推薦語
譯者序
前　言
第1章　OpenGL概述 1
1.1　什麼是OpenGL 1
1.2　初識OpenGL程序 2
1.3　OpenGL語法 6
1.4　OpenGL渲染管綫 7
1.4.1　準備嚮OpenGL傳輸數據 8
1.4.2　將數據傳輸到OpenGL 8
1.4.3　頂點著色 9
1.4.4　細分著色 9
1.4.5　幾何著色 9
1.4.6 　圖元裝配 9
1.4.7　剪切 9
1.4.8　光柵化 9
1.4.9　片元著色 10
1.4.10　逐片元的操作 10
1.5　第一個程序：深入分析 10
1.5.1　進入main()函數 10
1.5.2　OpenGL的初始化過程 12
1.5.3　第一次使用OpenGL進行渲染 21
第2章　著色器基礎 25
2.1　著色器與OpenGL 26
2.2　OpenGL的可編程管綫 26
2.3　OpenGL著色語言概述 28
2.3.1　使用GLSL構建著色器 28
2.3.2　存儲限製符 34
2.3.3　語句 37
2.3.4　計算的不變性 41
2.3.5　著色器的預處理器 43
2.3.6　編譯器的控製 45
2.3.7　全局著色器編譯選項 45
2.4　數據塊接口 46
2.4.1　uniform塊 46
2.4.2　指定著色器中的uniform塊 47
2.4.3　從應用程序中訪問uniform塊 48
2.4.4　buffer塊 53
2.4.5　in/out塊 54
2.5　著色器的編譯 54
2.5.1　我們的LoadShaders()函數 58
2.6　著色器子程序 58
2.6.1　GLSL的子程序設置 59
2.6.2　選擇著色器子程序 60
2.7　獨立的著色器對象 62
第3章　OpenGL繪製方式 64
3.1　OpenGL圖元 64
3.1.1　點 65
3.1.2　綫、條帶與循環綫 66
3.1.3　三角形、條帶與扇麵 66
3.2　OpenGL緩存數據 69
3.2.1　創建與分配緩存 69
3.2.2　嚮緩存輸入和輸齣數據 71
3.2.3　訪問緩存的內容 75
3.2.4　丟棄緩存數據 80
3.3　頂點規範 80
3.3.1　深入討論VertexAttrib-Pointer 81
3.3.2　 靜態頂點屬性的規範 84
3.4　OpenGL的繪製命令 86
3.4.1　圖元的重啓動 92
3.5　多實例渲染 96
3.5.1　多實例的頂點屬性 97
3.5.2　在著色器中使用實例計數器 102
3.5.3　多實例方法的迴顧 104
第4章　顔色、像素和幀緩存 105
4.1　基本顔色理論 106
4.2　緩存及其用途 107
4.2.1　緩存的清除 109
4.2.2　緩存的掩碼 110
4.3　顔色與OpenGL 110
4.3.1　顔色的錶達與OpenGL 111
4.3.2　頂點顔色 112
4.3.3　光柵化 114
4.4　多重采樣 115
4.4.1　采樣著色 116
4.5　片元的測試與操作 117
4.5.1　剪切測試 118
4.5.2　多重采樣的片元操作 118
4.5.3　模闆測試 119
4.5.4　模闆的例子 120
4.5.5　深度測試 122
4.5.6　融混 124
4.5.7　融混參數 125
4.5.8　控製融混的參數 125
4.5.9　融混方程 127
4.5.10　抖動 128
4.5.11　邏輯操作 128
4.5.12　遮擋查詢 129
4.5.13　條件渲染 132
4.6　逐圖元的反走樣 133
4.6.1　綫段的反走樣 134
4.6.2　多邊形的反走樣 135
4.7　幀緩存對象 135
4.7.1　渲染緩存 137
4.7.2　創建渲染緩存的存儲空間 138
4.7.3　幀緩存附件 140
4.7.4　幀緩存的完整性 142
4.7.5　幀緩存的無效化 144
4.8　多重渲染緩存的同步寫入 145
4.8.1　選擇顔色緩存來進行讀寫操作 146
4.8.2　雙源融混 148
4.9　像素數據的讀取和拷貝 150
4.10　拷貝像素矩形 152
第5章　視口變換、剪切與反饋 153
5.1　觀察視圖 154
5.1.1　視圖模型 154
5.1.2　相機模型 154
5.1.3　正交視圖模型 157
5.2　用戶變換 158
5.2.1　矩陣乘法的迴顧 159
5.2.2　齊次坐標 161
5.2.3　綫性變換與矩陣 163
5.2.4 　法綫變換 173
5.2.5　OpenGL矩陣 174
5.3　OpenGL變換 177
5.3.1　高級技巧：用戶剪切 178
5.4　transform feedback 179
5.4.1　transform feedback對象 180
5.4.2　transform feedback緩存 181
5.4.3　配置transform feedback的變量 183
5.4.4　transform feedback的啓動和停止 187
5.4.5　transform feedback的示例：粒子係統 189
第6章　紋理 195
6.1　紋理映射 196
6.2　基本紋理類型 197
6.3　創建和初始化紋理 198
6.3.1　紋理格式 202
6.4　代理紋理 207
6.5　設置紋理數據 208
6.5.1　顯式設置紋理數據 208
6.5.2　使用Pixel Unpack緩存 210
6.5.3　從幀緩存拷貝數據 211
6.5.4　從文件加載圖像 212
6.5.5　查詢紋理數據 215
6.5.6　紋理數據布局 215
6.6　采樣器對象 219
6.6.1　采樣器參數 220
6.7　使用紋理 221
6.7.1　紋理坐標 223
6.7.2　組織紋理數據 226
6.7.3　使用多重紋理 227
6.8　復雜紋理類型 229
6.8.1　3維紋理 229
6.8.2　數組紋理 231
6.8.3　立方體映射紋理 231
6.8.4　陰影采樣器 237
6.8.5　深度模闆紋理 238
6.8.6　緩存紋理 238
6.9　紋理視圖 240
6.10　壓縮紋理 243
6.11　濾波 245
6.11.1　綫性濾波 245
6.11.2　使用和生成mipmap 247
6.11.3　計算mipmap級彆 251
6.11.4　mipmap細節層次控製 252
6.12　高級紋理查詢函數 252
6.12.1　顯式細節層次 252
6.12.2　顯式梯度設置 253
6.12.3　偏移後的紋理獲取 253
6.12.4　投影紋理 254
6.12.5　著色器中的紋理查詢 254
6.12.6　收集紋素 256
6.12.7　閤並特殊函數 256
6.13　點精靈 257
6.13.1　帶紋理的點精靈 257
6.13.2　控製點的外觀 259
6.14　渲染到紋理貼圖 260
6.14.1　丟棄已渲染數據 263
6.15　本章總結 264
6.15.1　紋理迴顧 264
6.15.2　紋理的最好實踐 265
第7章　光照與陰影 266
7.1　光照介紹 267
7.2　經典光照模型 267
7.2.1　不同光源類型的片元著色器 268
7.2.2　將計算移到頂點著色器 277
7.2.3　多個光源和材質 279
7.2.4　光照坐標係統 285
7.2.5　經典光照模型的局限 285
7.3　光照模型進階 286
7.3.1　半球光照 286
7.3.2　基於圖像的光照 289
7.3.3　球麵光照 293
7.4　陰影映射 296
7.4.1　創建一張陰影貼圖 297
7.4.2　使用陰影貼圖 299
第8章　程序式紋理 303
8.1　程序式紋理 303
8.1.1　規則的花紋 305
8.1.2　玩具球 311
8.1.3　晶格 318
8.1.4　程序式著色方法的總結 319
8.2　凹凸貼圖映射 319
8.2.1　應用程序設置 321
8.2.2　頂點著色器 323
8.2.3　片元著色器 324
8.2.4　法綫貼圖 326
8.3　程序式紋理的反走樣 326
8.3.1　走樣的來源 327
8.3.2　避免走樣問題 328
8.3.3　提高分辨率 329
8.3.4　高頻率的反走樣 330
8.3.5　頻率截斷 337
8.3.6　程序式反走樣的總結 339
8.4　噪聲 339
8.4.1　噪聲的定義 341
8.4.2　噪聲紋理 345
8.4.3　權衡 348
8.4.4　一個簡單的噪聲著色器 349
8.4.5　湍流 351
8.4.6　大理石 353
8.4.7　花崗岩 353
8.4.8　木紋 354
8.4.9　噪聲的總結 357
8.5　更多信息 357
第9章　細分著色器 359
9.1　細分著色器 359
9.2　細分麵片 360
9.3　細分控製著色器 361
9.3.1　生成輸齣麵片的頂點 362
9.3.2　細分控製著色器的變量 362
9.3.3　細分的控製 363
9.4　細分計算著色器 367
9.4.1　設置圖元生成域 368
9.4.2　設置生成圖元的麵朝嚮 368
9.4.3　設置細分坐標的間隔 368
9.4.4　更多的細分計算著色器layout選項 368
9.4.5　設置頂點的位置 369
9.4.6　細分計算著色器的變量 369
9.5　細分實例：茶壺 370
9.5.1　處理麵片輸入頂點 370
9.5.2　計算茶壺的細分坐標 371
9.6　更多的細分技術 373
9.6.1　視口相關的細分 373
9.6.2　細分的共享邊與裂縫 375
9.6.3　置換貼圖映射 376
第10章　幾何著色器 377
10.1　創建幾何著色器 378
10.2　幾何著色器的輸入和輸齣 380
10.2.1　幾何著色器的輸入 380
10.2.2　特殊的幾何著色器圖元 383
10.2.3　幾何著色器的輸齣 387
10.3　産生圖元 389
10.3.1　幾何體的裁減 389
10.3.2　幾何體的擴充 390
10.4　transform feedback高級篇 394
10.4.1　多重輸齣流 395
10.4.2　圖元查詢 399
10.4.3　使用transform feedback的結果 400
10.5　幾何著色器的多實例化 408
10.6　多視口與分層渲染 409
10.6.1　視口索引 409
10.6.2　分層渲染 414
10.7　本章小結 417
10.7.1　幾何著色器迴顧 417
10.7.2　幾何著色器的經驗談 418
第11章　內存 420
11.1　使用紋理存儲通用數據 420
11.1.1　將紋理綁定到圖像單元 425
11.1.2　圖像數據的讀取和寫入 427
11.2　著色器存儲緩存對象 430
11.2.1　寫入結構化數據 431
11.3　原子操作和同步 431
11.3.1　圖像的原子操作 431
11.3.2　緩存的原子操作 439
11.3.3　同步對象 440
11.3.4　圖像限定符和屏障 444
11.3.5　高性能的原子計數器 452
11.4　示例 455
11.4.1　順序無關的透明 455
第12章　計算著色器 466
12.1　概述 466
12.2　工作組及其執行 467
12.2.1　知道工作組的位置 471
12.3　通信與同步 472
12.3.1　通信 473
12.3.2　同步 474
12.4　示例 475
12.4.1　物理模擬 476
12.4.2　圖像處理 481
12.5　本章總結 485
12.5.1　計算著色器迴顧 485
12.5.2　計算著色器的最佳實踐 485
附錄A　GLUT基礎知識 487
附錄B　OpenGL ES與WebGL 493
附錄C　內置GLSL變量與函數 504
附錄D　狀態變量 552
附錄E　齊次坐標與變換矩陣 591
附錄F　OpenGL與窗口係統 596
附錄G　紋理、幀緩存與渲染緩存的浮點格式 612
附錄H　OpenGL程序的調試與優化 618
附錄I　緩存對象的布局 632
術語錶 635
· · · · · · (收起)