"《3D游戏编程入门:DirectX 10》由Frank D. Luna撰写,本书介绍了Direct3D 10的交互式计算机图形编程,特别关注游戏开发,内容涵盖数学工具、基础Direct3D编程技术以及高级技术与特效实现。适合中级C++程序员、有其他3D API经验的程序员和希望学习Direct3D 10新特性的高级程序员阅读。读者需具备高等数学、C++和Win32 API基础知识。"
在"纹理/正切空间"这一主题中,3D纹理映射是计算机图形学中的一个重要概念,用于将2D图像(纹理)应用到3D模型表面,增加视觉真实感。正切空间是一个相对于模型表面的局部坐标系,用于更精确地处理纹理坐标,特别是在处理复杂的表面变形时,如曲面的凹凸贴图或法线贴图。在没有拉伸问题的理想情况下,纹理映射可以使纹理平滑地覆盖在三角形上。
正切空间的构建通常涉及计算每个顶点的正切向量、副切向量和法线向量,这三个向量共同定义了一个坐标系,允许在考虑表面曲率的情况下进行纹理坐标变换。在Direct3D中,这些信息可以通过着色器程序处理,确保在不同的视角下,纹理能够正确地与3D模型同步变形。
在Direct3D 10中,使用着色器模型4.0,开发者可以编写自定义的顶点和像素着色器来处理正切空间的计算,包括纹理坐标的转换。这种转换对于实现诸如法线贴图映射(Normal Mapping)、环境光遮蔽(Ambient Occlusion)和镜面高光(Specular Highlighting)等高级光照效果至关重要。这些技术能显著提升3D场景的视觉质量,使物体表面看起来更加细腻且有深度。
此外,纹理混合和模板操作也是Direct3D 10中常见的技术,用于处理多个纹理的叠加和透明效果,例如实现复杂材质的纹理组合或者创建半透明物体。这部分内容通常涉及到像素着色器的编程,通过控制纹理采样和颜色混合来达到预期效果。
在第III部分,书中会深入到更有趣的技术和特效,如网格渲染(用于构建复杂3D场景)、地形渲染(处理大规模户外环境)、拾取技术(用户与3D对象的交互)、粒子系统(模拟火焰、烟雾等动态效果)、环境贴图映射(用于模拟反射和光滑表面的镜面效果)、法线贴图映射(用于增强表面细节)和阴影(增加场景的真实感)。这些技术的实现都需要对Direct3D 10的管线和着色器有深入理解。
"纹理/正切空间"是3D图形编程中的关键环节,直接影响着3D模型的视觉表现。通过学习Direct3D 10的相关知识,开发者能够创建出更加生动、真实的3D游戏世界。无论是初学者还是经验丰富的程序员,都能从本书中找到对应层次的学习路径,并逐步掌握3D图形编程的精髓。