OpenGL圖形程序設計指南

前言                  
 第1章  OpenGL入門 1                  
 1.1  OpenGL概覽 1                  
 1.2  簡單的OpenGL程序舉例 3                  
 1.3  基本OpenGL操作 5                  
 1.4  OpenGL的命令語法 6                  
 1.5  作為狀態(tài)機的OpenGL 7                  
 1.6  OpenGL相關函數(shù)庫 8                  
 1.6.1  OpenGL相關函數(shù)庫簡介 8                  
 1.6.2  OpenGL輔助庫（GLAUX） 9                  
 1.7  動畫 11                  
 第2章  Windows 95及Windows NT環(huán)境下開發(fā)OpenGL應用程序的基本過程 17                  
 2.1  開發(fā)環(huán)境 17                  
 2.1.1  系統(tǒng)硬件配置要求 17                  
 2.1.2  開發(fā)OpenGL應用程序的軟件要求 17                  
 2.2  OpenGL應用程序開發(fā)基本過程 18                  
 2.2.1  源代碼的編寫 18                  
 2.2.2  Win32控制臺風格應用程序的開發(fā) 18                  
 2.2.3  Win32 MFC風格應用程序的開發(fā) 22                  
 第3章  實體建模基礎 24                  
 3.1  一個繪圖補救工具包 24                  
 3.1.1  清除窗口 25                  
 3.1.2  指定顏色 27                  
 3.1.3  完成繪圖 28                  
 3.1.4  隱藏面的消除 29                  
 3.2  點. 線和多邊形的描述 30                  
 3.2.1  點. 線和多邊形的定義 30                  
 3.2.2  定義頂點 33                  
 3.2.3  OpenGL的幾何繪圖圖元 34                  
 3.2.4  使用glBegin()和glEnd()的限制 37                  
 3.3  顯示點. 線和多邊形 38                  
 3.3.1  關于點的細節(jié) 38                  
 3.3.2  關于線的細節(jié) 39                  
 3.3.3  關于多邊形的細節(jié) 43                  
 3.4  法線向量 49                  
 3.5  創(chuàng)建表面的多邊形模型需注意的問題 51                  
 第4章  視圖 59                  
 4.1  概述：照相機類比法 60                  
 4.1.1  照相機類比法及其在計算機中的實現(xiàn) 60                  
 4.1.2  一個簡單的例子：繪制立方體 62                  
 4.1.3  多種用途的變換函數(shù) 66                  
 4.2  視圖變換和模型變換 67                  
 4.2.1  關于變換的說明 68                  
 4.2.2  模型變換 70                  
 4.2.3  視圖變換 74                  
 4.3  投影變換 78                  
 4.3.1  透視投影 78                  
 4.3.2  正交投影 80                  
 4.3.3  視圖體的裁剪 82                  
 4.4  視區(qū)變換 82                  
 4.4.1  定義視區(qū) 82                  
 4.4.2  變換后的Z坐標 84                  
 4.5  變換的診斷 84                  
 4.6  矩陣堆棧的操作 86                  
 4.6.1  模型視圖矩陣堆棧 88                  
 4.6.2  投影矩陣堆棧 88                  
 4.7  附加裁剪平面 89                  
 4.8  組合變換舉例 92                  
 4.8.1  建立一個太陽系模型 92                  
 4.8.2  建立一個有關節(jié)的機器人手臂模型 95                  
 第5章  顯示列表 100                  
 5.1  一個使用顯示列表的范例 100                  
 5.2  顯示列表設計準則 102                  
 5.3  顯示列表的創(chuàng)建和執(zhí)行 104                  
 5.3.1  顯示列表的存儲內(nèi)容 106                  
 5.3.2  執(zhí)行顯示列表 107                  
 5.3.3  顯示列表的層次結構 109                  
 5.4  顯示列表及其索引的管理 110                  
 5.5  執(zhí)行多個顯示列表 111                  
 5.6  封裝模式的改變 117                  
 第6章  顏色 119                  
 6.1  顏色的感知 119                  
 6.2  計算機的顏色 120                  
 6.3  RGBA模式與顏色索引模式 122                  
 6.3.1  RGBA模式與顏色索引模式的對比 122                  
 6.3.2  RGBA顯示模式 123                  
 6.3.3  抖動操作 123                  
 6.3.4  顏色索引顯示模式 125                  
 6.3.5  在RGBA模式與顏色索引模式之間進行選擇 126                  
 6.4  指定顏色和陰影模型 126                  
 6.4.1  在RGBA模式下指定顏色 127                  
 6.4.2  在指定顏色索引模式下指定顏色 128                  
 6.4.3  指定陰影模型 128                  
 第7章  光照 132                  
 7.1  真實世界與OpenGL光照 133                  
 7.1.1  發(fā)射光, 環(huán)境光, 散射光和鏡面反射光 133                  
 7.1.2  材料顏色 134                  
 7.1.3  光線與材質(zhì)的RGB值 134                  
 7.2  一個簡單的例子：光照球體的渲染 135                  
 7.2.1  為所有的物體頂點定義法線向量 137                  
 7.2.2  創(chuàng)建, 定位和激活一個或多個光源 137                  
 7.2.3  選擇光照模型 137                  
 7.2.4  定義場景中物體的材質(zhì)屬性 137                  
 7.2.5  一些重要說明 138                  
 7.3  創(chuàng)建光源 138                  
 7.3.1  顏色 139                  
 7.3.2  定位和衰減 140                  
 7.3.3  聚光燈 140                  
 7.3.4  多光源 141                  
 7.3.5  控制光源的位置與方向 142                  
 7.4  選擇光照模型 147                  
 7.4.1  全局環(huán)境光 147                  
 7.4.2  局部或無窮遠的視點 147                  
 7.4.3  雙面光照 148                  
 7.4.4  激活光照 148                  
 7.5  材料屬性的定義 148                  
 7.5.1  散射和環(huán)境光反射 150                  
 7.5.2  鏡面反射 150                  
 7.5.3  發(fā)射光顏色 151                  
 7.5.4  改變材質(zhì)屬性 151                  
 7.6  光照的數(shù)學計算 156                  
 7.6.1  材質(zhì)的發(fā)射光 157                  
 7.6.2  放大的全局環(huán)境光 157                  
 7.6.3  光源的貢獻 157                  
 7.6.4  聚光燈效果 157                  
 7.6.5  環(huán)境光項 158                  
 7.6.6  散射光項 158                  
 7.6.7  鏡面反射光項 158                  
 7.6.8  求和 159                  
 7.6.9  顏色索引模式下的光照 159                  
 7.6.10  顏色索引模式下光照的數(shù)學計算 160                  
 第8章  混合. 反走樣. 霧 161                  
 8.1  混合 161                  
 8.1.1  源因子和目標因子 162                  
 8.1.2  混合的簡單使用 163                  
 8.1.3  混合操作范例 164                  
 8.1.4  具有深度緩存的三維混合 167                  
 8.2  反走樣 171                  
 8.2.1  點和線的反走樣 173                  
 8.2.2  多邊形的反走樣 178                  
 8.3  霧 182                  
 8.3.1  霧的使用 182                  
 8.3.2  霧的方程 186                  
 第9章  繪制像素. 位圖. 字體和圖像 191                  
 9.1  位圖和字體 191                  
 9.1.1  當前光柵位置 194                  
 9.1.2  繪制位圖 195                  
 9.1.3  字體和顯示列表 196                  
 9.1.4  一個完整的字體定義和使用 197                  
 9.2  圖像 203                  
 9.2.1  像素數(shù)據(jù)的讀. 寫和拷貝 203                  
 9.2.2  圖像的放大與縮小 206                  
 9.3  像素的存儲. 變換和映射 206                  
 9.3.1  像素模式概論 206                  
 9.3.2  像素存儲控制模式 207                  
 9.3.3  像素傳遞操作 209                  
 9.3.4  像素矩形 210                  
 9.3.5  像素讀取過程詳解 212                  
 9.3.6  像素映射 213                  
 第10章  紋理映射 215                  
 10.1  概述及范例 217                  
 10.1.1  紋理映射的步驟 217                  
 10.1.2  一個簡單的程序 218                  
 10.2  指定紋理 221                  
 10.2.1  使用紋理邊界 222                  
 10.2.2  細節(jié)等級（Level of Details） 222                  
 10.2.3  控制過濾 228                  
 10.2.4  一維紋理 230                  
 10.3  調(diào)節(jié)和混合 230                  
 10.4  分配紋理坐標 232                  
 10.4.1  計算紋理坐標 232                  
 10.4.2  紋理的重復和截取 233                  
 10.5  自動紋理坐標生成 235                  
 10.5.1  創(chuàng)建輪廓 236                  
 10.5.2  環(huán)境映射 239                  
 10.6  高級特性 240                  
 10.6.1  紋理矩陣堆棧 240                  
 10.6.2  紋理的q坐標 241                  
 第11章  幀緩存 242                  
 11.1  緩存及其使用 243                  
 11.1.1  各種緩存概述 244                  
 11.1.2  清空緩存 245                  
 11.1.3  為寫操作選擇顏色緩存 246                  
 11.1.4  緩存屏蔽 246                  
 11.2  片原的測試與操作 247                  
 11.2.1  剪取測試 248                  
 11.2.2  alpha測試 248                  
 11.2.3  模板測試 249                  
 11.2.4  深度測試 254                  
 11.2.5  混合, 抖動及邏輯操作 255                  
 11.3  累積緩存 257                  
 11.3.1  場景反走樣 257                  
 11.3.2  運動模糊度 269                  
 11.3.3  景深 270                  
 11.3.4  柔和陰影 276                  
 11.3.5  抖動 276                  
 第12章  求值程序和非均勻有理B樣條（NURBS） 278                  
 12.1  概述 278                  
 12.2  求值程序 279                  
 12.2.1  一維求值程序 279                  
 12.2.2  二維求值程序 284                  
 12.3  GLU的NURBS接口程序 296                  
 12.3.1  簡單的NURBS范例 296                  
 12.3.2  修剪 302                  
 第13章  選擇機制 306                  
 13.1  選擇 306                  
 13.1.1  基本步驟 307                  
 13.1.2  創(chuàng)建命名堆棧 307                  
 13.1.3  選中記錄 309                  
 13.1.4  一個選擇的實例 309                  
 13.1.5  拾取 314                  
 13.1.6  用多個命名和分層模型進行拾取 320                  
 13.1.7  拾取和深度值 322                  
 13.1.8  在編程中使用選擇機制的一些提示 326                  
 13.2  反饋 327                  
 13.2.1  反饋數(shù)組 328                  
 13.2.2  在反饋模式下使用標記 329                  
 13.2.3  一個反饋的例子 330                  
 第14章  OpenGL應用及提高應用程序性能的技巧 335                  
 14.1  輕松制作透明物體 336                  
 14.2  輕松實現(xiàn)淡出效果 336                  
 14.3  利用后緩存進行物體選擇 337                  
 14.4  方便的圖像變換 338                  
 14.5  分層顯示 339                  
 14.6  字符反走樣 340                  
 14.7  繪制圓形的點 342                  
 14.8  插入圖像 342                  
 14.9  制作貼花 342                  
 14.10  用模板緩存繪制填充的凹多邊形 343                  
 14.11  確定重疊區(qū)域 344                  
 14.12  陰影 345                  
 14.13  消除隱藏線 345                  
 14.14  紋理映射的應用 346                  
 14.15  繪制深度緩存圖像 347                  
 14.16  笛里希累（Dirichlet）域 347                  
 14.17  生命游戲（Life Game） 348                  
 14.18  交替使用glDrawPixels()和glCopyPixels() 349                  
 第15章  高級應用（一）：OpenGL與AutoCAD的圖形接口 351                  
 15.1  AutoCAD簡介 351                  
 15.2  DXF文件分析 352                  
 15.2.1  DXF文件的基本結構 352                  
 15.2.2  實體段分析 354                  
 15.3  DXF接口程序的編寫 356                  
 15.4  OpenGL 的DXF擴展庫函數(shù)的制作 362                  
 15.5  高級應用實例 363                  
 第16章  高級應用（二）：三維隨機分形地形的生成 372                  
 16.1  分形的基本原理 372                  
 16.1.1  自相似 373                  
 16.1.2  一維中點變換 373                  
 16.1.3  Diamond-Square算法 376                  
 16.1.4  藍天白云的生成 380                  
 16.2  分形地形生成實例 381                  
 16.2.1  程序的運行 381                  
 16.2.2  代碼結構分析 382                  
 附錄1  OpenGL中的操作順序 405                  
 附1.1  概述 405                  
 附1.2  幾何操作 406                  
 附1.2.1  頂點操作 406                  
 附1.2.2  圖元裝配 406                  
 附1.3  像素操作 407                  
 附1.4  片元操作 407                  
 附1.5  補充說明 407                  
 附錄2  OpenGL狀態(tài)變量 409                  
 附2.1  查詢命令 409                  
 附2.2  出錯處理 410                  
 附2.3  狀態(tài)變量的保存和恢復 411                  
 附2.4  OpenGL的狀態(tài)變量 412                  
 附2.4.1  當前值和相關數(shù)據(jù) 413                  
 附2.4.2  變換 413                  
 附2.4.3  顏色 414                  
 附2.4.4  光照 414                  
 附2.4.5  光柵化 416                  
 附2.4.6  紋理 416                  
 附2.4.7  像素操作 417                  
 附2.4.8  幀緩存控制 418                  
 附2.4.9  像素 419                  
 附2.4.10  求值程序 420                  
 附2.4.11  提示 420                  
 附2.4.12  依賴執(zhí)行的值 420                  
 附2.4.13  像素深度 422                  
 附2.4.14  混合 422                  
 附錄3  OpenGL實用庫 423                  
 附3.1  紋理映射中的圖像操作 423                  
 附3.2  變換坐標 424                  
 附3.3  多邊形網(wǎng)格化 425                  
 附3.4  回調(diào)機制 425                  
 附3.5  網(wǎng)格化物體 425                  
 附3.6  指定回調(diào)函數(shù) 426                  
 附3.7  描述網(wǎng)格化多邊形 427                  
 附3.8  渲染球體. 圓柱和圓盤 428                  
 附3.9  NURBS曲線和曲面 429                  
 附3.10  錯誤的描述 430                  
 附錄4  OpenGL對X窗口系統(tǒng)的擴展 431                  
 附4.1  初始化 431                  
 附4.2  控制渲染 431                  
 附4.2.1  管理OpenGL渲染內(nèi)容 431                  
 附4.2.2  后臺渲染 432                  
 附4.2.3  同步執(zhí)行 432                  
 附4.2.4  交換緩存 432                  
 附4.2.5  使用X字體 432                  
 附4.3  GLX庫函數(shù)原型 432                  
 附錄5  OpenGL輔助庫 434                  
 附5.1  初始化及退出窗口 434                  
 附5.2  處理窗口和輸入事件 435                  
 附5.3  裝載顏色圖 435                  
 附5.4  初始化和繪制三維物體 435                  
 附5.5  管理后臺進程 437                  
 附5.6  運行程序 437                  
 附錄6  計算法線向量 438                  
 附6.1  為解析表面確定法線 438                  
 附6.2  由多邊形數(shù)據(jù)確定法線 440                  
 附錄7  齊次坐標與變換矩陣 442                  
 附7.1  齊次坐標 442                  
 附7.2  變換 442                  
 附7.2.1  頂點變換 442                  
 附7.2.2  法線變換 443                  
 附7.2.3  變換矩陣 443                  
 附錄8  OpenGL編程要點 446                  
 附8.1  OpenGL正確編程技巧 446                  
 附8.2  提高OpenGL程序性能 447                  
 附8.3  GLX的技巧 448                  
 附錄9  OpenGL的不變性 449                  
 附錄10  術語表 450                  
 A 450                  
 B 450                  
 C 451                  
 D 452                  
 E 453                  
 F 453                  
 G 454                  
 H 455                  
 I 455                  
 L 456                  
 M 456                  
 N 456                  
 O 457                  
 P 457                  
 R 458                  
 S 458                  
 T 459                  
 V 459                  
 X 460