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3D游戲 卷1 實(shí)時(shí)渲染與軟件技術(shù)
包郵 3D游戲 卷1 實(shí)時(shí)渲染與軟件技術(shù)(附CD-ROM光盤一張)
計(jì)算機(jī)科學(xué)叢書
作者：沃特
所屬叢書：
計(jì)算機(jī)科學(xué)叢書
開本：
小16開
頁數(shù)：
566
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3D游戲 卷1 實(shí)時(shí)渲染與軟件技術(shù) 版權(quán)信息
- ISBN：7111156528
- 條形碼：9787111156529 ; 978-7-111-15652-9
- 裝幀：簡裝本
- 冊(cè)數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
3D游戲 卷1 實(shí)時(shí)渲染與軟件技術(shù) 內(nèi)容簡介
本書綜合介紹了當(dāng)前流行的三維游戲技術(shù)，主要內(nèi)容包括：建模及基礎(chǔ)數(shù)學(xué)；經(jīng)典的三維圖形學(xué)；二維技術(shù)；實(shí)時(shí)渲染及交互式三維圖形渲染技術(shù)；游戲的軟件技術(shù)——引擎的體系結(jié)構(gòu)以及多玩家技術(shù)；游戲領(lǐng)域的其他新興主題，例如人工智能、物理以及碰撞檢測。
本書的大部分主題均結(jié)合一個(gè)具體的游戲開發(fā)系統(tǒng)Fly3D（包含在光盤中）加以講述，這有助于讀者直接編寫源代碼來實(shí)現(xiàn)制作動(dòng)畫的夢想。通過編寫或修改插件，讀者可以對(duì)書中的實(shí)例進(jìn)行試驗(yàn)，甚至可以開發(fā)出屬于自己的游戲。
本書適合作為高等院校相關(guān)專業(yè)的教材，亦可供相關(guān)的研究人員和從業(yè)者參考與學(xué)習(xí)。
3D游戲 卷1 實(shí)時(shí)渲染與軟件技術(shù)3D游戲 卷1 實(shí)時(shí)渲染與軟件技術(shù) 前言
本書的目標(biāo)是為當(dāng)今三維游戲技術(shù)提供一個(gè)綜合的解決方案。該書的主要內(nèi)容為： 實(shí)時(shí)渲染，或能夠使三維圖形渲染具有交互能力的必要措施； 一些開始被應(yīng)用于游戲領(lǐng)域的其他領(lǐng)域主題，例如人工智能、物理以及碰撞檢測； 游戲的軟件技術(shù)——引擎的體系結(jié)構(gòu)以及多玩家技術(shù)。 所有內(nèi)容都是圍繞一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)我們所描述的技術(shù)的引擎來寫的，目的是使你可以編寫源代碼來實(shí)現(xiàn)自己的想法，或是通過編寫或修改插件來對(duì)現(xiàn)有的實(shí)例進(jìn)行試驗(yàn)。 引擎的一些基本特性包括： BSP/PVS渲染管理 靜態(tài)幾何體的光照貼圖（柔和陰影的預(yù)計(jì)算光照） 動(dòng)態(tài)物體的常規(guī)貼圖（點(diǎn)積紋理混合） 動(dòng)態(tài)物體頂點(diǎn)的漫射和鏡面光照 帶有霧態(tài)貼圖的容積霧 細(xì)節(jié)紋理 多紋理支持 碰撞檢測 帶有距離衰減的動(dòng)態(tài)彩色光照 動(dòng)態(tài)陰影——光照貼圖或Stencil陰影體 基于物理的仿真 動(dòng)畫化網(wǎng)格（頂點(diǎn)變形） 三角鏈及扇區(qū)(fans) 細(xì)分表面 使用雙二次貝賽爾網(wǎng)格的動(dòng)態(tài)細(xì)節(jié)層次（LODs） 帶有動(dòng)態(tài)光照的卡通風(fēng)格渲染 客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的多玩家支持（TCP/IP）(使用DirectPlay) 三維音效支持（使用DirectSound） 鼠標(biāo)及鍵盤輸入(使用DirectInput) 英特爾奔騰III向量及矩陣的數(shù)學(xué)優(yōu)化 完整的插件管理 本書可以從前往后或是從后往前閱讀。比如說，如果你希望了解詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)經(jīng)過，你可以從第二十一章開始讀（引擎體系結(jié)構(gòu)），以幫助你自己了解引擎和開發(fā)環(huán)境，或是在編寫新的插件時(shí)使用理論章節(jié)作為參考。同時(shí)你也可以選擇用傳統(tǒng)的方式先學(xué)習(xí)理論部分，再學(xué)習(xí)具體的實(shí)現(xiàn)。 這些章節(jié)被劃分為以下幾個(gè)內(nèi)容相互獨(dú)立的部分： 建模及基礎(chǔ)數(shù)學(xué) 該部分介紹了在處理三維空間中的對(duì)象，以及了解對(duì)象表達(dá)的理論時(shí)所必需具備的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。 經(jīng)典的三維圖形學(xué) 雖然該部分所介紹的大量材料都已經(jīng)集成在硬件上，我們?nèi)匀恍枰私庥布墓δ埽员隳軌蚋咝У厥褂盟鼈儭? 實(shí)時(shí)渲染 該部分介紹了在游戲工業(yè)及虛擬現(xiàn)實(shí)工業(yè)中發(fā)展起來的技術(shù)，這些技術(shù)使得復(fù)雜的場景以合理的高質(zhì)量得到渲染，甚至在低成本的圖形處理機(jī)上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)。 對(duì)象的控制 該部分介紹了用于控制對(duì)象運(yùn)動(dòng)的主流技術(shù)，從簡單低級(jí)的控制技術(shù)，到使用人工智能技術(shù)的行為動(dòng)畫。人工智能的材料以爭論的形式，圍繞將來的潛在需求而給出。 二維技術(shù) 出于對(duì)創(chuàng)建成本及渲染成本的考慮，一種解決復(fù)雜三維問題的重要方案是使用基于圖像的渲染技術(shù)。 軟件技術(shù) 該部分以當(dāng)前流行的**視角射擊游戲?yàn)槔榻B了編寫多玩家游戲所需的技術(shù)。我們考察游戲引擎的軟件體系結(jié)構(gòu)，并且觀察引擎的設(shè)計(jì)，*后給出一個(gè)綜合性的引擎參考指南。 本書并不是要教讀者如何用C++和OpenGL語言編程，相反的，我們假定讀者已經(jīng)對(duì)C或C++有一定的了解。文中用C++語言給出了一些算法的詳細(xì)實(shí)例，這些實(shí)例是從引擎中提取出來的，并且出于方便在文中進(jìn)行復(fù)制。快速的閱讀將會(huì)幫助讀者從一定程度上了解算法的結(jié)構(gòu)。在大多數(shù)情況下，若要完全領(lǐng)會(huì)代碼的含義，則需要與第二十一章及參考手冊(cè)一起閱讀。 本書使用OpenGL圖形API/庫。在**章中給出了奔騰III代碼和C++語言的等價(jià)矩陣操作，第二十章則使用了DirectPlay工具。顯然這些工具都需要單獨(dú)進(jìn)行學(xué)習(xí)，同時(shí)實(shí)例的目的則是讓讀者品味它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中的用途。
3D游戲 卷1 實(shí)時(shí)渲染與軟件技術(shù) 目錄
第1章 三維計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
1.1 處理三維結(jié)構(gòu)
1.2 向量與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)
1.3 光線與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)
1.4 具有多邊形性質(zhì)的雙線性插值
1.5 使用SIMD指令集的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)引擎
第2章 建模與表示1─對(duì)比回顧與多邊形網(wǎng)格模型
2.1 介紹
2.2三維物體的多邊形表示
2.2.1創(chuàng)建多邊形對(duì)象
2.3 高級(jí)方法——構(gòu)造性實(shí)體幾何法
2.4 應(yīng)用建模器或編輯器的高級(jí)方法
第3章 建模與表示2—多邊形網(wǎng)格的經(jīng)濟(jì)性
3.1 多邊形壓縮模型
3.2幾何壓縮（每個(gè)頂點(diǎn)的信息）
3.3 編碼連接
3.4 三角鏈
3.5 局部與全局算法
3.6 頂點(diǎn)緩沖的應(yīng)用
3.7細(xì)節(jié)層次（Level Of Detail, LOD）處理
第4章 三維表達(dá)和建模-地形特殊化
4.1 介紹
4.2簡單的高度場地形
4.3地形的建模過程—分形
4.4 地形LODs：三角二叉樹（Triangle Bintrees）
4.5用光線投射的方法渲染地形
第5章 建模和表示方法
5.1 介紹
5.2 貝塞爾曲線
5.3 B-樣條曲線
5.4 有理曲線
5.5 從曲線到曲面
5.6 建模或創(chuàng)建面片曲面
5.7 渲染參數(shù)曲面
5.8 游戲中的實(shí)用貝塞爾曲線
第6章 經(jīng)典多邊形網(wǎng)格渲染技術(shù)
6.1 圖形流水線內(nèi)的坐標(biāo)空間和幾何操作
6.2 視見空間內(nèi)的操作
6.3 圖形流水線內(nèi)的算法操作
6.4渲染例子
第7章 傳統(tǒng)映射技術(shù)
7.1 簡介
7.2 兩維紋理貼圖到多邊形網(wǎng)格物體
7.3 二維紋理空間到雙三次參數(shù)曲面片物體
7.4 凹凸映射
7.5 環(huán)境映射技術(shù)
7.6 三維紋理域的映射技術(shù)
第8章 反走樣（Anti-aliasing）理論和實(shí)踐
8.1引言
8.2走樣和采樣
8.3鋸齒邊
8.4計(jì)算機(jī)圖形采樣和實(shí)際采樣的比較
8.5采樣和重構(gòu)
8.6簡單的比較
8.7前濾波方法
8.8超采樣或后濾波
8.9紋理映射中的反走樣
8.10圖像的Fourier變換
第9章 復(fù)雜場景的可視性處理
9.1介紹
9.2 為什么要用樹結(jié)構(gòu)？
9.3 BSP 樹
9.4 包圍體層次結(jié)構(gòu)
9.5 BSP樹和多邊形物體
9.6 用于構(gòu)造內(nèi)型環(huán)境的特殊手段
9.7 入口和鏡子
9.8 高級(jí)視見約束體篩選
9.9 精確的可視性
9.10 動(dòng)態(tài)物體及其可視性
第10章 游戲中的光照效果
10.1光照貼圖
10.2使用光照貼圖的動(dòng)態(tài)光照效果
10.3動(dòng)態(tài)光源(Dynamic Light)
10.5霧貼圖/容積霧(Fog Map/Volumetric Fog)
10.6 光照例子的研究
第11章 游戲中的陰影
11.1 陰影的特性
11.2 經(jīng)典的陰影算法
11.3 游戲中的陰影
第12章 多路渲染
12.1介紹
12.2 多路函數(shù)性（Multi-pass Functionality）
12.3 多路渲染算法
12.5 多紋理(Multi-texture)
12.6 多紋理實(shí)例
第13章 運(yùn)動(dòng)控制
13.1 簡介
13.2 對(duì)動(dòng)畫進(jìn)行預(yù)編輯——線性插值及耗用時(shí)間
13.3 預(yù)編輯動(dòng)畫——插值問題
13.4 預(yù)編輯動(dòng)畫——顯式編輯
13.5 旋轉(zhuǎn)插值
13.6 用四元數(shù)表示旋轉(zhuǎn)
13.7 將相機(jī)作為動(dòng)畫對(duì)象
13.8 粒子動(dòng)畫
13.10 關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)
第14章 動(dòng)態(tài)仿真控制
14.1著名示例-脫機(jī)動(dòng)畫中的動(dòng)力學(xué)（dynamics）
14.2初值問題和邊值問題
14.3主題范圍
14.4 動(dòng)態(tài)仿真的動(dòng)機(jī)
14.5 基本經(jīng)典粒子論
14.6 基本經(jīng)典剛體理論
14.7 動(dòng)態(tài)仿真的實(shí)用性
14.8數(shù)值積分(Numerical Integration)
第15章 碰撞檢測(Collision Detection)
15.1 廣義/狹義二階段算法
15.2 包圍體層次結(jié)構(gòu)
15.3 使用AABB的廣義碰撞檢測
15.4 使用OBB的廣義碰撞檢測
15.5 使用局部或?qū)ο罂臻g劃分的廣義碰撞檢測
15.6 狹義碰撞檢測
15.7 單階段方法
第16章 交互控制
16.1 交互與動(dòng)畫
16.2 控制器模塊
16.3 用戶-對(duì)象交互 使用簡單阻尼的6自由度控制
16.4 用戶-對(duì)象動(dòng)畫 4鍵汽車模擬
16.5 對(duì)象-對(duì)象交互
16.6 攝影機(jī)-對(duì)象交互
16.7 具有簡單自治行為的對(duì)象
16.7.1炮臺(tái)
16.8 用戶-場景交互
第17章 行為與人工智能
17.1 確定的方法和體系結(jié)構(gòu)
17.3 主體結(jié)構(gòu)的例子
17.5 作為例子的感知視覺的作用
17.6 認(rèn)知結(jié)構(gòu)(Learning Architecture)
第18章 二維技術(shù)
18.1 圖像金字塔
18.2 小波變換
18.3 圖象變換及基矩陣
18.4 小波和電腦游戲
18.5 圖像變形——變形轉(zhuǎn)換技術(shù)（Morphing）
第19章 基于圖像的渲染
19.1介紹
19.2 重復(fù)使用已繪制的圖像——二維技術(shù)
19.3變化的渲染資源
19.4使用深度信息
19.5 視見插值
19.6 四維技術(shù)—泛光或光場渲染技術(shù)
19.7照片建模和IBR
第20章 多人游戲技術(shù)
……
第21章 引擎體系結(jié)構(gòu)
第22 章 Fly3D 軟件開發(fā)工具包（SDK）參考
1.1 處理三維結(jié)構(gòu)
1.2 向量與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)
1.3 光線與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)
1.4 具有多邊形性質(zhì)的雙線性插值
1.5 使用SIMD指令集的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)引擎
第2章 建模與表示1─對(duì)比回顧與多邊形網(wǎng)格模型
2.1 介紹
2.2三維物體的多邊形表示
2.2.1創(chuàng)建多邊形對(duì)象
2.3 高級(jí)方法——構(gòu)造性實(shí)體幾何法
2.4 應(yīng)用建模器或編輯器的高級(jí)方法
第3章 建模與表示2—多邊形網(wǎng)格的經(jīng)濟(jì)性
3.1 多邊形壓縮模型
3.2幾何壓縮（每個(gè)頂點(diǎn)的信息）
3.3 編碼連接
3.4 三角鏈
3.5 局部與全局算法
3.6 頂點(diǎn)緩沖的應(yīng)用
3.7細(xì)節(jié)層次（Level Of Detail, LOD）處理
第4章 三維表達(dá)和建模-地形特殊化
4.1 介紹
4.2簡單的高度場地形
4.3地形的建模過程—分形
4.4 地形LODs：三角二叉樹（Triangle Bintrees）
4.5用光線投射的方法渲染地形
第5章 建模和表示方法
5.1 介紹
5.2 貝塞爾曲線
5.3 B-樣條曲線
5.4 有理曲線
5.5 從曲線到曲面
5.6 建模或創(chuàng)建面片曲面
5.7 渲染參數(shù)曲面
5.8 游戲中的實(shí)用貝塞爾曲線
第6章 經(jīng)典多邊形網(wǎng)格渲染技術(shù)
6.1 圖形流水線內(nèi)的坐標(biāo)空間和幾何操作
6.2 視見空間內(nèi)的操作
6.3 圖形流水線內(nèi)的算法操作
6.4渲染例子
第7章 傳統(tǒng)映射技術(shù)
7.1 簡介
7.2 兩維紋理貼圖到多邊形網(wǎng)格物體
7.3 二維紋理空間到雙三次參數(shù)曲面片物體
7.4 凹凸映射
7.5 環(huán)境映射技術(shù)
7.6 三維紋理域的映射技術(shù)
第8章 反走樣（Anti-aliasing）理論和實(shí)踐
8.1引言
8.2走樣和采樣
8.3鋸齒邊
8.4計(jì)算機(jī)圖形采樣和實(shí)際采樣的比較
8.5采樣和重構(gòu)
8.6簡單的比較
8.7前濾波方法
8.8超采樣或后濾波
8.9紋理映射中的反走樣
8.10圖像的Fourier變換
第9章 復(fù)雜場景的可視性處理
9.1介紹
9.2 為什么要用樹結(jié)構(gòu)？
9.3 BSP 樹
9.4 包圍體層次結(jié)構(gòu)
9.5 BSP樹和多邊形物體
9.6 用于構(gòu)造內(nèi)型環(huán)境的特殊手段
9.7 入口和鏡子
9.8 高級(jí)視見約束體篩選
9.9 精確的可視性
9.10 動(dòng)態(tài)物體及其可視性
第10章 游戲中的光照效果
10.1光照貼圖
10.2使用光照貼圖的動(dòng)態(tài)光照效果
10.3動(dòng)態(tài)光源(Dynamic Light)
10.5霧貼圖/容積霧(Fog Map/Volumetric Fog)
10.6 光照例子的研究
第11章 游戲中的陰影
11.1 陰影的特性
11.2 經(jīng)典的陰影算法
11.3 游戲中的陰影
第12章 多路渲染
12.1介紹
12.2 多路函數(shù)性（Multi-pass Functionality）
12.3 多路渲染算法
12.5 多紋理(Multi-texture)
12.6 多紋理實(shí)例
第13章 運(yùn)動(dòng)控制
13.1 簡介
13.2 對(duì)動(dòng)畫進(jìn)行預(yù)編輯——線性插值及耗用時(shí)間
13.3 預(yù)編輯動(dòng)畫——插值問題
13.4 預(yù)編輯動(dòng)畫——顯式編輯
13.5 旋轉(zhuǎn)插值
13.6 用四元數(shù)表示旋轉(zhuǎn)
13.7 將相機(jī)作為動(dòng)畫對(duì)象
13.8 粒子動(dòng)畫
13.10 關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)
第14章 動(dòng)態(tài)仿真控制
14.1著名示例-脫機(jī)動(dòng)畫中的動(dòng)力學(xué)（dynamics）
14.2初值問題和邊值問題
14.3主題范圍
14.4 動(dòng)態(tài)仿真的動(dòng)機(jī)
14.5 基本經(jīng)典粒子論
14.6 基本經(jīng)典剛體理論
14.7 動(dòng)態(tài)仿真的實(shí)用性
14.8數(shù)值積分(Numerical Integration)
第15章 碰撞檢測(Collision Detection)
15.1 廣義/狹義二階段算法
15.2 包圍體層次結(jié)構(gòu)
15.3 使用AABB的廣義碰撞檢測
15.4 使用OBB的廣義碰撞檢測
15.5 使用局部或?qū)ο罂臻g劃分的廣義碰撞檢測
15.6 狹義碰撞檢測
15.7 單階段方法
第16章 交互控制
16.1 交互與動(dòng)畫
16.2 控制器模塊
16.3 用戶-對(duì)象交互 使用簡單阻尼的6自由度控制
16.4 用戶-對(duì)象動(dòng)畫 4鍵汽車模擬
16.5 對(duì)象-對(duì)象交互
16.6 攝影機(jī)-對(duì)象交互
16.7 具有簡單自治行為的對(duì)象
16.7.1炮臺(tái)
16.8 用戶-場景交互
第17章 行為與人工智能
17.1 確定的方法和體系結(jié)構(gòu)
17.3 主體結(jié)構(gòu)的例子
17.5 作為例子的感知視覺的作用
17.6 認(rèn)知結(jié)構(gòu)(Learning Architecture)
第18章 二維技術(shù)
18.1 圖像金字塔
18.2 小波變換
18.3 圖象變換及基矩陣
18.4 小波和電腦游戲
18.5 圖像變形——變形轉(zhuǎn)換技術(shù)（Morphing）
第19章 基于圖像的渲染
19.1介紹
19.2 重復(fù)使用已繪制的圖像——二維技術(shù)
19.3變化的渲染資源
19.4使用深度信息
19.5 視見插值
19.6 四維技術(shù)—泛光或光場渲染技術(shù)
19.7照片建模和IBR
第20章 多人游戲技術(shù)
……
第21章 引擎體系結(jié)構(gòu)
第22 章 Fly3D 軟件開發(fā)工具包（SDK）參考
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3D游戲 卷1 實(shí)時(shí)渲染與軟件技術(shù) 作者簡介
Alan Watt，來自英國謝菲爾德大學(xué)，曾經(jīng)編寫過多本優(yōu)秀著作，包括《3D Computer Graphics,Advanced Animation and Rendering Techniques》和《The Computer Image》。 Fabio Policarpo，來自里約熱內(nèi)盧的軟件開發(fā)者，并且是Paralelo計(jì)算機(jī)公司的創(chuàng)始人，目前正致力于獨(dú)立三維動(dòng)作多玩家游戲的研究。
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