3D游戲（卷1 實(shí)時(shí)渲染與軟件技術(shù)）

第1章  三維計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
1.1 處理三維結(jié)構(gòu)
1.1.1 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的三維幾何學(xué)——仿射變換
1.1.2 改變坐標(biāo)系的變換
1.2 向量與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)
1.2.1 向量加法
1.2.2 向量的長(zhǎng)度
1.2.3 法向量與叉積
1.2.4 法向量與點(diǎn)積
1.2.5 與法向量相關(guān)的向量
1.3 光線(xiàn)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)
1.3.1 光線(xiàn)幾何學(xué)——交點(diǎn)
1.3.2 光線(xiàn)與球體的交點(diǎn)
1.3.3 光線(xiàn)與凸多邊形的交點(diǎn)
1.3.4 光線(xiàn)與長(zhǎng)方體的交點(diǎn)
1.4 具有多邊形性質(zhì)的雙線(xiàn)性插值
1.5 使用SIMD指令集的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)引擎
第2章 建模與表示1─對(duì)比回顧與多邊形網(wǎng)格模型
2.1 介紹
2.2三維物體的多邊形表示
2.2.1創(chuàng)建多邊形對(duì)象
2.2.2多邊形對(duì)象的手工建模
2.2.3 多邊形對(duì)象的自動(dòng)生成
2.2.4 多邊形對(duì)象的交互式/數(shù)學(xué)生成
2.3  高級(jí)方法——構(gòu)造性實(shí)體幾何法
2.4 應(yīng)用建模器或編輯器的高級(jí)方法
第3章 建模與表示2—多邊形網(wǎng)格的經(jīng)濟(jì)性
3.1 多邊形壓縮模型
3.2幾何壓縮（每個(gè)頂點(diǎn)的信息）
3.3 編碼連接
3.4 三角鏈
3.5 局部與全局算法
3.6 頂點(diǎn)緩沖的應(yīng)用
3.7細(xì)節(jié)層次（Level Of Detail, LOD）處理
第4章 三維表達(dá)和建模-地形特殊化
4.1 介紹
4.2簡(jiǎn)單的高度場(chǎng)地形
4.3地形的建模過(guò)程—分形
4.4 地形LODs：三角二叉樹(shù)（Triangle Bintrees）
4.5用光線(xiàn)投射的方法渲染地形
第5章 建模和表示方法
5.1 介紹
5.2 貝塞爾曲線(xiàn)
5.2.1 分段貝塞爾曲線(xiàn)的連接
5.2.2 貝塞爾曲線(xiàn)性質(zhì)小結(jié)
5.3 B-樣條曲線(xiàn)
5.3.1 均勻B-樣條
5.3.2 非均勻B-樣條
5.3.3 B-樣條曲線(xiàn)特性小結(jié)
5.4 有理曲線(xiàn)
5.4.1 有理貝塞爾曲線(xiàn)
5.4.2 NURBS
5.5  從曲線(xiàn)到曲面
5.5.1 連續(xù)性與貝塞爾面片
5.2.2 貝塞爾面片物體——猶它茶壺
5.5.3 B-樣條曲面片
5.6 建?；騽?chuàng)建面片曲面
5.6.1  用面片的橫截面建模
5.6.2 編輯面片網(wǎng)絡(luò)——改變存在的網(wǎng)絡(luò)
5.6.3 用曲面擬合創(chuàng)建面片物體
5.7 渲染參數(shù)曲面
5.7.1 面片到多邊形的轉(zhuǎn)化
5.8 游戲中的實(shí)用貝塞爾曲線(xiàn)
5.8.1 雙二次網(wǎng)格亞采樣
5.10.1 LOD多邊形網(wǎng)格
5.10.2 面片網(wǎng)格
5.10.3 細(xì)分表面
第6章 經(jīng)典多邊形網(wǎng)格渲染技術(shù)
6.1 圖形流水線(xiàn)內(nèi)的坐標(biāo)空間和幾何操作
6.1.1 局部或模型坐標(biāo)系
6.1.2 世界坐標(biāo)系
6.2 視見(jiàn)空間內(nèi)的操作
6.2.2 視見(jiàn)約束體
6.2.3 三維屏幕空間
6.2.4 視見(jiàn)約束體和深度
6.3 圖形流水線(xiàn)內(nèi)的算法操作
6.3.1基本視見(jiàn)約束體篩選和剪裁
6.3.2像素的明暗處理
6.3.3明暗插值技術(shù)
6.3.4 隱面剔除
6.4渲染例子
6.4.1 圖6-36（彩頁(yè)）
6.4.2圖6-37（彩頁(yè)）
6.4.3圖6-38（彩頁(yè)）
6.4.4圖6-40（彩頁(yè)）
6.4.5圖6-41（彩頁(yè)）
第7章        傳統(tǒng)映射技術(shù)
7.1 簡(jiǎn)介
7.2  兩維紋理貼圖到多邊形網(wǎng)格物體
7.2.1  使用雙線(xiàn)性插值的逆映射
7.2.2  使用中介曲面的逆向映射方法
7.2.3  實(shí)用紋理映射
7.3 二維紋理空間到雙三次參數(shù)曲面片物體
7.4  凹凸映射
7.4.1  凹凸紋理的多通道技術(shù)
7.4.2  針對(duì)凹凸映射的預(yù)計(jì)算技術(shù)
7.5  環(huán)境映射技術(shù)
7.5.1  立方體映射（Cubic Mapping）
7.5.2  球面映射（Sphere Mapping）
7.5.3  環(huán)境映射: 要點(diǎn)比較
7.6  三維紋理域的映射技術(shù)
7.6.1  三維噪聲函數(shù)(Noise)
7.6.3  三維紋理和動(dòng)畫(huà)
7.6.4 三維光照貼圖
7.7.1 圖7.23（彩頁(yè)）
7.7.2 圖7.24（彩頁(yè)）
7.7.3 圖7.25（彩頁(yè)）
第8章 反走樣（Anti-aliasing）理論和實(shí)踐
8.1引言
8.2走樣和采樣
8.3鋸齒邊
8.4計(jì)算機(jī)圖形采樣和實(shí)際采樣的比較
8.5采樣和重構(gòu)
8.6簡(jiǎn)單的比較
8.7前濾波方法
8.8超采樣或后濾波
8.9紋理映射中的反走樣
8.10圖像的Fourier變換
第9章 復(fù)雜場(chǎng)景的可視性處理
9.1介紹
9.2 為什么要用樹(shù)結(jié)構(gòu)？
9.2.1空間分割層次
9.2.2 八叉樹(shù)
9.3  BSP 樹(shù)
9.3.1  BSP樹(shù)的自適應(yīng)細(xì)分
9.4 包圍體層次結(jié)構(gòu)
9.5 BSP樹(shù)和多邊形物體
9.5.1 BSP樹(shù)和隱面消除
9.5.2  怎樣為多邊形網(wǎng)格場(chǎng)景創(chuàng)建BSP樹(shù)
9.5.3 背面篩選
9.5.4 對(duì)照視見(jiàn)約束體進(jìn)行篩選
9.5.5 影響范圍
9.5.6 實(shí)用BSP樹(shù)
9.5.7 地形和BSP技術(shù)
9.6 用于構(gòu)造內(nèi)型環(huán)境的特殊手段
9.6.1  BSPs和PVS: 一個(gè)簡(jiǎn)單的非確定性算法
9.7 入口和鏡子
9.7.1 入口的推廣
9.8 高級(jí)視見(jiàn)約束體篩選
9.8.1 開(kāi)發(fā)BV幾何性質(zhì)
9.8.2 在視見(jiàn)約束體篩選中開(kāi)發(fā)一致性
9.9 精確的可視性
9.9.1 精確的可視性和預(yù)計(jì)算
9.9.2 可視性過(guò)程的排序策略
9.9.3 視見(jiàn)約束體內(nèi)的可視性：閉塞篩選
9.10 動(dòng)態(tài)物體及其可視性
第10章 游戲中的光照效果
10.1光照貼圖
10.1.1光照貼圖空間選取
10.1.2 多邊形/光照貼圖的一致性
10.1.3 光照貼圖實(shí)踐
10.2使用光照貼圖的動(dòng)態(tài)光照效果
10.2.1 運(yùn)動(dòng)物體（常用）
10.2.2移動(dòng)的（以觀察者為中心）聚光燈
10.2.3移動(dòng)物體和環(huán)境光
10.2.4 移動(dòng)物體和Gouraud明暗模型
10.3動(dòng)態(tài)光源(Dynamic Light)
10.5霧貼圖/容積霧(Fog Map/Volumetric Fog)
10.6 光照例子的研究
10.6.1 條紋化(Stripify)并照亮面片模型
第11章  游戲中的陰影
11.1 陰影的特性
11.1.1計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中陰影的特性
11.1.2地面上的簡(jiǎn)單陰影
11.2 經(jīng)典的陰影算法
11.2.1陰影算法：多邊形投影/掃描線(xiàn)
11.2.2陰影算法：陰影體(Shadow Volume)
11.2.3陰影算法：光源轉(zhuǎn)換到陰影多邊形的來(lái)歷
11.2.4陰影算法: 陰影Z -buffer
11.3  游戲中的陰影
11.3.1 在光照?qǐng)D形中加入陰影
11.3.2 柔和陰影
11.3.3動(dòng)態(tài)物體的快速陰影
第12章  多路渲染
12.1介紹
12.2 多路函數(shù)性（Multi-pass Functionality）
12.2.1 合成渲染圖像
12.2.2 混合（Blending）（OpenGL）
12.2.3  Z-buffer（OpenGL）
12.2.5  模版緩沖（Stencil Buffer）（OpenGL）
12.3  多路渲染算法
12.3.2 平面反射（Planar Reflection）
12.3.3 多路陰影體（Multi-pass Shadow Volume）
12.3.4多路陰影體——實(shí)現(xiàn)
12.3.5 光照對(duì)象（Light Object）
12.5 多紋理(Multi-texture)
12.5.1  多路與多紋理渲染的比較
12.6 多紋理實(shí)例
12.6.1 細(xì)節(jié)調(diào)節(jié)(Detail Modulation)
12.6.2 視角依賴(lài)的（View-dependent）細(xì)節(jié)光照貼圖
12.6.3 將多紋理用作最終光照模型
第13章  運(yùn)動(dòng)控制
13.1  簡(jiǎn)介
13.2 對(duì)動(dòng)畫(huà)進(jìn)行預(yù)編輯——線(xiàn)性插值及耗用時(shí)間
13.3 預(yù)編輯動(dòng)畫(huà)——插值問(wèn)題
13.4  預(yù)編輯動(dòng)畫(huà)——顯式編輯
13.5 旋轉(zhuǎn)插值
13.6 用四元數(shù)表示旋轉(zhuǎn)
13.6.1 四元數(shù)的插值
13.6.2 移入與移出四元數(shù)空間
13.6.3 球形的線(xiàn)性插值(Slerp)
13.7 將相機(jī)作為動(dòng)畫(huà)對(duì)象
13.8 粒子動(dòng)畫(huà)
13.10 關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)
第14章  動(dòng)態(tài)仿真控制
14.1著名示例-脫機(jī)動(dòng)畫(huà)中的動(dòng)力學(xué)（dynamics）
14.2初值問(wèn)題和邊值問(wèn)題
14.3主題范圍
14.4 動(dòng)態(tài)仿真的動(dòng)機(jī)
14.5 基本經(jīng)典粒子論
14.5.1力的性質(zhì)
14.6 基本經(jīng)典剛體理論
14.6.1線(xiàn)動(dòng)量、角動(dòng)量和質(zhì)心
14.6.2 世界參照系和物體參照系
14.6.3剛體的方向
14.6.4角速度
14.6.5剛體-力和力矩
14.6.6 慣性張量(Inertia Tensor)
14.6.7碰撞反應(yīng)
14.7 動(dòng)態(tài)仿真的實(shí)用性
14.7.1一般動(dòng)力學(xué)模塊
14.7.2確定確切的碰撞時(shí)間
14.7.3應(yīng)用依賴(lài)性
14.7.4簡(jiǎn)單例子
14.7.5預(yù)計(jì)算和在線(xiàn)仿真
14.7.6時(shí)空約束
14.8數(shù)值積分(Numerical Integration)
14.8.1歐拉方法和誤差
14.8.2多步法-Adams-Bashforth
14.8.3 預(yù)測(cè)-校正
14.8.4 Runge-Kutta
14.8.5自適應(yīng)方法
第15章 碰撞檢測(cè)(Collision Detection)
15.1 廣義/狹義二階段算法
15.2 包圍體層次結(jié)構(gòu)
15.3 使用AABB的廣義碰撞檢測(cè)
15.3.1  OBB樹(shù)
15.3.2 建造OBB樹(shù)
15.4 使用OBB的廣義碰撞檢測(cè)
15.4.1  k-top 樹(shù)
15.5 使用局部或?qū)ο罂臻g劃分的廣義碰撞檢測(cè)
15.6 狹義碰撞檢測(cè)
15.6.1  凸多面體對(duì)-精確碰撞檢測(cè)
15.6.3 分割面
15.7 單階段方法
15.7.1        BSP樹(shù)      
15.7.2 局部或?qū)ο罂臻g劃分——BSP樹(shù)的合并      
15.7.3 球體/多面體的特殊化處理
15.7.4 使用深度緩存(Z-buffer)
第16章 交互控制
16.1 交互與動(dòng)畫(huà)
16.2 控制器模塊
16.3 用戶(hù)-對(duì)象交互 使用簡(jiǎn)單阻尼的6自由度控制
16.4 用戶(hù)-對(duì)象動(dòng)畫(huà) 4鍵汽車(chē)模擬
16.5 對(duì)象-對(duì)象交互
16.6 攝影機(jī)-對(duì)象交互
16.7 具有簡(jiǎn)單自治行為的對(duì)象
16.7.1炮臺(tái)
16.7.2機(jī)器人飛行物體
16.8 用戶(hù)-場(chǎng)景交互
第17章  行為與人工智能
17.1 確定的方法和體系結(jié)構(gòu)
17.1.1 有限狀態(tài)機(jī)器
17.3 主體結(jié)構(gòu)的例子
17.3.1 由頂向下對(duì)由底向上
17.5 作為例子的感知視覺(jué)的作用
17.6 認(rèn)知結(jié)構(gòu)(Learning Architecture)
17.6.1 認(rèn)知和神經(jīng)網(wǎng)格
17.6.2  兩個(gè)線(xiàn)性可分模式類(lèi)別的感知器
17.6.3 N類(lèi)別的感知器
17.6.4 MLP前饋的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
17.6.5 向后傳播算法
第18章  二維技術(shù)
18.1 圖像金字塔
18.2 小波變換
18.3 圖象變換及基矩陣
18.4 小波和電腦游戲
18.5 圖像變形——變形轉(zhuǎn)換技術(shù)（Morphing）
18.5.1 變形轉(zhuǎn)化二維圖像
18.5.2 二樣條網(wǎng)格扭曲
第19章 基于圖像的渲染
19.1介紹
19.2 重復(fù)使用已繪制的圖像——二維技術(shù)
19.2.1平面插板(Planar Impostors)或精靈（Sprite）
19.2.2計(jì)算平面插板的有效性
19.2.3布告板和光照效果
19.3變化的渲染資源
19.3.1優(yōu)先渲染
19.3.2圖像分層
19.3.3計(jì)算層的有效性
19.3.4以深度對(duì)層排序
19.4使用深度信息
19.4.1三維卷繞
19.4.2分層深度圖像（Layered Depth Image，LDI）
19.4.3 使用LDI的入口圖像
19.5 視見(jiàn)插值
19.5.1 視圖變形
19.6 四維技術(shù)—泛光或光場(chǎng)渲染技術(shù)
19.7照片建模和IBR
19.7.1 使用照片全景攝影的基于圖像的渲染
19.7.2合成全景圖
第20章  多人游戲技術(shù)
20.1 介紹
20.2 定義
20.3 多人游戲的實(shí)現(xiàn)
20.4 多人游戲所面臨的問(wèn)題
20.4.1 延遲發(fā)生的原因
20.5 簡(jiǎn)化通訊信息
20.5.1 數(shù)據(jù)壓縮
20.5.2 預(yù)測(cè)性方法
20.5.3  一致性
20.6 應(yīng)用客戶(hù)－服務(wù)器模式實(shí)現(xiàn)多人游戲
20.6.1        網(wǎng)絡(luò)接口
第21章 引擎體系結(jié)構(gòu)
21.1  C++游戲編程
21.11 類(lèi)(Class)
21.1.2 構(gòu)造函數(shù)(Constructor)
21.1.3 析構(gòu)函數(shù)(Destructor)
21.1.4 繼承性(Inheritance)
21.1.5 虛擬函數(shù)(Virtual Function)
21.1.6 運(yùn)算符（Operator）
21.1.7 模板（Template）
21.1.8 公有性/私有性/保護(hù)性
21.2 游戲中復(fù)雜度的管理和改進(jìn)
21.2.1 游戲結(jié)構(gòu)
21.3 引擎設(shè)計(jì)和體系結(jié)構(gòu)
21.4 Fly 3D軟件體系結(jié)構(gòu)
21.4.1 插件
21.4.2  Fly3D前臺(tái)（Front-end）和每幀中的主要渲染操作
21.4.3 碰撞檢測(cè)
21.4.4 常備(stock)和活動(dòng)對(duì)象列表
21.4.5 作用球(Sphere of Influence)
21.4.6 對(duì)象與插件的通訊
21.4.7 鏡頭和場(chǎng)景繪制
21.4.8 文本輸出
21.4.9 渲染API
第22 章 Fly3D 軟件開(kāi)發(fā)工具包（SDK）參考
22.1 序言
22.2 全局參考
22.3 對(duì)象參考
22.3.1 類(lèi)anim_mesh:public mesh
22.3.2 類(lèi)base_object
22.3.3 類(lèi)bezier_curve:public Base_object
22.3.4 類(lèi)bezier_patch:public base_object
22.3.5 類(lèi)boundbox
22.3.6 類(lèi)bsp_node:public plane
22.3.7 類(lèi)bsp_object:publicbase_object,particle,local_system
22.3.8 類(lèi)class_desc
22.3.9 類(lèi)console
22.3.10 類(lèi)directX
22.3.11 類(lèi)face:public plane
22.3.12 類(lèi)fly_pak
22.3.13 類(lèi)fly_pak_util
22.3.14 類(lèi)flydll
22.3.15 類(lèi)flydllgroup
22.3.16 類(lèi)flyEngine
22.3.17 類(lèi)light_map
22.3.18 類(lèi)light_map_pic
22.3.19 類(lèi)light_vertex
22.3.20 類(lèi)local_system
22.3.21 類(lèi)mat4*4
22.3.22 類(lèi)mesh:public base_object
22.3.23 類(lèi)mp_games
22.3.24 類(lèi)mp_msg
22.3.25 類(lèi)param_desc
22.3.26 類(lèi)particle
22.3.27 類(lèi)picture
22.3.28 類(lèi)plane
22.3.29 類(lèi)player_data
22.3.30 類(lèi)render
22.3.31 類(lèi)renderGL:public render
22.3.32 類(lèi)sound:public base_object
22.3.33 類(lèi)static_mesh:public bsp_object
22.3.34 類(lèi)stripfan_mesh
22.3.35 類(lèi)textcache
22.3.36 類(lèi)textcacheGL:public text-cache
22.3.37 類(lèi)vector
附錄A Fly3D SDK教程
參考文獻(xiàn)