.3帧与帧之间的时间间隔118
4.4.4总时间120
4.5应用程序框架示例123
4.5.1D3DApp类123
4.5.2非框架方法126
4.5.3框架方法127
4.5.4帧的统计信息128
4.5.5消息处理函数130
4.5.6“初始化Direct3D演示”程序131
4.6调试Direct3D应用程序135
4.7小结137
第5章渲染流水线139
5.13D视觉即错觉？140
5.2模型的表示141
5.3计算机色彩基础142
5.3.1颜色运算143
5.3.2128位颜色143
5.3.332位颜色144
5.4渲染流水线概述145
5.5输入装配器阶段147
5.5.1顶点147
5.5.2图元拓扑147
5.5.3索引151
5.6顶点着色器阶段152
5.6.1局部空间和世界空间153
5.6.2观察空间156
5.6.3投影和齐次裁剪空间158
5.7曲面细分阶段164
5.8几何着色器阶段165
5.9裁剪165
5.10光栅化阶段167
5.10.1视口变换167
5.10.2背面剔除167
5.10.3顶点属性插值169
5.11像素着色器阶段170
5.12输出合并阶段170
5.13小结171
5.14练习171
第6章利用Direct3D绘制几何体175
6.1顶点与输入布局175
6.2顶点缓冲区178
6.3索引和索引缓冲区183
6.4顶点着色器示例187
6.5像素着色器示例192
6.6常量缓冲区195
6.6.1创建常量缓冲区195
6.6.2更新常量缓冲区198
6.6.3上传缓冲区辅助函数198
6.6.4常量缓冲区描述符201
6.6.5根签名和描述符表202
6.7编译着色器206
6.7.1离线编译208
6.7.2生成着色器汇编代码210
6.7.3利用VisualStudio离线编译着色器212
6.8光栅器状态213
6.9流水线状态对象214
6.10几何图形辅助结构体217
6.11立方体演示程序219
6.12小结229
6.13练习230
第7章利用Direct3D绘制几何体（续）235
7.1帧资源235
7.2渲染项238
7.3渲染过程中所用到的常量数据239
7.4不同形状的几何体242
7.4.1生成柱体网格244
7.4.2生成球体网格248
7.4.3生成几何球体网格249
7.5绘制多种几何体演示程序251
7.5.1顶点缓冲区和索引缓冲区252
7.5.2渲染项255
7.5.3帧内资源和常量缓冲区视图257
7.5.4绘制场景260
7.6细探根签名262
7.6.1根参数263
7.6.2描述符表264
7.6.3根描述符266
7.6.4根常量267
7.6.5更复杂的根签名示例269
7.6.6根参数的版本控制270
7.7陆地与波浪演示程序271
7.7.1生成栅格顶点273
7.7.2生成栅格索引274
7.7.3应用计算高度的函数275
7.7.4根常量缓冲区视图277
7.7.5动态顶点缓冲区279
7.8小结281
7.9练习282
第8章光照283
8.1光照与材质的交互283
8.2法向量285
8.2.1计算法向量286
8.2.2变换法向量288
8.3参与光照计算的一些关键向量289
8.4朗伯余弦定律290
8.5漫反射光照292
8.6环境光照292
8.7镜面光照293
8.7.1菲涅耳效应294
8.7.2表面粗糙度296
8.8光照模型的概述298
8.9材质的实现299
8.10平行光源304
8.11点光源304
8.12聚光灯光源306
8.13光照的具体实现306
8.13.1Light结构体307
8.13.2常用辅助函数308
8.13.3实现方向光源310
8.13.4实现点光源310
8.13.5实现聚光灯光源311
8.13.6多种光照的叠加312
8.13.7HLSL主文件313
8.14光照演示程序316
8.14.1顶点格式317
8.14.2计算法线317
8.14.3更新光照的方向319
8.14.4更新根签名320
8.15小结320
8.16练习321
第9章纹理贴图323
9.1纹理与资源的回顾324
9.2纹理坐标325
9.3纹理数据源328
9.3.1DDS格式概述328
9.3.2创建DDS文件329
9.4创建以及启用纹理330
9.4.1加载DDS文件330
9.4.2着色器资源视图堆331
9.4.3创建着色器资源视图描述符331
9.4.4将纹理绑定到流水线333
9.5过滤器335
9.5.1放大335
9.5.2缩小337
9.5.3各向异性过滤338
9.6寻址模式339
9.7采样器对象341
9.7.1创建采样器341
9.7.2静态采样器344
9.8在着色器中对纹理进行采样346
9.9板条箱演示程序347
9.9.1指定纹理坐标347
9.9.2创建纹理348
9.9.3设置纹理349
9.9.4更新HLSL部分代码349
9.10纹理变换352
9.11附有纹理的山川演示程序353
9.11.1生成栅格纹理坐标353
9.11.2铺设纹理355
9.11.3纹理动画355
9.12小结356
9.13练习356
0章混合359
10.1混合方程360
10.2混合运算360
10.3混合因子362
10.4混合状态363
10.5混合示例365
10.5.1禁止颜色的写操作365
10.5.2加法混合与减法混合366
10.5.3乘法混合366
10.5.4透明混合367
10.5.5混合与深度缓冲区368
10.6alpha通道368
10.7裁剪像素369
10.8雾371
10.9小结377
10.10练习377
1章模板379
11.1深度/模板缓冲区的格式及其资源数据的清理380
11.2模板测试381
11.3描述深度/模板状态382
11.3.1深度信息的相关设置382
11.3.2模板信息的相关设置383
11.3.3创建和绑定深度/模板状态384
11.4实现平面镜效果385
11.4.1镜像概述385
11.4.2定义镜像的深度/模板状态387
11.4.3绘制场景389
11.4.4绕序与镜像390
11.5实现平面阴影391
11.5.1平行光阴影391
11.5.2点光阴影393
11.5.3通用阴影矩阵394
11.5.4使用模板缓冲区防止双重混合394
11.5.5编写阴影部分的代码395
11.6小结396
11.7练习397
2章几何着色器402
12.1编写几何着色器402
12.2以公告牌技术实现森林效果408
12.2.1概述408
12.2.2顶点结构体410
12.2.3HLSL文件411
12.2.4SV_PrimitiveID语义416
12.3纹理数组417
12.3.1概述417
12.3.2对纹理数组进行采样417
12.3.3加载纹理数组418
12.3.4纹理子资源418
12.4alpha-to-coverage技术419
12.5小结421
12.6练习422
3章计算着色器425
13.1线程与线程组427
13.2一个简单的计算着色器428
13.3数据的输入与输出资源430
13.3.1纹理输入430
13.3.2纹理输出与无序访问视图430
13.3.3利用索引对纹理进行采样433
13.3.4结构化缓冲区资源435
13.3.5将计算着色器的执行结果复制到系统内存437
13.4线程标识的系统值441
13.5追加缓冲区与消费缓冲区442
13.6共享内存与线程同步443
13.7图像模糊演示程序445
13.7.1图像模糊理论445
13.7.2渲染到纹理技术448
13.7.3图像模糊的实现概述450
13.7.4计算着色器程序456
13.8拓展资料461
13.9小结461
13.10练习463
4章曲面细分阶段468
14.1曲面细分的图元类型469
14.2外壳着色器470
14.2.1常量外壳着色器470
14.2.2控制点外壳着色器473
14.3镶嵌器阶段474
14.3.1四边形面片的曲面细分示例475
14.3.2三角形面片的曲面细分示例475
14.4域着色器476
14.5对四边形进行镶嵌化处理477
14.6三次贝塞尔四边形面片481
14.6.1贝塞尔曲线482
14.6.2三次贝塞尔曲面484
14.6.3计算三次贝塞尔曲面的相关代码485
14.6.4定义面片的几何形状487
14.7小结489
14.8练习490
第三部分主题篇
5章构建人称视角的摄像机与动态索引493
15.1重温取景变换493
15.2摄像机类494
15.3摄像机类中的方法实现选讲496
15.3.1返回XMVECTOR类型变量的方法496
15.3.2SetLens方法497
15.3.3推导视锥体信息497
15.3.4与摄像机相关的变换操作498
15.3.5构建观察矩阵499
15.4摄像机演示程序的若干注解500
15.5动态索引502
15.6小结509
15.7练习509
6章实例化与视锥体剔除511
16.1硬件实例化511
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