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出版者:

作者:Schwem, Adam

出品人:

页数:160

译者:

出版时间:2012-12

价格:$ 29.99

装帧:

isbn号码:9780321792150

丛书系列:

图书标签:

• Android
• OpenGL ES 2
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• 计算机图形学
• OpenGL
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• 开发教程

深入探索 Android 图形渲染的边界：一款革命性的实时图形开发指南 本书籍并非聚焦于某个特定版本的 OpenGL ES 教程，而是以一种前瞻性的视角，为开发者揭示如何在 Android 平台上实现高性能、引人入胜的实时图形渲染。本书旨在培养读者对现代图形管线和高级渲染技术的深刻理解，从而能够构建出超越传统二维界面限制的动态、沉浸式应用程序。 目标读者： 渴望将 3D 图形和高级视觉效果融入 Android 应用的资深 Android 开发者。 对游戏开发、交互式可视化、增强现实 (AR) 和虚拟现实 (VR) 技术充满热情的工程师。 希望深入理解底层图形渲染原理，而非仅仅停留在 API 调用的开发者。 有志于优化应用性能，实现流畅、高效的视觉体验的移动平台开发者。 本书亮点（不包含具体 API 教学）： 第一部分：现代图形渲染的基石 1. 理解图形管线：从概念到实现 从CPU到GPU的旅程： 详细阐述应用程序数据如何经过一系列的处理阶段，最终转化为屏幕上的像素。我们不会拘泥于某个特定版本的 API，而是着重于理解各个阶段的功能和重要性，例如顶点处理、裁剪、光栅化、片段处理等。 着色器：图形编程的语言： 深入探讨着色器的核心作用，理解顶点着色器和片段（或像素）着色器各自的职责。我们将讨论不同的着色器模型，以及它们如何协同工作来控制几何体的形状、颜色、光照和纹理。 GPU架构的洞察： 了解 GPU 的并行处理能力，以及如何设计能够充分利用其特性的算法。我们将探讨 SIMD (Single Instruction, Multiple Data) 和 SIMT (Single Instruction, Multiple Threads) 等概念，以及它们对图形渲染性能的影响。 2. 数学与几何：构建三维世界的语言 向量与矩阵的魔力： 深入理解向量和矩阵在三维空间变换中的应用，包括平移、旋转、缩放。本书将侧重于理解这些数学工具背后的原理，以及它们如何被用于定位、定向和变形三维模型。 坐标空间与变换： 详细讲解模型空间、世界空间、视图空间和投影空间的概念，以及它们之间的相互转换。理解这些坐标空间的转换对于正确地渲染和观察三维场景至关重要。 相机模型： 探讨不同的相机模型，如正交投影和透视投影，以及它们在不同场景下的适用性。理解视锥体的概念，以及它如何决定了场景中哪些物体可见。 第二部分：高级渲染技术与优化 3. 光照与阴影：赋予场景真实感 物理基础的光照模型： 探索更先进的光照模型，如 Blinn-Phong、Cook-Torrance 等，理解漫反射、镜面反射和环境光等概念。我们将深入分析光线如何与表面相互作用，产生不同的视觉效果。 纹理映射的艺术： 深入研究不同类型的纹理映射，如漫反射纹理、法线纹理、高光纹理、置换纹理等。理解如何使用纹理来增加表面的细节和真实感，以及纹理过滤和 Mipmapping 的重要性。 阴影的实现策略： 探讨实现逼真阴影的各种技术，如阴影贴图 (Shadow Mapping) 的原理，以及如何处理硬阴影和软阴影。我们将分析这些技术的优缺点，并提供优化建议。 4. 性能优化与资源管理 CPU与GPU的协同： 探讨如何有效地在 CPU 和 GPU 之间传递数据，减少通信开销。理解批处理 (Batching) 和实例化 (Instancing) 等技术如何减少绘制调用，从而提高渲染效率。 内存与显存的智慧利用： 研究如何优化纹理、模型和缓冲区在显存中的存储方式，以最大限度地提高访问速度。讨论纹理压缩、顶点数据格式等对性能的影响。 渲染管线的剖析与调优： 深入分析渲染管线的瓶颈，并提供针对性的优化策略。例如，如何减少 overdraw，优化片段着色器的复杂性，以及如何有效地剔除不可见几何体。 第三部分：前沿图形技术与应用 5. 后处理效果：提升视觉表现力 屏幕空间效果： 详细介绍如屏幕空间抗锯齿 (SSAA/MSAA)、环境光遮蔽 (SSAO)、景深 (Depth of Field) 和运动模糊 (Motion Blur) 等常用的后处理技术。理解它们如何通过对整个屏幕图像进行后期处理来增强视觉效果。 颜色校正与后期滤镜： 探讨色彩空间、色调映射 (Tone Mapping) 以及各种颜色校正技术，如何调整图像的亮度、对比度和色彩平衡，创造特定的艺术风格。 6. 跨平台与未来展望 图形 API 的演进： 简要回顾图形 API 的发展历程，并探讨未来图形技术的发展趋势，如基于物理的渲染 (PBR)、光线追踪 (Ray Tracing) 等，以及它们在移动平台上的潜力。 高性能移动图形的未来： 讨论如何利用更强大的移动硬件和更先进的图形技术，在 Android 设备上实现令人惊叹的视觉体验，为 AR/VR、复杂的 3D 游戏和沉浸式应用铺平道路。 本书的价值： 本书将帮助您构建坚实的图形渲染理论基础，使您能够独立地解决复杂的图形编程问题，并创造出独特且高性能的 Android 应用。您将学会如何： 构思并实现复杂的 3D 场景。 运用先进的光照和纹理技术，赋予模型逼真的质感。 识别并解决性能瓶颈，确保应用的流畅运行。 将前沿的图形技术融入您的开发流程。 为未来图形技术的演变做好准备。 通过本书，您将不再仅仅是使用图形 API 的开发者，而是能够深入理解其背后原理，并能够灵活运用，创造出真正令人眼前一亮的 Android 视觉体验。

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这本书的价值远远超出了其作为一本技术参考书的范畴，它更像是一张通往移动图形开发领域的高级通行证。它提供的知识深度，足以让初学者建立起坚实的基础，同时也能让有一定经验的开发者发现新的视角和更优化的实现路径。作者在关键技术点的阐述上，表现出惊人的洞察力，他不仅告诉你“怎么做”，更深入地解释了“为什么必须这样做”，这种对原理的深究，培养了读者独立解决问题的能力，而非仅仅停留在“复制粘贴”的层面。在我看来，这本书的真正魅力在于它提供了一种思考框架，它教会读者如何像一个图形工程师一样去思考渲染的每一步，如何平衡视觉效果与设备性能之间的矛盾。无论未来技术栈如何演变，这种对底层原理的透彻理解都是不可替代的核心竞争力。因此，这本书对于任何希望在移动端图形领域深耕的人来说，都是一份物超所值，甚至可以说是必备的投资。

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书中提供的实践案例设计得极其巧妙和实用，它们完美地平衡了理论展示的需要和实际应用的价值。这些案例并非那种为了展示技术而堆砌出来的花哨效果，而是紧密围绕移动应用开发中常见且关键的图形需求展开。从高效的资源管理策略到自定义着色器的编写技巧，每一个示例都包含了一套完整的解决方案。更棒的是，作者提供的源码组织结构清晰，注释详尽到位，代码的风格高度统一且符合行业最佳实践。读者不仅可以跟着敲一遍代码来理解流程，更重要的是，可以很容易地从中抽取核心模块，移植到自己的项目中去。特别是书中对性能优化方面的讲解，提供了许多业内尚未广泛流传的“黑科技”技巧，这些都不是标准文档中能轻易查阅到的宝贵经验。通过完成书中的几个大型综合性项目，读者能够系统地掌握从概念构思到最终优化的全套开发流程，这种实战导向的教学方式，远比单纯的理论堆砌来得有效得多。

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这本书的内容组织结构简直是教科书级别的示范，逻辑性强到让人惊叹。作者并没有一上来就抛出那些晦涩难懂的API调用细节，而是采取了一种循序渐进的教学方法。首先，它用非常清晰的脉络梳理了计算机图形学的基础理论，特别是针对移动设备渲染的特点做了深入浅出的铺垫，这使得即便是对底层图形API接触不多的读者，也能迅速建立起必要的知识框架。随后，每一章节的展开都紧密围绕一个核心主题展开，从环境的搭建到基础几何体的绘制，再到纹理贴图、光照模型的实现，每一步都如同在引导读者进行一次精心策划的实战演练。章节之间的衔接处理得极其自然流畅，你会发现前一章遗留的问题总能在下一章得到完美的解答和升华，形成一个闭环的学习路径。尤其欣赏作者在引入复杂概念时，总会穿插一些“幕后揭秘”的小节，它们用通俗的语言解释了底层硬件是如何工作的，这种深度挖掘让知识的理解不再停留在表面调用层面，而是真正触及到了渲染引擎的灵魂深处。这种由浅入深，层层递进的编排，极大地降低了学习曲线的陡峭感。

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这本书的排版和装帧设计给我留下了非常深刻的印象，简直就是一本艺术品。内页纸张的选择非常考究，触感温润而厚实，即便是长时间阅读也不会感到疲劳，对于经常需要对照代码和图示的读者来说，这无疑是一个巨大的加成。封面设计简洁而不失专业感，色彩搭配既符合技术书籍的严谨性，又透着一丝现代感，让人在众多技术书籍中一眼就能被它吸引。装订工艺也属上乘，书脊的处理非常平整，翻开时书页可以完全平摊，这在查阅复杂代码块或对照图形示例时提供了极大的便利，完全不用担心书页会合拢遮挡视线。更值得称赞的是，作者和出版社在插图的质量上投入了极大的精力，所有的渲染效果图和架构图都使用了高分辨率的彩色印刷，线条清晰锐利，色彩过渡自然，这对于理解复杂的图形管线概念至关重要。那些原本抽象难懂的数学模型和坐标变换过程，因为有了这些精美的视觉辅助，变得直观易懂了许多。整体而言，从拿到书的那一刻起，就能感受到出版方对内容质量和阅读体验的极致追求，这不仅仅是一本技术手册，更是一件值得收藏的桌面伙伴。这种对细节的执着，是很多技术书籍难以企及的高度。

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这本书的语言风格非常独特，它既保持了技术文档应有的精确性，又充满了令人愉悦的叙事感。作者的文字功底深厚，仿佛不是在讲解冰冷的编程接口，而是在分享一位经验丰富的前辈的私房心得。在解释那些涉及矩阵运算或向量代数的段落时，作者巧妙地运用了大量的类比和生活化的场景，使得原本枯燥的数学公式瞬间变得鲜活起来。例如，他在描述视锥体裁剪时，所使用的比喻生动形象，让人一眼就能把握其核心意图，而不是被一堆参数绕晕。行文过程中，作者的语气非常鼓励和亲切，很少出现那种高高在上、拒人于千里之外的“专家腔调”。当你遇到困难时，总能在文字中感受到一种“没关系，我们一起解决它”的陪伴感。这种人性化的表达方式，极大地提升了阅读的积极性，让人愿意主动去探索那些原本可能会让人望而却步的深度内容。可以说，阅读这本书的过程，更像是一场与一位睿智导师的深度对话，而不是单向的信息灌输。

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