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☆☆☆☆☆

出版者:Addison-Wesley Professional

作者:Randi J. Rost

出品人:

页数:792

译者:

出版时间:2009-7-30

价格:USD 64.99

装帧:Paperback

isbn号码:9780321637635

丛书系列:

图书标签:

OpenGL
glsl
计算机图形学
Shading
计算机
opengl
编程
graphics
OpenGL
GLSL
图形渲染
着色器
计算机图形学
GPU编程
实时渲染
OpenGL编程
游戏开发
图形学

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具体描述

OpenGL® Shading Language, Third Edition, extensively updated for OpenGL 3.1, is the experienced application programmer’s guide to writing shaders. Part reference, part tutorial, this book thoroughly explains the shift from fixed-functionality graphics hardware to the new era of programmable graphics hardware and the additions to the OpenGL API that support this programmability. With OpenGL and shaders written in the OpenGL Shading Language, applications can perform better, achieving stunning graphics effects by using the capabilities of both the visual processing unit and the central processing unit.

In this book, you will find a detailed introduction to the OpenGL Shading Language (GLSL) and the new OpenGL function calls that support it. The text begins by describing the syntax and semantics of this high-level programming language. Once this foundation has been established, the book explores the creation and manipulation of shaders using new OpenGL function calls.

OpenGL® Shading Language, Third Edition, includes updated descriptions for the language and all the GLSL entry points added though OpenGL 3.1, as well as updated chapters that discuss transformations, lighting, shadows, and surface characteristics. The third edition also features shaders that have been updated to OpenGL Shading Language Version 1.40 and their underlying algorithms, including

Traditional OpenGL fixed functionality

Stored textures and procedural textures

Image-based lighting

Lighting with spherical harmonics

Ambient occlusion and shadow mapping

Volume shadows using deferred lighting

Ward’s BRDF model

The color plate section illustrates the power and sophistication of the OpenGL Shading Language. The API Function Reference at the end of the book is an excellent guide to the

API entry points that support the OpenGL Shading Language.

深入解析现代图形渲染技术：光线追踪与实时全局照明图书名称：深入解析现代图形渲染技术：光线追踪与实时全局照明作者： [此处可填写虚构的资深图形学专家姓名，例如：亚历山大·冯·赫尔姆霍茨或艾米莉亚·陈] 出版社： [此处可填写权威的技术或学术出版社名称，例如：尖端计算科学出版社或图形前沿出版集团] --- 内容提要本书是一部面向高级图形学专业人士、资深游戏开发者以及对前沿渲染技术抱有浓厚兴趣的工程师的权威性著作。它全面、深入地探讨了当代计算机图形学中最具挑战性且最具颠覆性的两个核心领域：基于物理的光线追踪（Physically-Based Ray Tracing）和实时全局照明（Real-Time Global Illumination, RTGI）的理论基础、实现细节、性能优化策略以及面向未来的发展方向。本书不满足于仅介绍API或着色器语言的语法，而是着重于揭示这些技术背后的数学原理、算法演进和硬件加速机制，旨在帮助读者构建对现代渲染管线从根本概念到落地实现的深刻理解。 --- 章节结构与核心内容本书共分为五大部分，共十八章，循序渐进地构建起一个完整的、现代化的实时渲染知识体系。第一部分：渲染基础的再审视与物理学基石 (Chapters 1-3) 本部分首先回顾了传统渲染流水线（如基于画面的光栅化）的局限性，并奠定了本书后续深入讨论所需的光学和数学基础。第一章：超越光栅化的界限：探讨了延迟渲染、正向渲染在处理复杂光照交互时的固有瓶颈，引出基于几何体的路径追踪（Path Tracing）作为理论黄金标准。第二章：电磁学与辐射度量的数学描述：详细阐述了光与物质相互作用的物理学基础，包括黑体辐射、夫朗科夫-菲涅耳方程（Fresnel Equations）的精确形式、双向反射分布函数（BRDF）的物理约束与建模。重点剖析了Cook-Torrance、GGX等现代微上面模型及其在不同尺度下的适用性。第三章：蒙特卡洛积分与重要性采样：深入讲解了如何使用蒙特卡洛方法求解渲染方程（Rendering Equation），并详细分析了避免方差（Variance）和噪点（Noise）的关键技术——重要性采样（Importance Sampling）、分层抽样（Stratified Sampling）以及多重重要性采样（Multiple Importance Sampling, MIS）在复杂场景光照估计中的应用。第二部分：光线追踪核心算法的实现与优化 (Chapters 4-7) 本部分聚焦于光线追踪引擎的构建，强调效率和数据结构的选择。第四章：加速结构的设计与构建：详细比较了包围盒层次结构（BVH）、k-d树以及空间划分网格的优缺点。重点讲解了如何使用空间局部性原则高效地构建动态BVH，包括树的平衡性指标和重构策略。第五章：光线与几何体的求交测试：细致分析了光线与三角形、有符号距离函数（SDF）以及二次曲面的精确求交算法。特别关注了现代GPU架构下，如何通过SIMD/SIMT指令集优化求交测试的并行效率。第六章：递归追踪与路径的控制：讨论了从视点发出的光线如何在场景中传播、反射和折射。引入了路径长度限制、俄罗斯轮盘赌（Russian Roulette）和生存权重（Path Weights）来控制计算量与收敛速度。第七章：混合渲染架构：探讨了如何将光线追踪（用于全局光照和软阴影）与传统光栅化（用于直接光照和深度缓冲）有效地融合，构建混合渲染管线。第三部分：实时全局照明：从理论到硬件加速 (Chapters 8-11) 本部分是本书的核心，专注于如何将原本耗时的光线追踪技术应用于交互式实时应用。第八章：屏幕空间技术的回顾与局限：简要回顾了屏幕空间环境光遮蔽（SSAO）、屏幕空间反射（SSR）的原理，并明确指出了它们在非屏幕可见几何体和反射丢失方面的本质缺陷。第九章：实时光线追踪硬件加速（RT Cores/Ray Accelerators）：深入剖析了现代GPU中专用于光线追踪的专用硬件单元的工作原理。讲解了其指令集、流水线设计以及如何高效地与着色器核心协同工作。第十章：实时间接光照的采样策略：重点介绍了实现实时全局照明的关键技术——光线探针网络（Light Probe Networks）和辐射度贴图（Radiance Caching）。分析了探针的放置密度、插值方法以及如何处理动态光源对缓存数据的更新。第十一章：去噪技术：现代实时渲染的救星：鉴于实时光线追踪固有的高方差特性，本章详细讲解了先进的时域（Temporal）和空域（Spatial）去噪算法。深入探讨了基于深度和法线的A-Trous 滤波、卷积核重投影以及基于深度学习（Denoising with Machine Learning）的实时后处理方案。第四部分：高级光照模型与动态场景处理 (Chapters 12-15) 本部分探讨了更复杂的现实世界光照效果和动态场景中的挑战。第十二章：体积光照与散射介质：讲解了如何将光线追踪扩展到处理雾、云和烟雾等体积效应。详细阐述了参与式体积渲染方程（Participating Media Equation）以及如何使用光线步进（Ray Marching）和体积光线追踪进行高效求解。第十三章：次表面散射（SSS）的精确模拟：深入研究了皮肤、蜡烛和玉石等半透明材料的光照模型。对比了Diffusion Profile方法的精确性与基于屏幕空间的近似方法，并探讨了基于物理的BRDF在这些情况下的扩展。第十四章：处理动态物体与变形：讨论了在光线追踪环境中如何高效地处理移动、形变和动画模型。重点讲解了运动模糊（Motion Blur）的正确采样，以及更新动态BVH的成本控制策略。第十五章：实时阴影的精度与性能：细致对比了经典阴影贴图（CSM）的伪影、软阴影贴图（VSM/EVSM）的渗漏问题，并展示了光线追踪如何提供精确的接触阴影（Contact Shadows）和更自然的软阴影过渡。第五部分：性能分析与未来展望 (Chapters 16-18) 本书的最后部分着眼于实际工程部署和渲染技术的未来趋势。第十六章：性能剖析与GPU异构计算：提供了使用性能分析工具（如PIX/RenderDoc）对光线追踪流水线进行深度剖析的方法。探讨了CPU与GPU之间的数据同步、异步计算（Async Compute）在光追管线中的应用。第十七章：路径追踪的迭代优化：讨论了如何通过优化着色器代码、减少内存访问延迟和最大化GPU核心利用率来榨取每一帧的性能。包括着色器编译策略和缓存命中率的提升技巧。第十八章：渲染的未来：神经渲染与AI驱动的合成：展望了光线追踪与机器学习的融合趋势，包括使用神经网络来预测光照信息、替代昂贵的BRDF计算，以及生成超高保真度的图像，探讨了下一代渲染范式的可能性。 --- 目标读者本书是为那些不满足于使用“黑箱”效果的开发者准备的。它专为以下人群设计： 1. 资深游戏引擎开发者：需要掌握如何从头设计或深度修改现代渲染引擎的照明系统。 2. 图形学研究人员和研究生：需要一个全面、深入且与最新硬件技术紧密结合的参考资料。 3. 视觉特效（VFX）技术总监：致力于在电影级质量和实时交互性之间找到最佳平衡点。本书的独特价值本书摒弃了对特定API（如DirectX Raytracing或Vulkan光追扩展）的过度依赖，而是将重点放在跨平台、底层原理的阐述上。读者学到的不仅是“如何调用一个函数”，更是“为什么这个算法在物理上是正确的”以及“如何针对特定硬件架构进行优化”。通过结合严格的物理学理论和前沿的工程实践，本书确保了读者获得的是关于现代高保真渲染领域的最坚实和最前沿的知识储备。页数预估：约 850 页（包含大量公式推导、算法伪代码及性能图表）。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看过了我看...

评分☆☆☆☆☆

感觉是用工具翻译的这本书作者对OpenGL编程应该非常的不熟悉买这本书的话做参考查询就可以了, 具体还是要看英文原版

评分☆☆☆☆☆

感觉是用工具翻译的这本书作者对OpenGL编程应该非常的不熟悉买这本书的话做参考查询就可以了, 具体还是要看英文原版

评分☆☆☆☆☆

感觉是用工具翻译的这本书作者对OpenGL编程应该非常的不熟悉买这本书的话做参考查询就可以了, 具体还是要看英文原版

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用户评价

评分☆☆☆☆☆

读完《OpenGL Shading Language》，我感觉自己像是打开了一个全新的世界。作为一名游戏开发爱好者，我一直梦想着能够创造出属于自己的视觉特效，但苦于没有合适的工具和方法。这本书恰恰填补了我的知识空白。作者的写作风格非常严谨，但又不失趣味性，他深入浅出地讲解了OpenGL Shading Language（GLSL）的方方面面，从语言的基本语法到高级的应用技巧，都涵盖得非常全面。我尤其欣赏书中对“纹理映射”和“后处理效果”的详细讲解。如何使用纹理来给物体表面增加细节，如何通过多遍渲染实现动态模糊、景深等逼真效果，书中都给出了非常详尽的步骤和精妙的代码示例。我尝试着跟着书中的代码，在自己的开发环境中实现了几个简单的特效，效果令人惊叹！这让我对GLSL这门语言有了更深刻的认识，也更加坚定了我在图形编程领域深入发展的决心。这本书无疑是我学习GLSL道路上的一块重要基石，为我未来的开发之路打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我量身定做的！我一直对图形渲染的世界充满好奇，但又觉得门槛很高，很多概念听起来就像天书。直到我翻开了《OpenGL Shading Language》，才感觉自己真的抓住了学习的脉络。作者的讲解非常循序渐进，即使是像向量、矩阵这些我之前觉得枯燥无味的数学概念，在这里也变得生动有趣。他没有上来就堆砌那些晦涩难懂的术语，而是通过非常直观的比喻和例子，一步步引导我理解着色器是如何工作的。尤其是关于顶点着色器和片段着色器之间的协作，书中用了大量的图示和代码片段来展示，让我能够清晰地看到数据是如何流动，最终生成我们看到的绚丽画面的。我特别喜欢书中对“光照模型”那一章的深入剖析，从最基础的漫反射、镜面反射，到更复杂的菲涅尔效应，都讲得条理清晰，并且提供了可以直接运行的代码，让我可以亲手调整参数，观察效果的变化。这种“动手实践”的学习方式，比单纯地看书本理论要高效太多了。我感觉这本书不仅教会了我知识，更重要的是培养了我独立解决图形渲染问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

《OpenGL Shading Language》这本书，让我彻底告别了对“着色器”的模糊认知，取而代之的是一种清晰、透彻的理解。作者的叙述方式非常独特，他善于将抽象的概念具象化，用生活化的例子来比喻那些晦涩的计算机图形学理论。例如，在解释“几何着色器”的功能时，他将其比作是“在绘制之前，先对画布上的草图进行二次创作”，这种类比一下子就点亮了我心中的困惑。书中对“实例化渲染”和“地形渲染”的讲解，更是让我大开眼界。我一直以为实现大规模场景的渲染会非常复杂，但通过书中提供的代码和解释，我才发现，原来通过一些巧妙的GLSL技巧，就可以大大提高渲染效率，让成千上万个物体在屏幕上流畅地呈现。这本书不仅让我掌握了GLSL的语法，更重要的是，让我学会了如何用“图形化的思维”去解决问题，这对于我未来的学习和工作都将产生深远的影响。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都超出了我的预期。我原本以为它会是一本相对入门级的教材，但事实证明，《OpenGL Shading Language》是一本真正能够带你深入理解图形渲染底层原理的书籍。作者对OpenGL管线以及GLSL在其中的作用的解释，让我对整个渲染流程有了更清晰的认识。书中对“着色器语言的本质”这一部分的论述，不仅仅停留在语法层面，而是深入到计算的逻辑和数据结构的运用，这对于理解为何某些算法在GPU上运行得如此之快提供了很好的解释。我特别喜欢书中对“性能优化”的探讨，作者并没有回避GLSL在实际应用中可能遇到的性能瓶颈，而是提供了许多实用的优化技巧，例如如何减少纹理采样次数，如何利用寄存器等。这些内容对于追求高效渲染的开发者来说，简直是无价之宝。我感觉这本书不只是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，在耐心地引导你一步步走向精通。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者在《OpenGL Shading Language》的编写上，无疑倾注了大量的心血。我之前尝试过阅读一些关于图形编程的资料，但往往因为其过于技术化而难以深入。而这本书的语言风格则显得更加平易近人，同时又不失专业性。它并没有一味地追求枯燥的术语堆砌，而是通过大量富有启发性的插图和生动的代码示例，引导读者循序渐进地掌握GLSL的核心概念。我尤其对书中关于“通用计算（Compute Shaders）”的介绍印象深刻。在大多数关于着色器的书籍中，这一点往往是被一带而过的，但本书却花了相当大的篇幅来讲解通用计算的原理、应用以及其在CPU-GPU协同计算中的作用。这让我意识到，GLSL不仅仅局限于渲染，它还可以用于更广泛的并行计算领域。这本书的价值，在于它不仅教会了我如何“编写”着色器，更重要的是，它让我明白了“为什么”要这样编写，以及“如何”才能写出更优秀、更高效的着色器。

评分☆☆☆☆☆

manual book

评分☆☆☆☆☆

just like a reference

评分☆☆☆☆☆

不适合刚入门者，适合当手册查询用，而且需要读者了解 c/c++ 的语法，因为里面讲解语法时都是与 c/c++ 的比较，而不是独自讲解

评分☆☆☆☆☆

不适合刚入门者，适合当手册查询用，而且需要读者了解 c/c++ 的语法，因为里面讲解语法时都是与 c/c++ 的比较，而不是独自讲解

评分☆☆☆☆☆

虽然是2009年的第三版，但是好像没多少新东西。给人一种稍加修改与完善就发布了的感觉。而且很多的例子要么是用纹理存储了预计算的信息，要么就是太玩具化了啊。不建议用这本书来学习shader的编写。