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從1開始3D編程(清華科技大講堂)

  • 作者：編者:徐星|責編:黃芝//薛陽
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302548041
  • 出版日期：2020/07/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：202
人民幣：RMB 49.8 元      售價：元
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內容大鋼
    本書系統全面地介紹了在透視投影、正交投影、光線追蹤等不同場景下，3D編程的基礎知識，簡稱為「1」。1包含兩方面的內容：輸入的頂點紋理坐標1，經過3D流水線處理后，輸出內容的尺寸；3D程序和流水線的幾何數學基礎。本書可以作為分析Android、Chromium的圖形系統和設計遊戲引擎的理論基礎，也可以作為高校電腦圖形學課程的參考讀物。
    本書將透視投影拆分為幾何模型和透視除法模型兩部分進行分析；也分析了3D程序常用的模型視圖變換、視口變換、紋理映射等對3D頂點紋理坐標1的影響；分析了虛擬現實使用的透鏡畸變的形成原因，以及通過模型變換或者紋理映射實現的畸變校正。本書還分析了一些基於透視投影或者類似透視投影的常用3D編程模型，如雙攝像頭立體成像、延遲渲染、陰影等。對於正交投影，分析了正交投影的基本變換，同時分析了基於正交投影的Skia，包括Skia的頂點坐標、紋理坐標等的特點。此外，本書分析了光線追蹤的基本原理，並利用計算著色器模擬了部分物體的光線追蹤。最後，介紹了一種通用的GPU的多進程、多線程模型。
    本書提供了大量基於WebGL和Vulkan的示例來驗證書中的結論，以加深讀者對問題的理解。
作者介紹
編者:徐星|責編:黃芝//薛陽
    徐星，2007年于武漢大學獲理學碩士學位。曾從事Mameo、Android等移動操作系統和Chromium瀏覽器的2D、3D圖形系統的開發工作，同時對Fuchsia的底層圖形系統也有研究。發表過多篇行業評論文章，如《Google Fuchsia對中國操作系統的啟示》等。目前就職于英特爾亞太研發有限公司，從事Chromium瀏覽器圖形系統的開發，是Chromium Committer。
目錄
第1章  3D程序分析方法
  1.1  輸入頂點數據
    1.1.1  描述頂點
    1.1.2  傳遞頂點
    1.1.3  綁定頂點緩衝區
  1.2  輸入MVP數據
  1.3  輸入紋理
    1.3.1  創建並傳遞紋理
    1.3.2  綁定紋理
  1.4  輸出幀緩衝
  1.5  數據處理過程
  1.6  TensorFlow JS的輸入輸出
  1.7  Vulkan的輸入輸出
  1.8  GL和Vulkan的線程模型
  1.9  源碼下載和編譯
  小結
第2章  3D圖形學基礎
  2.1  符號和約定
  2.2  向量的基本運算
  2.3  齊次坐標
    2.3.1  4×4齊次矩陣
    2.3.2  平行線相交
  2.4  頂點、三角形、片元
  2.5  光柵化原語
  2.6  視景體
  2.7  光照模型
  小結
第3章  透視投影
  3.1  左右手坐標系
  3.2  3D坐標和坐標系
  3.3  3D流水線
  3.4  小孔成像
  3.5  模型變換和世界變換的意義
  3.6  透視投影的幾何模型
    3.6.1  眼睛坐標到投影坐標
    3.6.2  投影坐標到NDC坐標——xy分量
    3.6.3  眼睛坐標到NDC坐標——xy分量
    3.6.4  眼睛坐標到NDC坐標——z分量
    3.6.5  裁剪
    3.6.6  透視投影的幾何模型
    3.6.7  幾何模型的演算法分析
  3.7  透視投影的透視除法模型
    3.7.1  眼睛坐標到裁剪坐標——xy分量
    3.7.2  眼睛坐標到NDC坐標——zw分量
    3.7.3  透視除法
    3.7.4  裁剪
    3.7.5  FOV表示透視投影矩陣
    3.7.6  真實深度
   小結
第4章  視圖變換和眼睛坐標系

  4.1  平移
  4.2  旋轉
  4.3  視圖變換矩陣
  4.4  示例
   小結
第5章  正交投影
  5.1  坐標系和坐標變換
  5.2  正交投影變換
   小結
第6章  視口變換
  6.1  NDC到窗口的變換
  6.2  NDC到[O，1]的變換
  小結
第7章  3D頂點——3D世界的1
  7.1  眼睛坐標
  7.2  正交投影
  7.3  透視投影
  小結
第8章  紋理坐標
  8.1  像素和多重採樣
  8.2  三角形插值
    8.2.1  最近距離法
    8.2.2  加權距離法
    8.2.3  重心坐標法
  8.3  紋理映射和紋理坐標
    8.3.1  環繞模式
    8.3.2  非全窗口輸出
    8.3.3  全窗口輸出：NDC頂點坐標1，uv小於1
    8.3.4  全窗口輸出：NDC頂點坐標1，Mv大於1
    8.3.5  非歸一化的紋理坐標
  8.4  點原語及其紋理坐標
  8.5  網格和紋理映射
    8.5.1  Blender介紹
    8.5.2  平面紋理映射
    8.5.3  球體紋理映射
   小結
第9章  VR枕形畸變
  9.1  理想薄凸透鏡的放大率
  9.2  厚凸透鏡的畸變
    9.2.1  厚凸透鏡的基點和焦距公式
    9.2.2  厚凸透鏡的畸變
    9.2.3  厚凸透鏡放大率的泰勒級數
  9.3  畸變校正
    9.3.1  像差畸變校正
    9.3.2  像比例畸變校正
  小結
第10章  一種特殊的全窗口顯示的方法
  10.1  三個頂點實現全窗口顯示
  10.2  O頂點實現全窗口顯示
  小結

第ll章  光線追蹤
  11.1  正向追蹤和逆向追蹤
  11.2  光線追蹤過程
  11.3  射線生成
  11.4  FOV、像的大小、占屏比
  11.5  光線追蹤實現遠小近大
  11.6  光線追蹤平面
    11.6.1  射線和平面的關係
    11.6.2  射線和平面相交的實現
    11.6.3  Skybox
  11.7  光線追蹤三角形
    11.7.1  射線和三角形的相交
    11.7.2  光線追蹤三角形實現
  11.8  光線追蹤球
    11.8.1  射線和球的相交
    11.8.2  光照計算
    11.8.3  光線追蹤的1
  11.9  光線追蹤的陰影實現
  11.10  光線追蹤和光柵化對比
  11.11  示例
  小結
第12章  透視投影的其他應用
  12.1  雙攝像頭立體成像
  12.2  延遲渲染
    12.2.1  深度測試剔除所有被遮擋的點
    12.2.2  示例
  12.3  陰影
    12.3.1  生成最近深度紋理
    12.3.2  使用深度紋理
    12.3.3  示例
  小結
第13章  Skia
  13.1  Skia基礎
    13.1.1  常用介面
    13.1.2  Skia矩陣
    13.1.3  測試方法
  13.2  Skia物體坐標和世界坐標
    13.2.1  物體坐標
    13.2.2  模型變換
  13.3  Skia紋理坐標
    13.3.1  頂點坐標不包含模型變換
    13.3.2  頂點坐標包含模型變換
  13.4  Skia正交投影
    13.4.1  正交投影
    13.4.2  窗口映射
    13.4.3  窗口映射對原點的影響
  13.5  Skia圖像邊緣檢測
    13.5.1  Sobel運算元
    13.5.2  實現邊緣檢測
  小結

第14章  一種通用的GPU多進程、多線程框架
  14.1  資源
  14.2  紋理Mailbox擴展
  14.3  同步Sync標記擴展
  14.4  資源的生命周期
    14.4.1  顯示客戶端生產資源
    14.4.2  顯示客戶端到顯示合成器的IPC
    14.4.3  顯示合成器使用資源
    14.4.4  刪除資源
  小結
參考文獻

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