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作者[美]帕特里克·科齐
出版社清华大学
ISBN9787302552253
出版时间2020-05
装帧平装
开本32开
定价199元
货号L9787302552253
上书时间2024-02-17
商品详情
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第1篇 发 现
第1章 基于着色器的OpenGL计算机图形学课程 3
1.1 简介 3
1.2 基础课程 4
1.3 简单的OpenGL示例 4
1.4 从可编程管线开始 7
1.5 新的简单示例 8
1.5.1 OpenGL ES和WebGL 11
1.5.2 第一项作业 11
1.6 课程的其余部分 11
1.6.1 几何 12
1.6.2 变换和视图 12
1.6.3 照明和着色 13
1.6.4 纹理和离散处理 14
1.6.5 高级主题 14
1.6.6 问题 15
1.7 小结 16
致谢 17
参考文献 17
第2章 过渡到新OpenGL版本 19
2.1 概述 19
2.2 命名着色器变量：简介 19
2.3 命名着色器变量：详细信息 20
2.4 索引顶点缓冲区对象C++类 22
2.4.1 使用注意事项 22
2.4.2 示例代码 23
2.4.3 实现说明 25
2.5 GLSLProgram C++类 26
2.5.1 使用注意事项 26
2.5.2 示例代码 27
2.5.3 实现说明 28
2.6 小结 28
参考文献 29
第3章 适用于OpenGL开发人员的WebGL 31
3.1 简介 31
3.2 WebGL的优势 31
3.2.1 零要求 32
3.2.2 跨平台 32
3.2.3 跨设备 32
3.2.4 易开发 34
3.2.5 强大的工具支持 35
3.2.6 性能 36
3.3 安全性 38
3.3.1 跨源请求 39
3.3.2 上下文丢失 41
3.4 部署着色器 41
3.5 关于JavaScript语言 42
3.5.1 JavaScript类型 43
3.5.2 动态类型 45
3.5.3 函数范围 45
3.5.4 函数编程 46
3.5.5 原型对象 47
3.5.6 this关键字 48
3.5.7 代码组织 50
3.5.8 常见错误 51
3.6 资源 51
参考文献 52
第4章 将移动应用程序移植到WebGL 53
4.1 简介 53
4.2 跨平台的OpenGL 53
4.3 入门 54
4.3.1 初始化OpenGL ES上下文 54
4.3.2 加载着色器 55
4.3.3 绘制顶点 56
4.4 加载纹理 57
4.4.1 分配纹理 57
4.4.2 处理异步加载 59
4.5 相机和矩阵 60
4.5.1 对比float和Float32Array 60
4.5.2 将矩阵传递给着色器 60
4.6 控制 61
4.6.1 触摸事件 61
4.6.2 在相机和碰撞中使用触摸事件 62
4.7 其他考虑因素 63
4.7.1 动画 63
4.7.2 继承 63
4.8 维护 64
4.8.1 调试 64
4.8.2 性能分析 65
4.8.3 性能和采用 65
4.9 小结 66
参考文献 67
第5章 GLSL着色器接口 69
5.1 简介 69
5.2 变量和块 69
5.2.1 用户定义的变量和块 69
5.2.2 内置变量和块 71
5.3 位置 72
5.3.1 定义 72
5.3.2 计算位置 73
5.3.3 位置限制 74
5.4 匹配接口 76
5.4.1 部分和完全匹配 76
5.4.2 类型匹配 78
5.4.3 按名称和位置匹配 80
5.4.4 按块匹配 81
5.4.5 按结构匹配 83
5.4.6 链接和单独的程序 86
5.5 使用语义 87
5.5.1 编译器生成的变化的位置和显式位置 87
5.5.2 顶点数组属性和顶点着色器输入 87
5.5.3 片段着色器输出和帧缓冲区颜色附加数据 89
5.5.4 变化的输出和变化的输入 90
5.5.5 统一格式缓冲区和统一格式块 91
5.6 仅适用于调试的应用程序端验证 92
5.6.1 顶点输入验证 93
5.6.2 变化的接口验证 93
5.6.3 片段输出验证 93
5.6.4 变量验证 94
5.6.5 统一格式块验证 94
5.7 小结 95
致谢 96
参考文献 96
第6章 曲面细分着色器简介 97
6.1 简介 97
6.1.1 细分表面 97
6.1.2 平滑多边形数据 98
6.1.3 GPU计算 98
6.1.4 曲线、头发和草地 98
6.1.5 其他用途 99
6.2 新的着色管道 99
6.2.1 图块的生命 101
6.2.2 线程模型 102
6.2.3 输入和输出 103
6.2.4 曲面细分控制着色器 104
6.2.5 曲面细分评估着色器 107
6.2.6 使用quads生成图元 108
6.2.7 使用triangles生成图元 109
6.3 对茶壶进行曲面细分 110
6.4 等值线和螺旋 113
6.5 结合其他OpenGL功能 114
参考文献 115
第7章 GLSL中的程序纹理 117
7.1 简介 117
7.2 简单函数 118
7.3 抗锯齿 120
7.4 Perlin噪声 121
7.5 Worley噪声 124
7.6 动画 127
7.7 纹理图像 127
7.8 性能 130
7.9 小结 131
参考文献 131
第8章 基于OpenGL和OpenGL ES的OpenGL SC仿真 133
8.1 简介 133
8.2 OpenGL SC实现 134
8.3 设计和实现 138
8.3.1 总体管线 138
8.3.2 纹理管线 140
8.4 结果 142
8.5 小结 143
参考文献 144
第9章 混合图形和使用多个GPU进行计算 147
9.1 简介 147
9.2 API级别的图形和计算互操作性 147
9.2.1 互操作性准备 147
9.2.2 OpenGL对象交互 149
9.3 系统级的图形和计算互操作性 151
9.4 小结 155
参考文献 156
第2篇 渲 染 技 术
第10章 GPU曲面细分：地形LOD讨论 159
10.1 简介 159
10.2 使用OpenGL GPU曲面细分渲染地形 159
10.3 动态LOD的简单方法 163
10.4 粗糙度和细节 166
10.5 渲染测试 168
10.5.1 测试设置 168
10.5.2 评估LOD解决方案的质量 169
10.5.3 性能 172
10.6 小结 176
参考文献 177
第11章 使用基于着色器的抗锯齿体积线 179
11.1 简介 179
11.2 后处理抗锯齿 180
11.3 抗锯齿体积线 180
11.3.1 使用顶点着色器进行几何体挤出 181
11.3.2 使用几何着色器进行几何体挤出 183
11.4 性能 185
11.5 小结 186
参考文献 186
第12章 通过距离场渲染2D形状 189
12.1 简介 189
12.2 方法概述 190
12.3 更好的距离场算法 191
12.4 距离纹理 192
12.5 硬件加速距离变换 192
12.6 片段渲染 193
12.7 特效 195
12.8 性能 195
12.9 缺点 196
12.10 小结 197
参考文献 197
第13章 WebGL中的高效文本渲染 199
13.1 简介 199
13.2 基于画布的字体渲染 199
13.2.1 HTML5 Canvas 199
13.2.2 概念 200
13.2.3 实现 200
13.3 位图字体渲染 202
13.3.1 概念 202
13.3.2 创建位图字体 204
13.3.3 实现 204
13.4 对比 206
13.4.1 性能 207
13.4.2 内存使用情况 209
13.4.3 开发难度 210
13.5 小结 210
参考文献 211
第14章 分层纹理渲染管线 213
14.1 简介 213
14.1.1 术语 214
14.1.2 在Blender软件中的纹理 214
14.2 分层管线 215
14.2.1 关于G缓冲区创建 215
14.2.2 层解决方案 216
14.2.3 统一的视差偏移 218
14.2.4 照明 219
14.3 实现和结果 219
14.3.1 实现 219
14.3.2 结果 220
14.4 小结 221
参考文献 221
第15章 景深与模糊渲染 223
15.1 简介 223
15.2 景深现象 224
15.3 相关工作 227
15.4 算法 227
15.4.1 概述 227
15.4.2 模糊圈的计算 228
15.4.3 散景检测 229
15.4.4 基于模糊的景深 232
15.4.5 散景渲染 232
15.5 结果 234
15.6 讨论 235
15.7 小结 236
参考文献 236
第16章 阴影代理 239
16.1 简介 239
16.2 对阴影代理的剖析 241
16.3 设置管线 242
16.4 启用ShadowProxy的片段着色器 244
16.5 调整阴影体积 246
16.6 性能 246
16.7 小结 248
参考文献 248
第3篇 混 合 管 线
第17章 使用变换反馈的基于物理学的实时变形 251
17.1 简介 251
17.2 硬件支持和变换反馈的演变 252
17.3 变换反馈的机制 253
17.4 数学模型 254
17.5 实现 258
17.5.1 使用Verlet积分顶点着色器 258
17.5.2 注册属性以变换反馈 260
17.5.3 数组缓冲区和缓冲区对象设置 261
17.5.4 数据的动态修改 263
17.6 实验结果和比较 264
17.7 小结 265
参考文献 265
第18章 GPU上的分层深度剔除和包围盒管理 267
18.1 简介 267
18.2 管线 268
18.2.1 早期深度通道 270
18.2.2 深度LOD构造 271
18.2.3 包围盒更新 272
18.2.4 分层深度剔除 274
18.2.5 包围盒调试绘图 275
18.3 操作顺序 276
18.4 实验结果 277
18.5 小结 279
参考文献 279
第19章 使用分层渲染的大量阴影 281
19.1 简介 281
19.2 在OpenGL中的传统阴影贴图渲染技术 282
19.3 阴影贴图生成算法 285
19.4 性能 287
19.4.1 使用复杂顶点着色器的性能 291
19.4.2 视锥体剔除优化 293
19.4.3 背面剔除优化 296
19.5 高级技术 298
19.6 局限性 299
19.7 小结 300
参考文献 301
第20章 高效的分层片段缓冲区技术 303
20.1 简介 303
20.2 相关工作 304
20.3 链表LFB 306
20.4 线性化LFB 307
20.5 性能结果 310
20.6 小结 314
参考文献 315
第21章 可编程顶点拉动 317
21.1 简介 317
21.2 实现 317
21.3 性能 320
21.4 应用 322
21.5 局限性 323
21.6 小结 324
参考文献 324
第22章 使用GPU硬件光栅化器进行基于八叉树的稀疏体素化 327
22.1 简介 327
22.2 以前的工作成果 328
22.3 关于GLSL中的无限制内存访问 329
22.4 简单的体素化管线 330
22.4.1 保守光栅化 332
22.4.2 组合体素片段 333
22.4.3 结果 335
22.5 稀疏体素化为八叉树 336
22.5.1 八叉树结构 337
22.5.2 稀疏体素化概述 337
22.5.3 使用原子计数器进行体素-片段列表构建 338
22.5.4 节点细分 339
22.5.5 写入和Mipmap值 340
22.5.6 使用间接绘图实现无同步内核启动 340
22.5.7 结果与讨论 341
22.6 小结 342
致谢 342
参考文献 342
第4篇 性 能
第23章 基于图块架构的性能调优 347
23.1 简介 347
23.2 背景 348
23.3 清除和丢弃帧缓冲区 351
23.4 增量帧更新 352
23.5 冲洗 353
23.6 延迟 354
23.7 隐藏表面消除 356
23.8 混合 357
23.9 多重采样 357
23.10 性能分析 358
23.11 小结 359
参考文献 359
第24章 探索移动与桌面OpenGL性能 361
24.1 简介 361
24.2 重要的差异和约束 361
24.2.1 尺寸差异 361
24.2.2 渲染架构差异 362
24.2.3 内存架构差异 363
24.3 减少内存带宽 364
24.3.1 相对显示尺寸 365
24.3.2 帧缓冲区带宽 365
24.3.3 抗锯齿 366
24.3.4 纹理带宽 367
24.3.5 纹理过滤和带宽 368
24.4 减少片段工作负载 368
24.4.1 过度绘制和混合 368
24.4.2 全屏效果 370
24.4.3 屏幕外通道 371
24.4.4 修剪片段工作 372
24.5 顶点着色 372
24.6 小结 373
参考文献 374
第25章 通过减少对驱动程序的调用来提高性能 377
25.1 简介 377
25.2 高效的OpenGL状态使用 377
25.2.1 检测冗余状态修改 378
25.2.2 有效状态修改的一般方法 378
25.3 批处理和实例化 381
25.3.1 批处理 381
25.3.2 关于OpenGL实例化 383
25.4 小结 386
致谢 386
参考文献 387
第26章 索引多个顶点数组 389
26.1 简介 389
26.2 问题 389
26.3 算法 392
26.4 顶点比较方法 393
26.4.1 关于If/Then/Else版本 393
26.4.2 关于memcmp()版本 394
26.4.3 哈希函数 394
26.5 性能 395
26.6 小结 397
参考文献 397
第27章 NVIDIA Quadro上的多GPU渲染 399
27.1 简介 399
27.2 以前的扩展方法 400
27.3 指定特定GPU进行渲染 401
27.4 优化GPU之间的数据传输 406
27.5 多GPU的应用结构 407
27.6 并行渲染方法 410
27.6.1 先排序图像分解 410
27.6.2 后排序数据分解 411
27.6.3 立体渲染 412
27.6.4 服务器端渲染 412
27.7 小结 413
参考文献 413
第5篇 传 输
第28章 异步缓冲区传输 417
28.1 简介 417
28.2 缓冲区对象 418
28.2.1 内存传输 418
28.2.2 使用提示 421
28.2.3 隐式同步 422
28.2.4 同步原语 423
28.3 上传 424
28.3.1 轮询（多个缓冲区对象） 424
28.3.2 缓冲区重新指定（孤立） 425
28.3.3 非同步缓冲区 427
28.3.4 关于AMD_pinned_memory扩展 429
28.4 下载 429
28.5 复制 432
28.6 多线程和共享上下文 432
28.6.1 多线程OpenGL简介 433
28.6.2 同步问题 434
28.6.3 内部同步导致的性能损失 434
28.6.4 关于共享上下文的总结 435
28.7 使用方案 436
28.7.1 方法1：单线程 436
28.7.2 方法2：两个线程和一个OpenGL上下文 437
28.7.3 方法3：两个线程和两个OpenGL共享上下文 439
28.7.4 性能比较 439
28.8 小结 441
参考文献 442
第29章 费米异步纹理传输 443
29.1 简介 443
29.2 关于OpenGL命令缓冲区执行 445
29.3 当前纹理传输方法 446
29.3.1 同步纹理传输 447
29.3.2 CPU异步纹理传输 448
29.4 GPU异步纹理传输 450
29.5 实现细节 452
29.5.1 多个OpenGL上下文 452
29.5.2 同步 453
29.5.3 复制引擎注意事项 455
29.6 结果与分析 455
29.7 小结 460
参考文献 460
第30章 WebGL模型：端到端 461
30.1 简介 461
30.2 关于3D模型的生命周期 462
30.2.1 第1阶段：管线 462
30.2.2 第2阶段：服务 463
30.2.3 第3阶段：加载 465
30.2.4 第4阶段：渲染 468
30.3 整体一致性 472
30.3.1 Delta编码 473
30.3.2 Delta编码分析 474
30.3.3 ZigZag编码 475
30.3.4 Delta+ZigZag编码分析 476
30.3.5 压缩管线 477
30.4 主要改进 478
30.4.1 交错和转置的对比 478
30.4.2 高水位线预测 479
30.4.3 性能 482
30.4.4 未来的工作 482
30.5 小结 483
致谢 483
参考文献 484
第31章 使用实时纹理压缩进行游戏内视频捕捉 485
31.1 简介 485
31.2 DXT压缩概述 485
31.3 DXT压缩算法 486
31.4 转换为YUV格式颜色空间 488
31.5 比较 490
31.6 对程序内容和视频捕捉使用实时DXT压缩 492
31.6.1 使用YUYV-DXT压缩的视频捕捉 492
31.6.2 带宽因素 493
31.6.3 视频流的格式 493
31.6.4 从GPU下载视频帧 495
31.7 小结 495
参考文献 496
第32章 OpenGL友好几何文件格式及其Maya导出器 497
32.1 简介 497
32.2 背景知识 497
32.2.1 目标和特性 497
32.2.2 现有格式 499
32.3 关于Drone格式 499
32.3.1 二进制布局 499
32.3.2 Drone API 501
32.3.3 场景API 503
32.4 编写Maya文件转换器 504
32.4.1 Maya SDK基础知识 504
32.4.2 编写转
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