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出版者:人民邮电出版社

作者:(美)Richard S. Wright Jr Michael Sweet

出品人:

页数:626

译者:

出版时间:2001-6

价格:78.00元

装帧:

isbn号码:9787115092335

丛书系列:

图书标签:

• CS
• OpenGL
• 图形学
• 计算机图形学
• 游戏开发
• DirectX
• 渲染
• 3D
• 编程
• C++
• 图形引擎

图形学的前沿与实践：深度解析现代渲染管线与高性能编程 图书名称：现代图形编程与实时渲染技术 内容简介： 本书旨在为读者提供一个全面、深入且与时俱进的现代计算机图形学知识体系。我们聚焦于当今图形渲染领域的核心技术、底层原理以及高效的编程实践，特别关注那些在实时应用（如游戏、模拟、虚拟现实/增强现实）中至关重要的概念和优化策略。本书并非对任何特定API或旧版教材的简单复述，而是一份立足于最新硬件架构和图形标准（如Vulkan、Metal和DirectX 12）的实战指南。 全书结构围绕现代图形渲染管线的核心流程展开，从数据的准备到最终像素的生成，层层递进，确保读者不仅知其然，更能知其所以然。 第一部分：图形学基础与现代管线概览 本部分首先回顾了三维图形学中不可或缺的数学基础，但重心迅速转向现代API的编程范式。我们深入探讨了向量代数、变换（平移、旋转、缩放）的矩阵表示，以及投影（透视与正交）在现代GPU计算中的作用。 随后，本书详细解析了现代图形渲染管线（Programmable Pipeline）的结构。我们不再局限于传统的固定功能阶段，而是着重分析可编程着色器（Shader）在各个阶段的精确作用，包括顶点处理、裁剪、光栅化以及片段处理的流水线结构。特别地，我们会讲解GPU的SIMD（单指令多数据）架构如何影响我们编写高效的顶点和片段程序。 第二部分：着色器语言与底层编程模型 本章是本书技术深度的核心体现。我们将集中精力剖析现代着色器语言（如GLSL的最新版本或HLSL的现代特性）的语法、内置变量和高级控制流。不仅仅是语法教学，更重要的是理解如何利用这些语言特性来最大化GPU的并行计算能力。 我们会深入研究不同类型的着色器程序： 1. 顶点着色器（Vertex Shader）： 讨论如何实现复杂的形变、蒙皮动画（Skinning）以及法线变换。 2. 几何着色器（Geometry Shader）与计算着色器（Compute Shader）： 探讨几何着色器在动态生成几何体方面的应用，以及计算着色器如何作为强大的通用并行计算工具（GPGPU），用于物理模拟、后处理特效甚至数据并行处理。 3. 片段着色器（Fragment Shader）： 这是决定最终视觉效果的关键。我们将详细讲解光照模型的实现，从基础的Phong模型到更复杂的基于物理的渲染（PBR）模型，如Cook-Torrance或GGX BRDF的数学原理与高效实现。 第三部分：高性能资源管理与数据流 在现代图形编程中，数据如何在CPU内存、系统内存和GPU显存之间高效流动，是性能优化的关键瓶颈。本部分聚焦于资源管理。 缓冲区对象（Buffer Objects）： 深入讲解顶点缓冲区（VBO）、索引缓冲区（EBO）以及统一缓冲区对象（UBO/Constant Buffers）的创建、映射和更新策略。重点讨论持久映射（Persistent Mapping）和零拷贝（Zero-Copy）技术，以减少CPU等待GPU的时间。 纹理采样与内存布局： 分析不同纹理格式（如浮点纹理、深度纹理、多重采样抗锯齿MSAA纹理）的内存占用和采样性能差异。讨论Mipmap生成和各向异性过滤（AF）对渲染质量和性能的影响。 同步机制： 阐述现代API中引入的屏障（Barriers）和信号量（Semaphores）机制，这是实现异步计算和高效资源同步的基石。 第四部分：高级渲染技术与视觉效果 本部分将引导读者超越基础的几何渲染，进入实现高质量视觉效果的领域。 延迟渲染（Deferred Shading）与延迟光照： 详述G-Buffer的结构、写入过程以及如何利用这些数据在后续阶段高效地处理成百上千的光源，这是现代大型场景渲染的标准做法。 阴影技术： 比较经典的阴影贴图（Shadow Mapping）的局限性（如走样和精度问题），并深入讲解解决这些问题的技术，如级联阴影贴图（CSM）和百分比更近模糊（PCF）。 后处理管线（Post-Processing）： 讲解如何利用全屏四边形（Quad）和计算着色器实现复杂的视觉效果，包括环境光遮蔽（SSAO）、屏幕空间反射（SSR）、景深（DoF）以及色彩分级（Color Grading）。 抗锯齿方案： 对FXAA、TXAA和最新的TAA技术进行比较分析，并提供在PBR流程中应用TAA的最佳实践。 第五部分：并行计算与数据驱动渲染 本书的最终目标是培养读者利用GPU的通用计算能力。 Compute Shader实战： 详细介绍如何使用计算着色器进行粒子系统模拟、布料模拟，以及用于加速CPU难以处理的数据并行任务（如大规模碰撞检测）。 数据结构优化： 介绍如何在GPU上高效地组织场景数据，例如使用八叉树（Octree）或层次化包围盒（BVH）进行加速光线追踪（如果API支持）或剔除。 现代API的抽象与效率： 虽然本书不局限于某一特定API，但会深入分析Vulkan/DX12等新一代API如何通过显式管理命令列表（Command Lists）和描述符集（Descriptor Sets）来提升CPU端提交渲染命令的效率，减少驱动程序开销。 总结： 本书内容旨在构建一个坚实的理论基础与前沿的工程实践之间的桥梁。读者在学完本书后，将能够独立设计、实现和优化复杂的实时三维渲染系统，理解底层硬件对软件设计的影响，并能够快速掌握未来图形技术的发展方向。本书适合具有一定C++/面向对象编程基础，并希望深入掌握现代GPU编程的工程师、专业游戏开发者以及高阶图形学研究人员。

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有些语句翻译的比较难以理解，严重怀疑译者是不是计算机专业的从业人员。对文字的校对方面，也难以让人接受，时不时的会发现错误，影响阅读感受。 比如：Visual C++ 2008 Express Edition，翻译成Visual C++ 2008速成版。其他的就不说了，就这个翻译就够奇葩的了。 原书的写法...  

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书中排版，印刷错误百出，居然前后有一模一样的一段文字，太让人心寒了，不知道付飞拿到书后是什么感觉，真是误人子弟啊。 书中排版，印刷错误百出，居然前后有一模一样的一段文字，太让人心寒了，不知道付飞拿到书后是什么感觉，真是误人子弟啊。 书中排版，印刷错误百出，居...  

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严重鄙视出版社。这本书硬生生的少了好几百页吧，和英文版相比？大家没有发现？api参考表中，api只写到s，后面tuvwxyz都没有了？难道没人发现？难道就欺负中国人傻！难道中国人就不看完？出版社的态度令人发指！  

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