圖形著色器 pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026
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具體描述
本書詳細闡述瞭與著色器程序設計相關的高效解決方案及相應的數據結構和算法，主要包括固定功能管綫、OpenGL著色器的發展、著色器基本概念、使用glman、GLSL著色器語言、光照、頂點著色器、片元著色器和錶麵外觀、片元著色器中的錶麵紋理、噪聲、基於著色器的圖像處理、幾何著色器的概念和示例、細分著色器、GLSL API、基於著色器的科學可視化計算以及著色器應用等內容。此外，本書還提供瞭相應的算法、代碼以及僞代碼，以幫助讀者進一步理解相關方案的實現過程。
本書適閤作為高等院校計算機及相關專業的教材和教學參考書，也可作為相關開發人員的自學教材和參考手冊。
作者簡介
目錄資訊
傳統的視見方案 1
頂點操作 1
管綫的片元處理 3
圖形管綫中的狀態 4
傳統視見機製的實現方案 5
頂點處理操作 5
渲染處理操作 6
固定管綫中的齊次坐標 9
頂點數組 10
本章小結 13
本章練習 14
第2章 OpenGL著色器的發展 16
著色器發展史 17
OpenGL著色器發展史 19
OpenGL 2.0/GLSL 1.10 19
OpenGL 3.x/GLSL 3.30 19
OpenGL 4.0/GLSL 4.00 20
OpenGL 4.x/GLSL 4.x0 21
內部原因 21
OpenGL ES 22
處理不同版本 22
本書方案 22
變量名命名規則 23
本章練習 23
第3章 著色器基本概念 24
圖形管綫中的著色器 24
頂點著色器 26
片元著色器 29
細分著色器 31
幾何著色器 34
圖形著色器——理論與實踐（第 2 版） ·X·
GLSL著色器語言 35
應用程序與著色器之間的數據傳遞 38
在應用程序中定義attribute變量 38
在應用程序中定義uniform變量 40
GLSL新版本之間的轉換方式 42
本章練習 44
第4章 glman的使用 45
使用glman 46
加載GLIB文件 47
編輯GLIB文件和著色器文件 47
生成GLIB場景 47
窗口和視見操作 47
轉換操作 48
定義幾何對象 48
定義紋理 50
定義著色器名 50
其他命令 51
定義uniform變量 51
GLIB文件示例 53
紋理和噪聲 54
使用紋理 55
使用噪聲紋理 55
glman界麵窗口功能 56
生成並顯示場景的硬拷貝 56
全局場景轉換 57
眼睛轉換 57
對象拾取和轉換 57
紋理轉換 58
顯示幀速率 58
其他功能項 59
本章練習 59
第5章 GLSL著色器語言 61
著色器語言的成因 61
圖形卡功能項 62
通用GLSL語言 63
共享命名空間 64
函數擴展和操作符功能項 64
目 錄 ·XI·
新增函數 64
新增變量類型 65
新增函數參數類型 65
具體實現 65
忽略的語言功能項 66
新增矩陣和嚮量類型 66
名稱集 67
嚮量構造函數 67
矩陣和嚮量擴展函數 68
矩陣和嚮量的擴展操作 70
新增函數 71
混閤操作 75
新增函數參數類型 75
const變量 76
兼容模式 76
定義兼容模式 76
OpenGL 2.1內建數據類型 77
綜述 81
本章練習 81
第6章 光照 82
ADS光照模型 82
ADS光照模型函數 83
光源類型 85
固定光源 85
有嚮光源 86
聚光燈 86
構建基於著色器的光照機製 88
固定著色 88
平滑著色 89
Phong著色方案 89
各嚮異性著色 90
本章練習 91
第7章 頂點著色器 92
圖形管綫中的頂點著色器 93
頂點著色器的輸入數據 93
源自頂點著色器的輸齣數據 94
幾何體 94
頂點著色器之後的固定功能處理 96
圖形著色器——理論與實踐（第 2 版） ·XII·
頂點著色器和細分著色器之間的關係 96
頂點著色器和幾何著色器之間的關係 96
利用頂點著色器替換固定功能圖形操作 97
標準的頂點處理過程 97
基於頂點著色器的固定功能管綫擴展 97
頂點修正 98
頂點著色器中的問題 100
生成法綫 100
綜述 101
本章練習 102
第8章 片元著色器和錶麵外觀 103
片元著色器的基本功能 104
片元著色器的輸入數據 104
片元著色器的in變量 105
坐標係 106
片元著色器處理機製 107
源自片元著色器的輸齣數據 107
利用片元處理器替換固定功能處理 107
著色機製 107
傳統的紋理貼圖 108
僞色 108
片元著色器後續步驟 110
其他著色器效果 110
像素丟棄 111
Phong著色 111
基於解析法綫的著色機製 112
各嚮異性著色 113
基於數據驅動的色彩方案 114
使用其他數據生成圖像 115
本章練習 116
第9章 片元著色器中的錶麵紋理 117
紋理坐標 117
傳統的紋理貼圖 117
GLSL紋理貼圖 118
紋理上下文 120
固定功能管綫中的紋理環境 121
紋理采樣參數 121
目 錄 ·XIII·
采樣器 122
過程紋理 122
凹凸貼圖 127
立方體貼圖 132
渲染至紋理 135
渲染至紋理（glman多路渲染） 138
本章練習 140
第10章 噪聲 141
噪聲的基本概念 141
3種噪聲類型：數值、梯度以及數值+梯度 142
三次插值和五次插值 142
噪聲方程 143
其他噪聲 145
分形布朗運動（FBM，1/f，倍頻程） 146
二維噪聲和三維噪聲 146
基於glman的噪聲 148
基於內建GLSL函數使用噪聲紋理 149
湍流 149
不同環境中的噪聲示例 151
大理石著色器 153
雲彩著色器 153
木材著色器 155
與噪聲相關的高級話題 156
noisegraph應用程序 156
本章練習 157
第11章 基於著色器的圖像處理 159
基本概念 160
單幅圖像處理 160
亮度 160
CMYK轉換 161
色調轉換 163
圖像過濾機製 165
圖像模糊操作 166
色度鍵圖像 167
立體視圖 169
3D電視 171
邊檢測技術 173
圖形著色器——理論與實踐（第 2 版） ·XIV·
浮雕效果 174
卡通著色器 176
藝術視覺效果 177
圖像的翻轉、鏇轉和扭麯 178
圖像混閤處理 182
基於固定基圖像的圖像混閤操作 183
反像 183
亮度 184
對比度 184
圖像的自身混閤操作 185
飽和度 185
銳利度 186
不同圖像間的混閤操作 187
其他閤成方案 188
圖像漸變 190
內容提示 194
本章練習 195
第12章 幾何著色器的概念和示例 198
幾何著色器的功能 198
新型鄰接圖元 200
基於輸入和輸齣變量的布局結構 201
新增OpenGL API函數 201
新增GLSL變量以及變量類型 203
頂點著色器或細分著色器與幾何著色器之間的通信 203
幾何著色器中的法綫 204
應用示例 205
Bezier麯綫 205
收縮三角形 207
球體細分 208
3D對象輪廓邊 211
本章練習 213
第13章 細分著色器 214
細分著色器定義 214
細分著色器與幾何著色器 215
細分著色器概念 216
設置細分級彆時的問題 219
應用示例 219
目 錄 ·XV·
等值綫 219
Bezier麯麵 222
球體細分 228
基於屏幕覆蓋率的整球細分 233
PN三角形 236
綜述 241
本章練習 241
第14章 GLSL API 243
OpenGL程序處理中的著色器 243
處理OpenGL擴展 244
GLSL著色器程序的創建方式 245
創建並編譯著色器對象 245
CheckGLErrors()函數 247
創建、綁定、鏈接並激活著色器程序 248
生成著色器程序並綁定著色器對象 248
著色器程序的鏈接操作 249
激活著色器程序 250
嚮著色器傳遞數據 250
在應用程序中定義uniform變量 251
兼容模式下的uniform變量 253
在應用程序中定義attribute變量 254
兼容模式下的attribute變量 255
著色器程序的C++控製類 256
本章練習 257
第15章 基於著色器的科學可視化計算 258
基於圖像的可視化技術 258
負像 258
圖像邊檢測 259
卡通渲染 259
雙麯綫幾何學 260
3D標量數據可視化計算 263
點雲 264
剖切麵 267
體探測 270
直接體渲染 271
其他轉換函數 276
通過幾何對象傳遞數據值 279
圖形著色器——理論與實踐（第 2 版） ·XVI·
地形凹凸貼圖 280
流顯示 283
2D綫積分捲積 283
3D綫積分捲積 285
獲取流綫對象 286
幾何可視化 289
輪廓邊技術 289
刺狀區 290
本章練習 292
第16章 著色器應用 295
光綫乾涉現象 295
衍射光柵 295
油膜 299
透鏡效果 301
浴室玻璃 304
大氣效果 306
彩虹 307
輝光效果 310
其他視效函數 312
glman Timer函數 313
迪斯科球 313
霧效果 315
3D幾何體變形 316
算法藝術 319
Connett圓 319
運動狀態下的可見信息 321
爆炸效果著色器 322
本章練習 324
參考文獻 326
附錄A 基於GLSL程序的C++類 329
附錄B Matrix4 C++類 331
附錄C Vec C++類 334
附錄D 頂點數組類 336
· · · · · · (收起)
讀後感
用戶評價
最讓我驚喜的是，作者對實時渲染中“藝術感”和“性能限製”之間平衡的探討。這本書並沒有將圖形渲染視為一個純粹的數學或工程問題，而是將其置於藝術創作的背景之下。在介紹高級效果如次錶麵散射（SSS）和體積渲染時，作者沒有僅僅停留在展示公式推導，而是花筆墨解釋瞭這些效果是如何模仿真實世界光學現象，以及在資源受限的實時環境中，如何通過“藝術性欺騙”來達到視覺上的近似。這種對“如何讓畫麵看起來對”而非“如何精確計算齣結果”的關注，體現瞭一種難能可貴的、將技術服務於藝術的哲學思想。它提醒我們，圖形編程的最終目的，是為瞭創造沉浸式的、有感染力的視覺體驗，而不僅僅是讓程序跑起來而已。這讓這本書在眾多偏嚮硬核技術的資料中，顯得尤為獨特和人性化。
评分說實話，我原本以為這會是一本偏嚮學術性、枯燥乏味的教科書，但事實證明我大錯特錯瞭。這本書的敘事方式非常引人入勝，它沒有采用那種乾巴巴的定義堆砌，而是通過大量的、精心設計的視覺案例來串聯起復雜的概念。比如，在介紹光照模型時，作者並沒有直接拋齣復雜的公式，而是先用一個簡單的漫反射球體作為起點，然後逐步引入環境光、鏡麵反射，最終導嚮PBR（基於物理的渲染）。每增加一個新概念，書中都會立即展示一個清晰的對比圖——沒有鏡麵光的球體和擁有完美鏡麵反射的球體的視覺差異，這種即時反饋機製極大地增強瞭學習的積極性。這種“先看效果，再解原理”的教學思路，非常適閤那些更偏愛直觀體驗而非純粹理論推導的實踐派開發者。讀起來更像是跟隨一位經驗豐富的大師在進行一次高強度的實戰訓練，而不是在啃一本厚重的理論著作。
评分我接觸過不少關於計算機圖形學的書籍，但很少有能像這本書一樣，對“數據結構”在圖形學中的核心地位做如此深入的挖掘。很多人在學習圖形學時，容易將注意力集中在著色器代碼和矩陣變換上，而忽略瞭底層數據的組織方式。這本書卻用瞭相當大的篇幅來探討如何高效地組織和訪問幾何數據，如何構建加速結構（如BVH或Kd-tree）以應對大規模場景的查詢需求。尤其是關於內存布局對GPU性能影響的分析，簡直是點睛之筆。作者清晰地闡述瞭為什麼“數據對齊”和“緩存友好性”在現代GPU編程中是至關重要的，並提供瞭具體的代碼示例來展示結構化數據（SoA）與數組結構化數據（AoS）在特定場景下的性能差異。這種對性能瓶頸根源的追溯能力，是區分普通代碼和高效代碼的關鍵。
评分這本書的深度和廣度實在令人嘆為觀止。從基礎的色彩理論在數字媒介中的應用，到如何利用像素級彆的操作來構建復雜的光影效果，作者似乎將圖形渲染領域的所有關鍵知識點都梳理得井井有條。我尤其欣賞它對底層數學原理的闡述，它沒有止步於告訴你“如何做”，而是深入挖掘瞭“為什麼能這樣做”。例如，在講解紋理映射時，書中對雙綫性插值和各嚮異性過濾的對比分析，遠超齣瞭市麵上大多數入門級教程的深度，讓我對屏幕上看到的每一個像素點的最終顔色是如何計算齣來的，有瞭一種醍醐灌頂的認識。對於那些希望從僅僅會使用圖形API的“調用者”，轉變為理解其內部工作機製的“設計者”的讀者來說，這本書無疑是架起瞭通往高級圖形編程的堅實橋梁。書中對不同渲染管綫階段的剖析，如同精密的機械解剖圖，清晰地展示瞭數據流動的每一個關鍵節點，讓人在構建自己的渲染器時，能夠做到心中有數，瞭然於胸。
评分這本書的結構安排極具匠心，它似乎完美平衡瞭理論的嚴謹性和實踐的靈活性。我發現作者在講解完一個核心算法（比如陰影投射或深度緩衝的應用）後，總會緊接著提供一小段關於“實際應用中可能遇到的陷阱與優化策略”的討論。這一點對我幫助極大，因為在實際項目開發中，理論的完美與工程的妥協之間往往存在巨大的鴻溝。例如，關於剔除算法的討論，書中不僅解釋瞭視錐體剔除的原理，還詳細分析瞭如何利用BSP樹或者場景圖（Scene Graph）來優化遮擋剔除的效率，並且特彆指齣瞭在GPU並行處理環境下，不同優化策略可能帶來的性能權衡。這種對工程實踐細節的關注，使得這本書的價值遠遠超越瞭一本純粹的算法參考書，它更像是一本資深圖形程序員的經驗備忘錄，充滿瞭實戰智慧。
评分中文版翻譯得很差,貌似是機器翻譯的
评分書是好書，翻譯的太差
评分書是好書，翻譯的太差
评分書是好書，翻譯的太差
评分書是好書，翻譯的太差
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