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| 书名 | 精通DirectX3D图形与动画程序设计(附光盘) |
| 分类 | |
| 作者 | 王德才//杨关胜//孙玉萍 |
| 出版社 | 人民邮电出版社 |
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| 简介 | 编辑推荐 本书全面、系统地介绍了Direct3D三维图形程序设计的相关内容。全书共分5个部分：Direct3D程序设计基础；Direct3D程序设计的相关高级技术；Direct3D GPU编程；三维图形程序设计领域目前流行的许多实用技术；附录——学习Direct3D之前所必须掌握的基础知识和DirectX SDK提供的各种工具的简要说明。 本书主要面向对Direct3D三维图形程序设计感兴趣的编程人员、游戏开发人员以及可视化仿真工程技术人员，也可作为高等院校相关专业和培训机构的Direct3D程序设计用书。 内容推荐 本书系统全面地介绍了Direct3D三维图形程序设计的相关内容。全书共分5个部分。第一部分介绍了Direct3D程序设计基础，包括三维坐标变换、光照处理、纹理贴图、雾化效果、文件模型、文本和字体等内容。第二部分介绍了Direct3D程序设计的相关高级技术，包括多层纹理映射、纹理坐标自动生成与变换、环境映射、凹凸纹理映射、立体纹理、纹理压缩、X文件格式分析、网格模型优化、层次细节网格模型、增强网格模型、蒙皮骨骼动画网格模型以及粒子系统等。第三部分介绍了Direct3D GPU编程(即可编程流水线)，包括HLSL渲染语言、HLSL顶点渲染、HLSL像素渲染、Effect及其高级应用、ASM顶点渲染、ASM像素渲染。第四部分介绍了三维图形程序设计领域目前流行的许多实用技术，包括广告板技术、纹理动画技术、自然现象模拟、三维地形模拟、海浪效果模拟、柔性物体模拟、凹凸纹理应用、短毛发模拟以及体积雾等。第五部分是附录，包括学习Direct3D之前所必须掌握的基础知识和DirectX SDK提供的各种工具的简要说明。 本书配套光盘提供了书中所有示例程序的可执行文件、工程文件和完整源代码，以方便读者编译、调试示例程序。 本书主要面向对Direct3D三维图形程序设计感兴趣的编程人员、游戏开发人员以及可视化仿真工程技术人员，也可作为高等院校相关专业和培训机构的Direct3D程序设计用书。 目录 第一部分 基础篇
第1章 DirectX与Direct3D简介 3 1.1 什么是DirectX和Direct3D 3 1.2 DirectX的发展历史 4 1.3 DirectX 9.0的安装与配置 5 1.3.1 DirectX 9.0的安装 5 1.3.2 选择调试或发布库 9 1.3.3 在Visual Studio.NET IDE中配置DirectX 11 1.3.4 浏览DirectX SDK示例程序 13 1.4 DirectX功能组件 14 1.5 DirectX的几种开发方式 16 1.6 小结 16 第2章 Direct3D程序设计基础 18 2.1 相关基础知识 18 2.2 Direct3D体系结构 19 2.3 Direct3D对象 21 2.4 Direct3D设备对象 21 2.4.1 Direct3D设备类型 21 2.4.2 创建Direct3D设备对象 23 2.5 Direct3D程序基本结构 25 2.6 最简单的Direct3D程序 25 2.6.1 工程项目和开发环境设置 29 2.6.2 创建窗口 31 2.6.3 初始化Direct3D 31 2.6.4 消息循环 33 2.6.5 渲染图形 34 2.6.6 结束Direct3D程序 36 2.7 Direct3D设备对象深入探讨 36 2.8 Direct3D表面 42 2.9 小结 47 第3章 坐标系与基本图元 48 3.1 Direct3D坐标系 48 3.2 Direct3D基本图元 49 3.3 使用顶点缓冲区绘制图形 52 3.3.1 创建顶点缓冲区 53 3.3.2 渲染顶点缓冲区图形 55 3.3.3 各种基本图元绘制 60 3.4 使用索引缓冲区绘制图形 62 3.5 图形渲染其他相关内容 68 3.5.1 灵活顶点格式 68 3.5.2 渲染状态 69 3.5.3 场景提交 72 3.5.4 图形反锯齿(antialiasing) 73 3.5.5 全屏幕显示 76 3.6 Direct3D中的颜色表示 77 3.7 资源的概念 79 3.8 小结 83 第4章 顶点坐标变换 84 4.1 顶点坐标变换和光照流水线概述 84 4.2 矩阵类型及其操作 86 4.3 世界变换 89 4.4 取景变换 92 4.5 投影变换 94 4.6 视区变换 98 4.7 获取Direct3D坐标变换矩阵 101 4.8 三维坐标变换示例程序 102 4.9 小结 108 第5章 光照与材质 109 5.1 光照计算模型 109 5.2 光源 111 5.2.1 光源类型 111 5.2.2 光源属性 113 5.2.3 设置灯光 115 5.2.4 对光源的几点说明 116 5.3 材质 116 5.3.1 设置材质 117 5.3.2 获取材质属性 118 5.4 光照和材质示例程序 118 5.4.1 简单光照示例程序 119 5.4.2 多光源光照示例程序 124 5.4.3 使用灯光的几点说明 132 5.5 深入理解光照计算模型 132 5.6 小结 137 第6章 纹理映射基础 138 6.1 基本概念 138 6.2 使用纹理 140 6.3 纹理过滤方式 147 6.3.1 最近点采样 149 6.3.2 线性纹理过滤 149 6.3.3 各项异性纹理过滤 149 6.3.4 多级渐进纹理过滤 150 6.3.5 纹理过滤方式示例程序 152 6.4 纹理寻址模式 155 6.4.1 重叠纹理寻址模式 155 6.4.2 镜像纹理寻址模式 156 6.4.3 夹取纹理寻址模式 156 6.4.4 边框颜色纹理寻址模式 157 6.4.5 纹理寻址模式示例程序 157 6.5 纹理阶段混合状态 159 6.5.1 纹理阶段混合状态设置 159 6.5.2 纹理阶段混合状态示例程序 161 6.6 纹理包装 167 6.7 小结 169 第7章 使用文件模型 170 7.1 三维模型基础 170 7.2 模型文件格式转换 171 7.2.1 3ds Max制作的模型转换为.X文件模型 171 7.2.2 Maya制作的模型转换为.X文件模型 173 7.3 在Direct3D程序中载入模型 178 7.3.1 网格模型接口ID3DXMESH 178 7.3.2 载入.X文件并生成网格模型 179 7.4 渲染网格模型 181 7.5 三维模型旋转 187 7.5.1 通过矩阵实现模型旋转 187 7.5.2 通过四元数实现模型旋转 190 7.6 使用文件模型的几点提示 193 7.7 小结 193 第8章 深度测试与Alpha混合 194 8.1 深度测试 194 8.1.1 深度缓冲区与深度测试 194 8.1.2 使用深度测试 195 8.2 半透明物体的绘制 203 8.2.1 Alpha混合原理 203 8.2.2 利用Alpha混合实现半透明效果 203 8.2.3 Alpha混合系数 210 8.3 Alpha测试 213 8.3.1 Alpha测试原理 213 8.3.2 使用Alpha测试 213 8.4 小结 214 第9章 雾化 215 9.1 雾化效果实现原理 215 9.2 雾化混合因子计算方法 215 9.3 顶点雾化与像素雾化 217 9.3.1 顶点雾化与基于范围的雾化 217 9.3.2 像素雾化和与眼相关深度雾化 218 9.4 为场景添加雾化效果 218 9.4.1 顶点雾化示例程序 218 9.4.2 像素雾化示例程序 226 9.4.3 基于范围的雾化示例程序 227 9.5 对雾化效果的几点说明 228 9.6 小结 229 第10章 字体与文本显示 230 10.1 二维文本绘制 230 10.2 三维文本绘制 235 10.3 小结 241
第二部分 高级技术篇
第11章 应用程序框架 245 11.1 生成一个Direct3D程序框架 245 11.2 使用Direct3D程序框架 247 11.3 Direct3D程序框架剖析 251 11.3.1 DXUT简介 251 11.3.2 初始化DXUT 253 11.3.3 DXUT框架与应用程序窗口 254 11.3.4 DXUT框架与Direct3D设备 256 11.3.5 DXUT框架与消息循环 260 11.3.6 DXUT框架与错误处理 264 11.3.7 通过DXUT选择高级设备 265 11.3.8 其他DXUT函数 266 11.4 添加文本 268 11.4.1 初始化ID3DXSprite和ID3DXFont对象 268 11.4.2 绘制文本 268 11.4.3 处理键盘消息 269 11.5 添加控件 270 11.5.1 初始化对话框 270 11.5.2 渲染控件 273 11.5.3 处理控件消息 273 11.5.4 释放对话框 275 11.6 小结 281 第12章 高级纹理技术 282 12.1 多层纹理映射 282 12.2 纹理阶段混合操作 285 12.2.1 黑暗映射 287 12.2.2 黑暗贴图动画 289 12.2.3 混合纹理与材质漫反射颜色 290 12.2.4 混合黑暗贴图与材质漫反射颜色 291 12.2.5 发光映射 292 12.2.6 细节映射 293 12.2.7 Alpha混合操作 294 12.3 纹理坐标处理 296 12.3.1 纹理坐标自动生成 296 12.3.2 纹理坐标变换 298 12.4 环境纹理映射 299 12.4.1 立方体环境映射 300 12.4.2 球形环境映射 301 12.5 凹凸纹理映射 302 12.6 立体纹理 307 12.7 纹理压缩 310 12.7.1 DXT纹理压缩格式 310 12.7.2 使用DXT压缩纹理 311 12.8 纹理管理 313 12.9 小结 313 第13章 网格模型高级技术 314 13.1 .X文件格式分析 314 13.1.1 首部 315 13.1.2 网格 315 13.1.3 网格材质列表 317 13.1.4 法向量 318 13.1.5 纹理 319 13.1.6 框架和变换矩阵 320 13.1.7 动画 321 13.1.8 蒙皮信息 323 13.2 网格模型优化 324 13.2.1 网格模型优化函数 324 13.2.2 网格模型优化方式 324 13.2.3 示例程序OptimizedMesh具体实现 325 13.3 层次细节网格模型 327 13.3.1 生成层次细节网格模型前的准备工作 327 13.3.2 生成层次细节模型 329 13.3.3 示例程序ProgressMesh的具体实现 329 13.4 增强网格模型 330 13.4.1 增强网格模型的生成 331 13.4.2 示例程序EnhancedMesh的具体实现 331 13.5 渐变网格模型 332 13.5.1 实现渐变网格模型的准备工作 333 13.5.2 生成渐变网格模型 334 13.5.3 渲染渐变网格模型 335 13.6 DXUT网格模型类 335 13.6.1 CDXUTMesh类 336 13.6.2 CDXUTMeshFrame类和CDXUTMeshFile类 337 13.6.3 使用类CDXUTMesh和CDXUTMeshFile渲染网格模型 339 13.7 骨骼动画网格模型 342 13.7.1 骨骼动画基本原理 343 13.7.2 骨骼动画类的设计与实现 343 13.7.3 骨骼动画类的使用 353 13.8 蒙皮骨骼动画网格模型 354 13.8.1 图形混合 354 13.8.2 索引顶点混合 356 13.8.3 顶点混合示例 357 13.8.4 蒙皮骨骼动画网格模型类的设计与实现 359 13.8.5 蒙皮骨骼动画网格模型类的使用 365 13.9 多骨骼动画网格模型 366 13.10 其他文件格式模型 367 13.11 小结 371 第14章 模板测试与模板缓冲区 372 14.1 模板测试 372 14.2 模板缓冲区 373 14.3 模板测试设置 374 14.4 使用模板测试实现特殊效果 380 14.5 实时阴影效果 381 14.6 小结 391 第15章 粒子系统 392 15.1 粒子系统技术简介 392 15.2 粒子系统基本原理 392 15.3 点精灵(point sprites) 393 15.4 粒子系统具体实现 395 15.5 综合开发实例 402 15.6 小结 405 第三部分 GPU编程篇
第16章 Direct3D GPU编程概述 409 16.1 可编程流水线 409 16.2 顶点渲染 411 16.3 像素渲染 411 16.4 渲染语言 413 16.5 小结 413 第17章 高级渲染语言基础 414 17.1 数据类型 414 17.1.1 标准数据类型 414 17.1.2 向量 416 17.1.3 矩阵 418 17.1.4 复杂数据类型 421 17.2 表达式与运算符 423 17.3 语句 428 17.3.1 语句块 428 17.3.2 返回语句 428 17.3.3 流程控制语句 429 17.4 函数 430 17.5 段落 437 17.5.1 渲染器段落基本概念 437 17.5.2 渲染器段落语法 437 17.6 编写HLSL渲染器 438 17.6.1 添加文件 438 17.6.2 编写渲染器代码 439 17.7 小结 441 第18章 HLSL顶点渲染 442 18.1 HLSL顶点渲染基本步骤 442 18.2 使用HLSL顶点渲染实现基本光照模型 446 18.2.1 环境光光照模型 446 18.2.2 漫反射光照模型 448 18.2.3 镜面反射光照模型 451 18.3 小结 454 第19章 HLSL像素渲染 455 19.1 HLSL像素渲染基本步骤 455 19.2 使用HLSL实现基本纹理映射 458 19.3 渲染器的编译与调试 459 19.3.1 渲染器的编译 459 19.3.2 渲染器的调试 460 19.4 小结 463 第20章 效果(effect) 464 20.1 效果、技术与通道 464 20.1.1 效果和Direct3D流水线 464 20.1.2 保存和恢复状态 465 20.1.3 共享参数 465 20.2 编写效果 466 20.3 使用效果 467 20.4 效果示例程序 471 20.4.1 光照计算 471 20.4.2 纹理映射 474 20.4.3 多技术效果 476 20.4.4 参数块与共享参数 480 20.5 建立并渲染段落 482 20.5.1 从效果中建立并渲染段落 482 20.5.2 不通过效果建立并渲染段落 484 20.5.3 段落使用示例程序 484 20.6 小结 488 第21章 HLSL高级应用 489 21.1 自身遮蔽阴影 489 21.2 凹凸纹理映射 491 21.3 立方体环境映射 496 21.3.1 立方体贴图 496 21.3.2 反射环境映射 498 21.3.3 折射/反射环境映射 500 21.3.4 动态折射/反射环境映射 503 21.4 渐变动画 505 21.5 蒙皮骨骼动画 509 21.6 小结 511 第22章 ASM顶点渲染 512 22.1 ASM顶点渲染基本步骤 512 22.2 顶点声明对象 516 22.3 ASM顶点渲染简介 519 22.3.1 顶点渲染版本声明 520 22.3.2 顶点渲染寄存器 520 22.3.3 顶点渲染指令 522 22.4 ASM顶点渲染示例 526 22.4.1 光照计算 526 22.4.2 渐变动画 529 22.4.3 蒙皮骨骼动画 531 22.5 小结 533 第23章 ASM像素渲染 534 23.1 ASM像素渲染基本步骤 534 23.2 ASM像素渲染简介 536 23.2.1 版本声明 536 23.2.2 像素渲染寄存器 536 23.2.3 像素渲染指令 539 23.3 ASM像素渲染示例 541 23.4 使用效果 544 23.4.1 ASM效果 544 23.4.2 利用效果实现HLSL和ASM混合编程 546 23.5 小结 548 第四部分 实用技术篇
第24章 DXUT控件 551 24.1 DXUT控件介绍 551 24.2 DXUT控件使用示例程序 552 24.3 小结 557 第25章 广告板技术与十字交叉纹理 558 25.1 广告板技术 558 25.1.1 广告板技术介绍 558 25.1.2 广告板技术示例程序 558 25.2 十字交叉纹理 560 25.2.1 十字交叉纹理介绍 560 25.2.2 十字交叉纹理示例程序 560 25.3 小结 561 第26章 纹理动画 562 26.1 纹理动画原理 562 26.2 纹理动画示例程序 563 26.3 小结 564 第27章 自然现象模拟 565 27.1 动态云彩效果模拟 565 27.2 雨景效果模拟 567 27.3 雪景效果模拟 569 27.4 小结 571 第28章 三维地形模拟 572 28.1 三维地形模拟概述 572 28.2 三维地形模拟示例程序 572 28.3 小结 576 第29章 海浪效果模拟 577 29.1 使用纹理贴图实现海浪效果 577 29.2 实时生成海浪效果 578 29.3 小结 581 第30章 柔性物体模拟 582 30.1 柔性物体模拟介绍 582 30.2 粒子系统和弹簧结构 582 30.3 定义并实现CFlutterFlag类 584 30.4 示例程序的具体实现 588 30.5 小结 589 第31章 三维场景交互 590 31.1 使用鼠标选择三维场景中的物体 590 31.2 使用鼠标控制三维场景中角色的运动 594 31.3 小结 597 第32章 运动模糊效果 598 32.1 运动模糊效果的基本原理 598 32.2 示例程序MotionBlur 598 32.3 小结 601 第33章 凹凸纹理映射应用 602 33.1 水下效果模拟 602 33.2 水波效果模拟 605 33.3 小结 609 第34章 短毛发实时绘制 610 第35章 体积雾 616 第五部分 附录
附录A C++基础知识 621 A.1 类及其成员和封装 621 A.2 继承 622 A.3 this指针 623 A.4 虚函数、动态绑定和多态 623 A.5 双指针 625 A.6 内联函数 625 A.7 默认函数参数 626 A.8 声明变量的位置 626 A.9 const常量表达式 626 A.10 函数重载 627 A.11 运算符重载 627 附录B Win32 API程序设计基础 628 B.1 API和SDK 628 B.2 Win32程序框架 628 B.3 Win32 API程序框架分析 629 附录C COM使用基础 636 C.1 什么是COM对象 636 C.2 创建一个COM对象 639 C.3 使用COM接口 640 C.4 管理COM对象的生命期 640 C.5 使用C访问COM对象 641 C.6 用宏调用DirectX COM方法 641 附录D 计算机图形学数学基础 643 D.1 坐标参照系 643 D.2 点与向量 644 D.3 矩阵 646 D.4 四元数 648 附录E 计算机图形学基础 649 E.1 概述 649 E.1.1 计算机图形学的概念 649 E.1.2 计算机图形学的研究内容 649 E.2 图形系统与图形设备 650 E.2.1 图形系统 650 E.2.2 图形设备 652 E.3 图形变换 652 E.3.1 图形的几何变换 653 E.3.2 形体的投影变换 657 E.3.3 裁剪 658 E.3.4 窗口到视口的变换 658 附录F DirectX SDK提供的各种工具使用说明 660 F.1 DirectX浏览器 660 F.2 纹理转换工具 663 F.3 DirectX纹理工具 664 F.4 DirectX性能浏览工具 664 F.5 DirectX错误查询工具 665 F.6 DirectX诊断工具 665 F.7 DirectX Ops(dxops.exe) 666 |
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