OpenGL高级编程与可视化系统开发

OpenGL高级编程与可视化系统开发 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:中国水利水电出版社
作者:和平鸽工作室
出品人:
页数:445
译者:
出版时间:2005-11
价格:58.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787508433356
丛书系列:
图书标签:
  • 图形学
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具体描述

OpenGL是最近几年发展起来的性能优越的开放式三维图形标准,利用它可以创作出具有照片质量的、独立于窗口系统、操作系统和硬件平台的三维彩色图形和动画。目前,OpenGL在可视化系统、虚拟现实系统和三维游戏方面得到了广泛应用。 本书及其姊妹篇的主要内容是介绍如何利用OpenGL图形库开发可视化应用系统。 本书主要介绍多个可视化仿真实例,包括一个场景编辑系统、两个三维游戏和五个可视化仿真项目。充分利用这些源代码和编程思想,可以大大节省读者开发可视化仿真项目的时间。 本书姊妹篇《OpenGL高级编程与可视化系统开发——高级编程篇(第二版)》主要以实例的方式讲述一些特殊可视化效果的编程方法,包括地形、云彩、海浪、烟雾、粒子系统、飞行器尾焰等,掌握这些特效的制作对于开发高逼真度图形非常重要。 本书深入浅出、内容广泛,可供从事可视化系统开发、三维游戏开发或其他图形应用程序开发的各大专院校学生、教员和研究人员参考,也可作为OpenGL三维图形编程的培训教程或供其他相关专业人士和计算机爱好者阅读。 本书所附光盘包含书中全部应用实例的源代码。

好的,以下是一份关于其他技术主题的图书简介,旨在详细介绍其内容,同时避免提及您提到的特定书籍: --- 图书名称:《现代操作系统内核设计与实践》 图书简介 本书深入剖析了现代操作系统(Operating System, OS)内核的设计原理、核心组件及其在当前多核、异构计算环境下的实现策略。本书面向系统程序员、操作系统研究人员以及希望深入理解计算机底层机制的开发者,旨在提供一套全面且实践导向的知识体系。 第一部分:内核基础与架构 本部分奠定了理解操作系统的理论基础和结构概念。首先,我们将探讨操作系统的核心职能,包括进程管理、内存管理、文件系统和设备驱动的抽象。重点分析了单核与多核系统下的基本调度算法,如优先级继承、实时调度(如EDF和RMS)的理论模型与实际应用。 我们详细解析了现代内核的宏观架构,对比了单体内核(Monolithic Kernel)、微内核(Microkernel)和混合内核的设计哲学。通过对这些架构的权衡分析,读者将能理解为何不同的操作系统选择不同的结构路径,以及这种选择对系统性能、稳定性和安全性的影响。书中特别关注了模块化设计思想,如何在保持内核稳定性的同时,实现灵活的驱动加载与功能扩展。 第二部分:进程与线程管理的高级主题 进程和线程是操作系统的核心抽象。本书超越了基本的创建与销毁操作,深入探讨了复杂并发环境下的管理技术。我们详细分析了现代CPU架构下的上下文切换开销,以及如何通过优化TLB(Translation Lookaside Buffer)管理和缓存一致性协议来最小化这些开销。 线程调度是本部分的核心内容。我们不仅复习了传统的时分复用调度,更着重介绍了针对NUMA(Non-Uniform Memory Access)架构的调度优化策略,如如何将进程绑定到特定的CPU核集,以减少跨节点内存访问延迟。此外,本书还深入探讨了同步原语的实现机制,包括无锁数据结构(Lock-Free Data Structures)的设计范例,如原子操作(Atomic Operations)在实现高性能并发队列和栈中的应用。 第三部分:内存管理与虚拟化 内存管理是操作系统复杂性的集中体现。本书系统地介绍了虚拟内存(Virtual Memory)的实现细节,包括页表结构(如四级页表)、TLB的刷新机制,以及缺页异常(Page Fault)的处理流程。我们详细阐述了现代操作系统如何管理物理内存池,包括伙伴系统(Buddy System)和 Slab 分配器的优化策略,旨在减少内存碎片并提高分配效率。 虚拟化技术是现代云计算的基石。本部分专门开辟章节讨论了Hypervisor的类型(Type 1和Type 2)及其工作原理。我们重点分析了硬件辅助虚拟化技术(如Intel VT-x/AMD-V)如何改变了访客操作系统与物理硬件的交互方式,并探讨了I/O虚拟化(如SR-IOV)对高性能网络和存储的重要性。 第四部分:文件系统与存储技术 本书对文件系统的描述深入到元数据结构层面。我们详细比较了日志文件系统(如ext4)与写时复制(Copy-on-Write, CoW)文件系统(如Btrfs、ZFS)的设计优劣。读者将学习如何优化文件系统的布局以适应快速的SSD存储介质,以及如何处理延迟写入和数据一致性问题。 在存储技术方面,本书覆盖了RAID(冗余独立磁盘阵列)的软件实现,并探讨了NVMe(Non-Volatile Memory Express)协议如何彻底改变了固态存储的I/O路径。我们还介绍了持久化内存(Persistent Memory, PMem)技术对操作系统内核数据结构设计带来的新挑战与机遇。 第五部分:安全与可信赖内核 系统安全是现代内核设计的核心考量。本部分聚焦于内核层面的安全加固技术。我们详细介绍了地址空间布局随机化(ASLR)的精确实现细节,以及如何通过堆栈保护(Stack Canaries)机制来防御缓冲区溢出攻击。 本书还探讨了更前沿的安全特性,如内核完整性保护(Kernel Integrity Measurement)、强制访问控制(MAC)模型(如SELinux/AppArmor)的工作机制,以及如何利用硬件特性(如TPM/SGX)来构建可信执行环境(TEE)。对于系统调试和故障排查,我们提供了内核级调试工具的使用指南和核心转储(Core Dump)的分析方法。 第六部分:驱动程序与硬件交互 理解内核如何与硬件通信是系统编程的关键。本部分系统介绍了设备驱动的生命周期,从中断处理到I/O请求的完成。我们详细讲解了内存映射I/O(MMIO)和端口I/O的机制,以及如何安全地在内核空间操作寄存器。 针对现代高性能I/O,我们深入分析了中断机制的优化,包括中断合并(Interrupt Coalescing)和中断亲和性(Interrupt Affinity)。最后,本书提供了设计高效、健壮、可移植的内核模块的实践指导,涵盖了模块加载、版本兼容性和内存泄漏检测等重要环节。 通过学习本书,读者将不仅掌握操作系统的理论知识,更能获得在复杂、高性能计算环境中构建和维护健壮系统的实际能力。 ---

作者简介

目录信息

第二版前言第一版前言第1章 OpenGL与图形可视化概述 1.1 图形可视化概述 1.2 OpenGL的发展 1.2.1 关于OpenGL 1.2.2 OpenGL1.X回顾 1.2.3 从1.X到2.0 1.3 OpenGL2.0的新技术 1.3.1 OpenGL2.0由来 1.3.2 OpenGL2.0特点与新技术 1.4 OpenGL基本操作 1.5 OpenGL图形的实现 1.5.1 OpenGL体系结构 1.5.2 渲染上下文(RC) 1.5.3 调色板的使用 1.5.4 像素格式设置 1.5.5 OpenGL处理流程与图形绘制方式 1.6 OpenGL开发库的基本组成 1.6.1 OpenGL开发组件 1.6.2 OpenGL函数 1.7 OpenGL程序运行方式第2章 OpenGL编程基础 2.1 OpenGL绘图基本知识 2.1.1 基本数据类型 2.1.2 图形绘制 2.1.3 显示列表 2.1.4 OpenGL颜色 2.1.5 OpenGL光照模型 2.1.6 材质设置 2.1.7 纹理映射 2.1.8 选择与反馈 2.1.9 帧缓存与动画 2.2 基于对话框的OpenGL图形程序的基本框架 2.2.1 程序说明 2.2.2 理论基础 2.2.3 编程步骤 2.2.4 加入到AppWizard 2.3基于单文档的OpenGL图形程序的基本框架 2.3.1 程序说明 2.3.2 理论基础 2.3.3 编程步骤 2.3.4 加入到AppWizard 2.4 基于多文档的OpenGL图形程序的基本框架 2.4.1 程序说明 2.4.2 理论基础 2.4.3 编程步骤 2.4.4 加入到AppWizard 2.5 Visual Basic语言开发OpenGL程序的基本框架 2.5.1 程序说明 2.5.2 添加OpenGL引用 2.5.3 OpenGL窗口的初始化 2.5.4 OpenGL图形的绘制 2.6 Fortran语言开发OpenGL程序的基本框架 2.6.1 程序说明 2.6.2 添加OpenGL开发库 2.6.3 OpenGL窗口的初始化 2.6.4 OpenGL图形的绘制……
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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作为一名对计算机图形学充满热情的学生,我在寻找一本能够真正帮助我理解OpenGL底层原理和高级应用的书籍,而《OpenGL高级编程与可视化系统开发》无疑是我的首选。这本书的优势在于其内容的深度和广度,它不仅仅教授API的使用,更深入地解析了背后的原理。我特别喜欢书中关于“渲染管线”的讲解,从模型加载、顶点处理,到光栅化、像素着色,再到帧缓冲操作,作者都做了非常详尽的介绍,并且通过大量的GLSL代码示例,让我能够直观地理解每一个环节是如何工作的。书中对“性能优化”的探讨也让我受益匪浅,它分享了许多实用的技巧,例如如何使用VBO和VAO来减少CPU到GPU的数据传输,如何通过GPU实例化来渲染大量相同的物体,以及如何利用计算着色器来进行并行计算等。我一直对“粒子系统(Particle Systems)”的实现非常感兴趣,这本书正好提供了关于如何使用OpenGL创建各种效果的粒子系统,例如爆炸、烟雾、火焰等,这为我后续的特效开发提供了重要的参考。此外,书中对“高级纹理技术”的讲解,例如纹理数组、多级渐远纹理(Mipmaps)以及各向异性过滤等,也让我能够创建出更高质量的视觉效果。总而言之,这本书为我打开了OpenGL世界的新大门,让我对图形编程有了更深刻的认识和更强的实践能力。

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这本《OpenGL高级编程与可视化系统开发》简直是为我这种OpenGL进阶者量身打造的!我之前已经掌握了OpenGL的基础知识,可以绘制一些简单的图形,但总感觉在实现更复杂、更逼真的效果时力不从心。这本书从基础的顶点数组对象(VAO)和顶点缓冲对象(VBO)的优化使用,讲到如何高效地管理和更新纹理数据,再到深入探讨各种渲染管线阶段的原理,每一章都给我带来了新的启发。特别是关于“可编程流水线”的章节,详细解析了顶点着色器、几何着色器、片段着色器以及Tessellation着色器的作用和实际应用,我终于明白了如何利用GPU强大的并行计算能力来处理更复杂的几何变换和像素级别的渲染。书中还引入了PBR(基于物理的渲染)技术,我一直对如何创建逼真的材质和光照效果充满好奇,这本书不仅解释了PBR的理论基础,还提供了具体的GLSL代码示例,让我能够一步步地搭建自己的PBR渲染器。此外,它对阴影映射、屏幕空间环境光遮蔽(SSAO)、延迟渲染等高级渲染技术的讲解也十分到位,让我对如何模拟真实世界的光影效果有了更深刻的理解。这本书的篇幅虽然不小,但逻辑清晰,循序渐进,即使是比较晦涩的技术概念,作者也能用生动形象的比喻和清晰的代码片段来解释,大大降低了学习门槛。对于那些希望将OpenGL技术提升到新高度的开发者来说,这本书绝对是一笔宝贵的财富。

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作为一名图形学领域的从业者,我一直在寻求能够深化对OpenGL理解的书籍,而《OpenGL高级编程与可视化系统开发》给了我很多惊喜。这本书的特点在于,它并非仅仅罗列API,而是从原理层面出发,深刻剖析了OpenGL的每一个重要概念。我特别欣赏它在“数据管理”方面的详尽阐述,例如如何高效地管理顶点数据、纹理数据以及uniform数据,以及如何利用VAO和VBO的组合来优化绘制调用。书中对“着色器优化”的技巧也十分实用,例如如何减少指令数量、避免不必要的计算、利用纹理查找替代复杂计算等,这些都是提升渲染性能的关键。我一直对“体渲染(Volume Rendering)”技术很感兴趣,这本书恰好也涉及了这一领域,虽然不是本书的重点,但它提供了对体渲染基本原理的介绍,以及如何利用OpenGL实现简单的体渲染效果,这为我后续深入研究打下了基础。此外,书中对“图形API的抽象和封装”的讨论也让我受益匪浅,理解了如何构建一个可移植、可扩展的图形引擎,这对于任何大型图形项目都至关重要。我尤其喜欢作者在书中关于“GPU编程模型”的讲解,它帮助我更清晰地理解了GPU的并行计算能力是如何被调度的,以及如何编写更高效的GPU代码。这本书不仅满足了我对OpenGL的深度学习需求,更启发了我对整个可视化系统设计的思考。

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我是一名游戏开发爱好者,一直梦想着能够开发出视觉效果震撼的游戏。在接触了《OpenGL高级编程与可视化系统开发》这本书后,我感觉自己离这个梦想又近了一大步。这本书不仅仅是关于OpenGL API的堆砌,更是将OpenGL与实际的可视化系统开发紧密结合起来,从底层原理到上层应用,全方位地展示了如何构建强大的图形应用程序。我特别欣赏它在“性能优化”方面的深度剖析,书中讲解了如何通过数据结构的选择、算法的优化以及GPU特性的利用来提升渲染效率,例如多线程渲染、GPU实例化等技术,这些都是我之前在网上零散学习但未能系统掌握的。对于“可视化系统”这个概念,这本书也给出了非常全面的阐述,它不仅仅局限于三维模型渲染,还涵盖了数据可视化、用户界面交互的图形绘制等方面,让我的视野更加开阔。书中对“计算着色器”的讲解让我印象深刻,我一直知道GPU可以进行通用计算,但具体如何应用到实际场景中,例如粒子系统模拟、大规模数据处理等,一直是个谜。这本书通过具体的案例,展示了计算着色器在并行计算方面的强大能力,让我看到了将其应用于游戏开发中,例如实时模拟天气、物理效果的巨大潜力。此外,书中对“跨平台开发”的考虑也让我赞赏,它分享了如何在不同的操作系统和硬件平台上实现OpenGL应用程序的兼容性,这对于我希望自己的作品能够被更多人体验到非常有帮助。

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长期以来,我一直在寻找一本能够帮助我理解和实现高级图形技术的书籍,而《OpenGL高级编程与可视化系统开发》无疑是市场上的一颗璀璨明珠。它不仅仅是关于OpenGL本身,更是将OpenGL置于更广阔的可视化系统开发的框架中进行探讨。我最看重的是它对于“渲染管线”的深度讲解,从模型的加载、变换,到光照、阴影,再到后处理效果,作者都做了非常细致的分析。特别是关于“剔除(Culling)”和“遮挡剔除(Occlusion Culling)”的章节,让我明白了如何在场景中高效地剔除不可见物体,从而减少GPU的渲染负担,这对大型场景的性能优化至关重要。书中对“纹理采样”和“滤镜”的讲解也相当深入,例如各向异性过滤、双线性过滤、三线性过滤等,让我能根据不同的需求选择最合适的纹理采样方式,以获得最佳的视觉效果。我尤其对书中关于“后处理效果”的实现方法非常感兴趣,如景深、运动模糊、泛光(Bloom)、色差等,这些效果能够极大地提升场景的真实感和艺术表现力。作者提供的GLSL代码示例清晰易懂,让我能够快速地将这些技术应用到自己的项目中。这本书的价值不仅仅在于传授知识,更在于激发读者对图形学的探索热情,让我对未来的开发工作充满了信心。

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这本书《OpenGL高级编程与可视化系统开发》对我的OpenGL学习历程来说,是一个重要的里程碑。我之前学习OpenGL时,经常会遇到一些瓶颈,比如如何处理大规模的场景、如何实现复杂的动态效果等等。这本书非常系统地解决了这些问题。我特别喜欢它对“场景管理”和“层次结构”的讲解,例如如何使用场景图(Scene Graph)来组织和管理复杂的3D场景,以及如何通过父子节点关系来实现物体的变换和动画。这对于创建大型、可交互的3D应用非常重要。书中对“插值(Interpolation)”的深入探讨,例如线性插值、球面线性插值(Slerp)等,让我明白了如何在顶点之间以及其他数据类型之间进行平滑的过渡,这在动画和特效制作中是必不可少的。我还从书中学习到了如何使用“帧缓冲对象(Framebuffer Objects, FBOs)”来实现离屏渲染,这为实现各种复杂的渲染技术,如多通道渲染、屏幕后处理效果等提供了基础。书中对“光照模型”的讲解也非常全面,不仅包括了经典的Phong、Blinn-Phong模型,还深入讲解了基于物理的渲染(PBR)及其相关的BRDF(双向反射分布函数),让我能够创建出更加逼真和自然的材质。这本书的实战性非常强,通过大量的代码示例,我能够将理论知识转化为实际操作,不断提升自己的编程能力。

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作为一名对计算机图形学充满热情的学生,我一直在寻找一本能够深入理解OpenGL底层机制的书籍,而《OpenGL高级编程与可视化系统开发》恰好满足了我的需求。这本书并没有仅仅停留在“如何调用API”的层面,而是从“为什么”开始,深入剖析了OpenGL渲染管线的每一个环节,以及GPU是如何工作的。例如,它详细解释了“状态管理”的重要性,以及如何通过有效地管理OpenGL的状态来避免不必要的开销。书中关于“着色器语言(GLSL)”的讲解也非常详尽,从变量、类型、函数到内置变量、uniform变量、attribute变量,再到各种着色器阶段的输出和输入,作者都一一做了清晰的阐述,并提供了大量易于理解的示例代码。我特别喜欢书中关于“几何体实例化”的介绍,这是一种能够极大地提高渲染效率的技术,特别是在绘制大量相同或相似的物体时,例如森林中的树木、城市中的建筑等。通过实例化,我们可以一次性将多个物体的变换信息发送给GPU,从而减少CPU到GPU的通信次数。这本书还介绍了如何使用“纹理数组”和“多级渐远纹理(Mipmaps)”来优化纹理的使用,这对于提升渲染质量和性能至关重要。总的来说,这本书为我构建了扎实的OpenGL理论基础,并且提供了丰富的实践经验,让我能够自信地去探索更复杂的图形编程领域。

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我是一名视觉特效工程师,一直致力于探索更先进的渲染技术,《OpenGL高级编程与可视化系统开发》这本书是我近期看过最令我兴奋的一本。它不仅仅是一本关于OpenGL的技术手册,更是对现代可视化系统设计理念的一次深入解读。我特别欣赏书中关于“着色器程序(Shader Programs)”的讲解,它不仅仅介绍了如何编写顶点着色器和片段着色器,还深入探讨了几何着色器、Tessellation着色器以及计算着色器等更高级的着色器阶段,并提供了如何在这些阶段实现复杂效果的示例,例如动态生成几何体、根据距离细分模型、以及利用计算着色器进行物理模拟等。这些技术对我来说非常有价值,能够帮助我创造出更具表现力和互动性的视觉效果。书中对“纹理映射”的讲解也相当透彻,它不仅介绍了基本的纹理坐标系统,还深入讲解了Cube Mapping、Texture Atlasing、以及如何使用纹理数组来高效地管理和访问纹理数据。我尤其对书中关于“光照和阴影”的实现方式非常感兴趣,它不仅讲解了各种光照模型,还深入探讨了阴影映射、级联阴影映射(Cascaded Shadow Mapping)、以及软阴影的实现技术,这些都是打造真实感场景的关键。这本书为我提供了一个坚实的理论基础和丰富的实践经验,让我能够不断突破自己的技术瓶颈。

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我是一名独立游戏开发者,对于图形渲染技术一直有着强烈的追求。《OpenGL高级编程与可视化系统开发》这本书,无疑是助力我实现这一目标的一本利器。它超越了基础OpenGL的范畴,将我带入了更高级的可视化系统开发领域。我特别欣赏书中关于“高效渲染”的策略,例如如何通过批处理(Batching)和实例化(Instancing)来减少绘制调用,如何利用视锥剔除(Frustum Culling)来移除场景中不可见的物体,以及如何优化纹理和网格数据的加载和管理。这些技术对于开发大型、高性能的游戏至关重要。书中对“着色器编程”的深入剖析更是让我眼前一亮,它不仅讲解了顶点着色器和片段着色器,还详细介绍了几何着色器、Tessellation着色器以及计算着色器,并提供了相关的GLSL代码示例,让我能够实现更复杂、更具表现力的视觉效果,例如程序化生成几何体、动态 LOD(Level of Detail)以及物理模拟等。我尤其对书中关于“全局光照(Global Illumination)”和“高级阴影技术”的讲解印象深刻,这些内容对我开发逼真场景至关重要。这本书为我提供了丰富的实践经验和深刻的理论指导,让我能够自信地去探索更广阔的图形编程领域。

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在OpenGL的学习之路上,《OpenGL高级编程与可视化系统开发》是我遇到的最系统、最深入的一本书。我之前虽然接触过OpenGL,但总是感觉停留在表面,无法深入理解其工作原理。这本书从根本上改变了我的认知。我特别喜欢它在“缓冲管理”方面的详细讲解,例如如何有效地利用顶点缓冲对象(VBO)、索引缓冲对象(IBO)以及通用顶点属性(Vertex Attributes)来组织和提交顶点数据,从而最大限度地提高GPU的利用率。书中对“着色器优化”的技巧也让我受益匪浅,它分享了许多实用的方法,如如何利用插值优化着色器计算、如何通过纹理查找来替代复杂的数学运算、以及如何避免过度的纹理采样等。我一直对“后处理(Post-processing)”技术充满兴趣,这本书恰好提供了对各种流行后处理效果的实现方法,如高斯模糊、泛光(Bloom)、景深(Depth of Field)、运动模糊(Motion Blur)以及色差(Chromatic Aberration)等,这些效果能够极大地增强画面的表现力。书中提供的GLSL代码示例清晰且易于理解,让我能够快速地将这些技术应用到自己的项目中。总而言之,这本书不仅为我打下了扎实的OpenGL理论基础,更教会了我如何从性能和视觉效果两方面去思考图形编程问题。

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