OpenGL shader编程:交互式计算机图形学第6版

5星 · 超过95%的资源 需积分: 48 86 下载量 163 浏览量 更新于2024-07-22 5 收藏 12.54MB PDF 举报
"《交互式计算机图形学 第6版》是由Edward Angel和Dave Shreiner合作编著的一本深入探讨3D计算机图形学的著作,特别关注基于着色器的OpenGL编程。本书采用自上而下的教学方法,旨在帮助读者理解计算机如何创建和操纵三维图像。书中不仅详细介绍了图形学的基础概念,还提供了丰富的OpenGL实例,以帮助读者将理论知识应用到实践中去。" 交互式计算机图形学是计算机科学的一个重要分支,它涉及到用户与计算机生成的图形之间的交互。这本书第六版特别强调了使用现代OpenGL进行图形编程,这是一个广泛用于游戏开发、可视化应用和专业图形设计的开源图形库。OpenGL是一个跨语言、跨平台的编程接口,能够生成二维和三维图形。 在本书中,"自上而下的方法"意味着从高层次的概念开始,逐渐深入到底层细节,使得读者可以逐步理解图形学的复杂性。着色器是现代OpenGL中的核心概念,它们负责处理图形渲染过程中的颜色计算、光照效果以及其他视觉属性。学习如何编写和使用着色器对于理解3D图形的渲染流程至关重要。 书中的内容可能涵盖以下几个关键知识点: 1. **图形管线**:介绍OpenGL的图形渲染流程,包括顶点处理、几何变换、裁剪、投影、视口转换和像素操作等阶段。 2. **坐标系统**:包括世界坐标、相机坐标、屏幕坐标等,以及如何在这些坐标系之间转换。 3. **向量和矩阵运算**:在3D图形中,向量和矩阵用于表示位置、方向、旋转和平移。理解这些基本数学工具是图形编程的基础。 4. **光照模型**:描述如何模拟现实世界的光照效果,如环境光、漫反射和镜面反射。 5. **纹理映射**:如何将图像数据应用到3D模型表面,以增加细节和真实感。 6. **深度缓冲**:用于处理多边形的遮挡关系,确保正确的绘制顺序。 7. **帧缓冲和着色器语言(GLSL)**:学习如何编写GLSL程序来实现定制的着色效果。 8. **状态机模型**:了解OpenGL如何通过设置各种状态来控制渲染行为。 9. **错误检查和调试**:在实际编程中,如何识别和解决图形API相关的错误。 10. **实时渲染技术**:探讨优化渲染性能的方法,如剔除不可见对象、批处理和预计算。 通过阅读这本书,读者不仅可以掌握计算机图形学的基本原理,还能获得实际使用OpenGL开发3D应用的能力。虽然目前只有英文版,但对于有志于深入研究计算机图形学的读者来说,无疑是一份宝贵的资源。
2011-04-12 上传
计算机图形学pdf 内容可copy 适合要学习开发3d游戏的朋友们学习 希望对大家有所帮助 目录: 第1章基本图形的生成 1.1 直线 1.1.1 生成直线的DDA 算法 1.1.2 生成直线的中点算法 1.1.2 生成直线的Bresenham算法 1.1.3 程序设计案例 1.2 圆 1.2.1 DDA 算法 1.2.2 Bresenham算法 1.2.3 程序设计案例 1.3 椭圆 1.4 区域填充 1.4.1 扫描线填充 1.4.2 种子填充 1.4.3 程序设计案例 1.5 字符的生成 1.6 图形裁剪 1.6.1 线裁剪 1.6.2 多边形裁剪 1.6.3 字符裁剪 1.6.4 裁剪程序设计案例 1.7 Visual C++中基本绘图函数 1.8 课后练习 第 2 章二维图形 2.1 用户坐标到屏幕坐标的变换 2.1.1 窗口到视口的变换内容 2.1.2 窗口区到视图区的坐标变换 2.2 几何变换 2.1.1 基本变换 2.1.2 复合变换 2.1.3 几何变换程序设计案例 2.4 平面曲线图 2.4.1 正叶线 2.4.2 正叶线蝴蝶结 2.5 平面曲线程序设计案例 2.6 课后练习 第 3 章图形交互技术 3.1 用户接口设计 3.2 逻辑输入设备与输入处理 3.2.1 逻辑输入设备 业搜---www.yeaso.com CAD教育网制作www.cadedu.com 《计算机图形学原理及算法教程》(Visual C++版)和青芳清华大学出版社出版 3.2.2 输入模式 3.3 交互式绘图技术 3.4 交互技术程序设计案例 3.5 课后练习 第 4 章简单 CAD 绘图系统开发实例 4.1 计算机图形学绘图基础 4.1.1 Visual C++开发系统基本绘图知识 4.1.2 计算机图形学会图系统设计基本原则 4.1.3 图形程序设计步骤 4.1.4 在Visual C++集成开发环境下程序的调试 4.1.5 计算机程序结构设计基础 4.1.6 绘图程序设计基本方法 4.1.6.1 图形层次结构和程序模块结构 4.1.6.2 面向对象程序设计 4.1.6.3 绘图子程序和主程序 4.1.6.4 编程绘图方法 4.2 图形的数据结构 4.2.1 图形信息的分类 4.2.2 图形数据结构 4.2.3 计算机对数据的管理—数据文件 4.2.4 图形数据的存储状态 4.2.5 动态文件数据结构的组织原则 4.2.6 简单CAD 绘图系统编程实例中的数据结构 4.2.6.1 图形元素基类的组织 4.2.6.2 组织图形类系统文档 4.2.6.3 增加图形元素 4.2.6.4 实现各类图形的绘制 4.2.6.5 保存图形数据到文档 4.3 简单CAD 绘图系统功能简介 4.3.1 简单CAD 绘图系统运行界面 4.3.2 简单CAD 绘图系统功能 第5章三维图形 5.1 三维图形几何变换矩阵 5.2 三维图形基本变换 5.2.1 平移变换矩阵 5.2.2 比例变换矩阵 5.2.3 旋转变换矩阵 5.2.4 对称变换 5.2.5 错切变换 5.3 图形的投影变换 5.3.1 投影变换分类 5.3.2 平行投影 5.3.2.1 正平行投影(三视图) 5.3.2.2 斜平行投影 业搜---www.yeaso.com CAD教育网制作www.cadedu.com 《计算机图形学原理及算法教程》(Visual C++版)和青芳清华大学出版社出版 5.3.2.3 透视投影 5.4 三维变换程序设计案例 5.5 课后练习 第 6 章曲线与曲面 6.1 曲线曲面参数表示的基础知识 6.1.1 非参数表示和参数表示 6.1.2 参数表示的基本特征 6.1.3 曲线段之间的连续性 6.1.4 曲线曲面设计中的几个概念 6.2 常用参数曲线 6.2.1 一般规则空间曲线 6.2.2 Bezier 曲线 6.2.3 B 样条曲线 6.3 参数曲面 6.3.1 函数式曲面 6.3.2 旋转曲面 6.4 常用曲面 6.4.1 双曲线曲面 6.4.2 Bezier 曲面 6.4.3 B 样条曲面 6.5 曲面与曲线程序设计案例 6.6 课后练习 第 7 章几何造型 7.1 实体的表示模型 7.1.1 形体的边界表示模型 7.1.2 构造表示 7.1.3.边界表示 7.1.3.1 欧拉操作 7.1.3.2 集合运算 7.2 求交分类 7.2.1 求交分类 7.2.2 基本的求交算法 7.2.2.1 线与线的求交计算 7.2.2.2 线与面的求交计算 7.2.2.3 曲面与曲面的求交 7.3 图形相交-相切程序设计案例 7.4 非传统造型技术 7.4.1 基本概念 7.4.2 分形造型对模型的基本要求 7.4.3 分形造型的常用模型 7.4.4 分数维图形应用 7.5 分形造型程序设计案例 7.6 课后练习 业搜---www.yeaso.com CAD教育网制作www.cadedu.com 《计算机图形学原理及算法教程》(Visual C++版)和青芳清华大学出版社出版 第 8 章消隐技术 8.1 线消隐 8.2 面消隐 8.2.1 区域排序算法 8.2.2 深度缓存(Z-buffer)算法 8.2.3 扫描线算法 8.3 消隐 8.4 消隐技术程序设计案例 8.5 课后练习 第 9 章真实感图形绘制 9.1 颜色模型 9.1.1 CIE 色度图 9.1.2 常用的颜色模型 9.2 简单光照明模型 9.2.1 Phong 光照明模型 9.3 局部光照明模型 9.3.1 局部光照明模型 9.4 光透射模型 9.4.1 透明效果的简单模型 9.4.2 Whitted 光透射模型 4.4.3 Hall 光透射模型 9.4.4 简单光反射透射模型 9.5 纹理及纹理映射 9.5.1 纹理的概述 9.6 整体光照明模型 9.6.1 光线跟踪算法 9.6.2 辐射度方法 9.7 真实感图形学程序设计案例 9.8 课后练习 第 10 章计算机动画 10.1计算机动画概述 10.2计算机动画的应用领域 10.3 计算机动画的分类和原理 10.4 目前计算机动画面临的问题 10.5 计算机动画程序设计案例 10.5.1 帧动画 10.5.1 实时动画 10.6 练习题