实时计算机图形学（第2版）

　　本书第1版作为amazon．com网站上的最畅销的书籍之一，对此曾经有如下评论：“Moller和Haines两位作者对本书所涉及的领域具有大量的实践经验和理论功底。”——JackWoehler和Dobbs博士对计算机书籍的在线评论“本书对广大图形学程序员来说是一本内容非常丰富的资源，在过去的十年间，Moller和Haines两位作者在本领域做了大量的研究工作，并将这些工作编撰成为一本非常好的书。”——DaveAstle，于Gamedev．net网站本书包括的内容有：·几何变换·视觉外观·加速算法·高级着色技术（新增加的章节）·曲面（新增加的章节）本书涉及的主题有：·像素着色器·细分表面·相交算法·管线通道本书的第2版在对第1版进行全面修订的基础上，重点强调了三维图像真实感快速绘制方面的一些最新进展，讨论了最近图形学硬件的处理能力，同时介绍了一些具有持久价值的、经典的理论和相关算法。针对近些年三维实时绘制技术的发展，本书系统地介绍了实时计算机图形学涉及的若干关键技术，包括基本的三维几何变换、各种照片级真实感和非照片级真实感绘制技术、各种加速算法、多边形和曲线曲面技术、相交测试和碰撞检测技术，同时还对图形硬件技术给予了特别关注。在介绍这些技术的同时，本书还给出了详尽的参考文献出处，有利于读者找到相关的原始文献。本书可作为计算机专业高年级本科生和研究生教材；同时，也可作为三维图形学领域的专门研究人员的参考用书。通过对本书的学习，读者可以深入了解图形学相关技术发展。

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第1章  绪论
  1.1  内容概要
  1.2  符号和定义
  1.2.1  数学符号
  1.2.2  几何定义
  1.3  进一步阅读资源与相关资源
第2章  图形绘制管线
  2.1  体系结构
  2.2  应用程序阶段
  2.3  几何阶段
  2.3.1  模型和视点变换
  2.3.2  光照和着色
  2.3.3  投影
  23.4  裁减
  2.3.5  屏幕映射
  2.4  光栅阶段
  2.5  体验管线
  25.1  应用程序阶段
  2.5.2  几何阶段
  2.5.3  光栅阶段
  2.6  本章小结
  2.7  进一步阅读资料与相关资源
第3章  图形变换
  3.1  基本变换
  3.1.1  平移变换
  3.1.2  旋转变换
  3.1.3  缩放变换
  3.1.4  错切变换
  3.1.5  变换级联
  3.1.6  刚体变换
  3.1.7  法线变换
  3.1.8  逆矩阵的计算
  32  特殊类型的矩阵变换和运算
  3.2.1  欧拉变换
  3.2.2  从欧拉变换中提取相关参数
  3.2.3  矩阵分解
  3.2.4  绕任意轴的旋转
  3.3  四元组
  3.3.1  有关的数学背景
  3.3.2  四元组的变换
  3.4  顶点混合
  3.3  投影
  3.5.1  正交投影
  3.5.2  透视投影
  3.6  进一步阅读资料与相关资源
  第4章  视觉外观
  4.1  光源
  4.2  材质
  4.3  光照和着色处理
  4.3.1  漫反射分量
  4.3.2  镜面反射分量
  4.3.3  环境分量
  4.3.4  光照方程
  4.4  走样和反走样
  4.4.1  采样和滤波理论
  4.4.2  基于屏幕的反走样技术
  4.5  透明度、alpha值以及合成
  4.6  雾化.
  4.7 伽玛校正
  4.8  进一步阅读资料与相关资源
  第5章  纹理贴图
  5.1  一般纹理贴图
  5.2  图像纹理贴图
  5.2.1  放大
  5.2.2  缩小
  5.3  纹理缓冲与压缩
  5.4  多通路纹理绘制
  5.5  多重纹理贴图
  5. 6  纹理动画
  5.7  纹理贴图方法
  5.7.1  alpha贴图
  5.7.2  光照贴图
  5.7.3  光泽贴图
  5.7.4  环境贴图
  5.7.5  凸凹贴图
  5.7.6  其他纹理贴图技术
  5.8  进一步阅读资料与相关资源
  第6章  高级光照与着色技术
  6.1  辐射线测量和光度测量
  6.2  颜色测量
  6.3  BRDF理论
  6.4  BRDF的应用
  6.4.1  因式分解法
  6.4.2  环境贴图滤波
  6.5  顶点着色器
  6.6  像素着色
  6.7  着色器语言
  6.8  运动模糊
  6.9  场深度
  6.10  反射
  6.10.1  平面反射
  6.10.2  光泽效果
  6.10.3  曲面反射
  6.11折射
  6.12阴影
  6.12.1  平面阴影
  6.12.2  曲面阴影
  6.12.3  阴影体
  6.12.4  阴影图
  6.12.5  阴影优化
  6.13  全局光照
  6.13.1  辐射度算法
  6.13.2  射线跟踪方法
  6.14  进一步阅读资料与相关资源
第7章  非照片级真实感绘制
  7.1  toon着色处理
  7.2  轮廓边缘绘制
  7.2.1  表面角轮廓
.  7.2.2  过程几何轮廓
  7.2.3  通过图像处理生成轮廓
  7.2.4  轮廓边缘检测
  7.2.5  混和轮廓处理
  7.3  其他风格
  7.4  线条
  7.4.1  边缘加亮技术
  7.4.2  多边形边缘绘制
  7.4.3  隐藏线绘制
  7.4.4光晕
  7.5  进一步阅读资料与相关资源
第8章  基于图你的绘制
  81  绘制谱
  8.2  算法综述
  8.3  布告板技术
  8.3.1  对齐于屏幕的布告板
  8.3.2  面向世界的布告扳
  8.3.3  轴向布告板
  8.3.4  替代技术
  8.4  透镜眩光和敷霜效果
  85  粒子系统
  8.6  深度精灵
  8.7  层次图像缓存
  8.8  全屏布告板技术
  8.9  天空体
  8.10  固定视点效果
  8.11  图像处理
  8.12  体绘制技术
  8.13  进一步阅读资料与相关资源
第9章  加速算法
  9.1  空间数据结构
  9.1.1  包围体层次
  9.1.2  BSP树
  9.1.3  八叉树
  9.1.4  场景图
  9.2  裁减技术
  9.3  背面与聚集背面裁减
  9.3.1  背面裁减
  9.3.2  聚集背面裁减
  9.4  层次视锥裁减
  9.5  3.1：：1  裁减
  9.6  细节裁减
  9.7  遮挡裁减
  9.7.1  遮挡地平线
  9.7.2  遮挡物收缩与视锥扩张
  9.7.3  轴遮挡裁减
  9.7.4  硬件遮挡查询
  9.7.5  层次Z缓冲算法
  9.7.6  HOM算法：
  9.7.7  射线空间遮挡裁减
  9.8  LOD
  9.8.1  LOD切换
  9.8.2  LOD选取
  9.8.3  时间临界LOD绘制
  9.9  大型模型的绘制
  9.10点绘制.
  9.11  进一步阅读资料与相关资源
第10章  管线优化
  10.1  瓶颈定位
  10.1.1  应用程序阶段测试
  10.1.2  几何阶段测试
  10.1.3  光栅阶段测试
  10.2  性能测定
  10.3  最优化方法
  10.3.1  应用程序阶段
  10.3.2  几何阶段
  10.3.3  光栅阶段
  10.3.4  总体优化
  10.4  图形管线的平衡
  10.5  多处理器技术
  10.5.1  多处理器管线方法
  10.5.2  并行处理方法
  10.6  进一步阅读资料与相关资源
第11章  多边形技术
  11.1  三维数据的来源
  11.2  细化与三角剖分
  11.2.1  着色问题
  11.2.2  边缘裂缝与T型顶点
  11.3  合并
  11.4  三角形条带、扇形以及网格
  11.4.1  三角形条带法
  11.4.2  三角扇形法.
  11.4.3  三角形条带的生成
  11.4.4  三角形网格
  11.4.5  顶点与变址缓冲器／数组
  11.5  网格简化
  11.5.1  动态简化方法
  11.5.2  基于视点的简化方法
  11.6  进一步阅读资料与相关资源
第12章  曲线和曲面
  12.1  参数曲线
  12.1.1  B6~er曲线
  12.1.2  连续性和分段B6zier曲线
  12.1.3  三次Hermite插值
  12.1.4  KochanekBartels曲线
  12.2  参数曲面
  12.2.1  B6zier面片
  12.2.2  B6zier三角形
  12.2.3  NPatches
  12.2.4  APl及硬件支持
  12.2.5  连续性
  12.3  高效细化
  12.3.1  差分方法
  12.3.2  自适应细化
  12.3.3  分数细化
  12.4  隐表面
  12.5  细分曲线
  12.6  细分表面
  12.6.1  Loop细分方法
  12.6.2  修正后的蝶形细分方法
  12.6.3  根号3细分方法
  12.6.  4  CatmullClark细分方法
  12.6.5  分段平滑细分
  12.6.6  位移细分
  12.6.7  法线、纹理和颜色插值
  12.6.8  实际细分与绘制
  12.7  进一步阅读资料与相关资源
第13章  相交测试方法
  13.1  拾取硬件加速
  13.2  定义和工具
  13.3  包围体的创建
  13.4  重要规则
  13.5  "射线／球体"相交测试
  13.5.1  数学方法
  13.5.2  优化方法
  13.6  "射线长方体"相交测试
  13.6.1  平板层方法
  13.6.2  吴氏算法
  13.6.3  "线段／长方体"重叠检测
  13.7  "射线／三角形"相交测试
  13.7.1  相交算法
  13.7.2  具体实现
  13.8  "射线／多边形"相交测试
  13.9  面／长方体"相交测试
  13.9.1  AABB
  13.9.2  OBB
  13.10  "三角形／三角形"相交测试
  13.10.1  间隔重叠法
  13.10.2  ERIT方法
  13.10.3  性能比较
  13.11  "三角形／长方体"重叠测试
  13.12  "BV／BV"相交测试
  13.12.1  "体／球体"相交测试
  13.12.2  "球体／长方体"相交测试
  13. 12.3  "AABB／AABB''相交测试
  13.12.4  "k-DOP／kDOP"相交测试
  13.12.5  "OBB／OBB"相交测试
  13.13  视锥体的相交测试
  13.13.1 '截锥体／球体"相交测试
  13.13.2 "截锥体／圆柱体"相交测试
  13.13.3  "截锥体／长方体"相交测试
  13.13.4  截锥体平面的获取
  13.14  "轴／长方体"和"轴／球体"相交测试
  13.15  "线／线"相交测试
  13.15.1  二维情形
  13.15.2  三维情形
  13.16  3  个平面之间的相交测试
  13.17  动态相交测试
  13.17.1  "球体／平面"动态相交测试
  13.17.2  "球体／球体"动态相交测试
  13.17.3  "球体／多边形"动态相交测试
  13.17.4  动态分离轴测试方法
  13.18  进一步阅读资料与相关资源
第14章  碰撞检测
  14.1  使用射线进行碰撞检测
  14.2  使用BSP树进行动态碰撞检测
  14.3  一般层次碰撞检测
  14.3.1  层次创建
  14.3.2  层次间的碰撞检测
  14.3.3  耗数函数
  14.4  0BBTree
  14.5  kDOPTree
  14.6  多物体碰撞检测系统
  14.6.1  第一级碰撞检测
  14.6.2  总结
  14.7  其他主题
  14.7.1  向前跟踪
  14.7.2  临界时间碰撞检测
  14.7.3  距离查询
  14.7.4  变形模型
  14.7.5  碰撞反应
  14.8  进一步阅读资料与相关资源
第1S章  图形硬件
  15.1  缓冲器和缓冲作用
  15.1.1  一个简单的显示系统
  1'1.2  颜色缓冲60
  15.1.3  Z缓冲和D／缓冲
  15.1A  单、双和三缓冲
  15.1.5  立体缓冲器
  15.1.6  模板和累积缓冲技术
  15.1.7  T缓冲技术
  15.1.8  缓冲器内存
  l2  透视校正插值
  15.3  体系结构
  15.3.1  概要
  15.3.2  内存体系结构.
  15.3.3  端口与总线带宽
  15.3.4  延迟
  15.3.5  Z压缩和遮挡裁减
  15.3.6  案例分析：xbox
  15.3.7  案例分析：InfiniteReality
  15.3.8  案例分析：KYRO
  15.3.9  其他一些体系结构
  15.4  进一步阅读资料与相关资源
第16章  未来展望
  16.1  实时计算机图形学的发展趋势
  '6.2  您应该怎么做
附录A  线性代数
  A.1  欧氏空间
  A.2  几何解释
  A.3  矩阵
  A.3.1  矩阵的定义与相关运算
  A.3.2  基的改变
  A.4  齐次表示
  A.5  几何学
  A.5.1  直线
  A.5.2  平面
  A.5.3  凸包
  A.5.4  其他内容
  A.6  进一步阅读资料与相关资源
附录B  三角法则
  B.1  定义
  B.2  三角函数定律与三角函数公式
  B.3  进一步阅读资料与相关资源
参考文献