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 | 作者：（美）費爾南多 編，姚勇，王小琴 譯 出版社：人民郵電出版社 出版日期： ISBN：7115141762 字數：800000 印次：1 版次：1 紙張：膠版紙 |
內容提要
本書由引領全球計算機圖形芯片技術發展的NVIDIA公司組稿，彙集當今國際上前沿開發者們經多年研究和實踐得出的實用的實時圖形技術成果。本書主要基于當今圖形處理器(GPU)的可編程圖形管線，除了講述創建高級視覺效果的基礎知識和性能優化技術外，還著重介紹了前沿開發者們總結出來的快速技巧。全書由42篇文章組成，根據主題不同分爲6個部分，包括自然效果、光照和陰影、材質、圖像處理、性能及實踐、超越三角形。
本書適合于實時渲染相關行業的技術人員閱讀，也適合作爲相關科研院所的學習研究參考資料。
編輯推薦
本書彙集了當今國際上前沿開發者們經多年研究和實踐得出的實用的實時圖形技術成果。本書主要基于當今圖形處理器（GPU）的可編程圖形管線，除了講述用于創建高級視覺效果的基礎知識和性能優化技術外，還著重介紹了前沿開發者們總結出來的快速技巧。本書全體撰稿者和編輯人員將他們多年的經驗通過這本書貢獻給讀者，期待能夠啓發並幫助大家進入神奇的可編程實時圖形世界。
本書就是一個高級圖形技巧工具箱。無論是編程新手還是圖形大師，都會在其中找到實用、有益的、令人難以釋手的“瑰寶”。
--Tim Sweeney,Epic Games公司Unreal系列的主力開發人員
www.PearsonEd.com
目錄
第1部分 自然效果
簡介 2
第1章 用物理模型進行高效的水模擬 4
1.1 目標和範圍 4
1.2 正弦近似值的加和 5
1.2.2 法線和切線 6
1.2.3 幾何波 8
1.2.4 紋理波 11
1.3 編輯 13
1.3.1 深度的使用 13
1.3.2 重載 14
1.3.3 邊長的過濾 15
1.3.4 紋理坐標 15
1.4 運行時的處理 16
1.4.1 凹凸環境映射參數 16
1.4.2 頂點和像素的處理 18
1.5 小結 19
1.6 參考文獻 19
第2章 水刻蝕的渲染 21
2.1 引言 21
2.2 刻蝕的計算 22
2.3 方法 24
2.4 使用OpenGL實現 25
2.5 使用高級著色語言實現 25
2.6 小結 30
2.7 參考文獻 30
第3章 Dawn演示中的皮膚 31
3.1 引言 31
3.2 皮膚著色 32
3.3 場景的照明 32
3.3.1 高動態範圍的環境 32
3.3.2 遮擋 34
3.4 皮膚如何對光進行響應 35
3.5 實現 36
3.5.1 頂點Shader 36
3.5.2 像素Shader 41
3.6 小結 43
3.7 參考文獻 43
第4章 Dawn演示中的動畫 44
4.1 簡介 44
4.2 網格的動畫 45
4.3 變形網格對象 45
4.3.1 高級語言中的變形網格對象 45
4.3.2 變形網格對象的實現 47
4.4 蒙皮 48
4.5 小結 50
4.6 參考文獻 50
第5章 改良的Perlin噪聲的實現 51
5.1 噪聲函數 51
5.2 最初的實現 52
5.3 最初實現的缺點 52
5.4 對噪聲函數的改進 54
5.5 如何在像素shader中産生好的假噪聲 56
5.6 不考慮相鄰頂點制作凹凸貼圖 57
5.7 小結 58
5.8 參考文獻 58
第6章 Vulcan演示中的火 59
6.1 創建逼真的火焰 59
6.2 動畫精靈的實現 61
6.2.1 火焰和煙的動畫 61
6.2.2 使火焰增加多樣性 62
6.2.3 動畫的存儲 63
6.2.4 火焰和煙的混合 64
6.3 粒子運動 65
6.4 性能 65
6.4.1 層次合成 65
6.4.2 定制的精靈 67
6.5 渲染後的效果 67
6.5.1 輝光 68
6.5.2 熱微光 68
6.5.3 顆粒 70
6.5.4 最終的程序 71
6.6 小結 72
第7章 無數波動草葉的渲染 73
7.1 引言 73
7.2 概述 73
7.3 草體的准備 74
7.3.1 草的紋理 74
7.3.2 草體 74
7.4 動畫 76
7.4.1 一般思路 76
7.4.2 每叢草體的動畫 77
7.4.3 每個頂點的動畫 79
7.4.4 每個草體的動畫 80
7.5 小結 82
7.6 參考文獻 82
第8章 衍射的模擬 84
8.1 什麽是衍射 84
8.1.1 波動光學 84
8.1.2 衍射的物理學 85
8.2 實現 86
8.3 結果 89
8.4 小結 90
8.5 參考文獻 90
第2部分 光照和陰影
簡介 92
第9章 有效的陰影體渲染 94
9.1 引言 94
9.2 程序結構 96
9.2.1 多遍渲染 96
9.2.2 頂點緩沖器結構 99
9.2.3 在無限遠處工作 99
9.3 詳細的討論 101
9.3.1 數學 101
9.3.2 代碼 103
9.3.3 markShadows方法 103
9.3.4 findBackfaces方法 104
9.3.5 亮罩和暗罩 105
9.3.6 側面 106
9.4 調試 107
9.5 幾何優化 108
9.5.1 方向光 108
9.5.2 點光源和聚光燈 108
9.5.3 剔除陰影體 109
9.5.4 除罩操作 109
9.6 填充率的優化 110
9.6.1 有限的體積 110
9.6.2 XY裁剪 111
9.6.3 Z-邊界 111
9.7 將來的陰影 112
9.8 參考文獻 113
第10章 電影級的光照 114
10.1 引言 114
10.2 直射光照明模型 115
10.2.1 選擇 116
10.2.2 顔色 116
10.2.3 造型 116
10.2.4 陰影 117
10.2.5 紋理 118
10.2.6 結果 118
10.3 泛光Shader 119
10.4 性能分析 124
10.4.1 速度 124
10.4.2 開銷 124
10.4.3 優化 124
10.5 小結 124
10.6 參考文獻 125
第11章 陰影貼圖反走樣 126
11.1 引言 126
11.2 靠近的百分比過濾 126
11.3 平滑濾波的實現 127
11.4 較少地取樣 128
11.5 工作原理 129
11.6 小結 131
11.7 參考文獻 131
第12章 全方位的陰影映射 132
12.1 引言 132
12.1.1 模板陰影 133
12.1.2 陰影映射 133
12.2 陰影映射的算法 133
12.2.1 條件 133
12.2.2 算法 134
12.2.3 紋理格式 135
12.2.4 陰影貼圖的尺寸 135
12.2.5 幾何體的數值範圍 135
12.3 實現 135
12.3.1 系統需求 135
12.3.2 資源創建 136
12.3.3 渲染階段1：渲染到陰影貼圖 136
12.3.4 渲染階段2：基本渲染 137
12.3.5 光照計算 137
12.3.6 陰影的計算 137
12.3.7 技巧和竅門 138
12.3.8 最終的著色遍(Lighting×Shadow) 138
12.4 添加模糊的陰影 138
12.5 小結 139
12.6 參考文獻 139
第13章 使用遮擋區間映射産生模糊的陰影 140
13.1 加油站 140
13.2 算法 141
13.3 創建映射 142
13.4 渲染 143
13.5 局限性 144
13.6 小結 145
13.7 參考文獻 146
第14章 透視陰影貼圖 147
14.1 引言 147
14.2 PSM算法的問題 148
14.2.1 虛擬攝像機 148
14.2.2 光源攝像機 152
14.2.3 偏置 157
14.3 獲得更好陰影映射的技巧 160
14.3.1 過濾器 160
14.3.2 模糊 161
14.4 結果 164
14.5 參考文獻 165
第15章 逐像素光照的可見性管理 166
15.1 GPU書中的可見性 166
15.2 批和逐像素光照 166
15.2.1 逐像素光照的例子 166
15.2.2 究竟需要多少批 167
15.3 作爲集合的可見性 168
15.3.1 可見集合 168
15.3.2 光源集合 168
15.3.3 照明集合 168
15.3.4 陰影集合 168
15.4 各集合的生成 169
15.4.1 可見集合的生成 169
15.4.2 光源集合的生成 169
15.4.3 照明集合的生成 169
15.4.4 陰影集合的生成 170
15.5 可見性改善填充率 172
15.6 實際的應用 173
15.7 小結 173
15.8 參考文獻 173
第3部分 材質
簡介 176
第16章 次表面散射的實時近似 177
16.1 次表面散射的視覺效果 177
16.2 簡單的散射近似 177
16.3 用深度映射模擬吸收 179
16.3.1 實現細節 182
16.3.2 更精密的散射模型 183
16.4 紋理空間的漫反散 183
16.5 小結 187
16.6 參考文獻 187
第17章 環境遮擋 188
17.1 概述 188
17.2 預處理步驟 189
17.3 硬件加速計算遮擋 190
17.4 用環境遮擋貼圖來渲染 191
17.5 小結 194
17.6 參考文獻 195
第18章 空間的BRDFs 198
18.1 什麽是SBRDF 198
18.2 表達式的詳述 198
18.3 使用離散光的渲染 200
18.4 使用環境貼圖的渲染 202
18.4.1 算法 202
18.4.2 <
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