【章名目錄】

【第 1篇】基礎(chǔ)篇
第 1章 概述 2
第 2章 圖形處理管線 14
第3章 WebGL編程 34
第4章 光柵式圖形系統(tǒng) 62
第5章 變換 81
第6章 三維模型表示 116
第7章 簡(jiǎn)單光照模型 149

【第 2篇】應(yīng)用篇
第8章 WebGL高級(jí)應(yīng)用 161
第9章 全局光照 182
第 10章 實(shí)時(shí)物理渲染與非真實(shí)感繪制 202


【詳細(xì)目錄】
第 1篇 基礎(chǔ)篇

第 1章 概述 2
1.1 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)相關(guān)課程 2
1.2 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展 3
1.3 計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng) 3
1.3.1 光柵掃描顯示 4
1.3.2 圖形處理單元架構(gòu) 6
1.4 計(jì)算機(jī)圖形軟件 9
1.4.1 Direct3D和OpenGL概述 9
1.4.2 WebGL概述 10
1.4.3 WebXR概述 11
1.5 本章小結(jié) 13
習(xí)題 13

第 2章 圖形處理管線 14
2.1 GPU與CPU的區(qū)別 14
2.1.1 計(jì)算機(jī)繪制概述 15
2.1.2 成像原理 15
2.2 固定管線流程 16
2.2.1 處理流程 16
2.2.2 模型表達(dá)與繪制 17
2.2.3 管線架構(gòu) 19
2.3 可編程管線 20
2.3.1 可編程管線的基本概念 20
2.3.2 著色器程序 22
2.3.3 管線中的數(shù)據(jù)流 23
2.4 buffer編程 25
2.4.1 幀緩存 25
2.4.2 深度緩存 26
2.4.3 模板緩存 27
2.4.4 PBO與FBO 28
2.4.5 紋理buffer 30
2.5 本章小結(jié) 32
習(xí)題 33

第3章 WebGL編程 34
3.1 搭建開發(fā)平臺(tái) 34
3.1.1 Three.js簡(jiǎn)介 34
3.1.2 Three.js的環(huán)境配置 35
3.1.3 搭建Web服務(wù)器 35
3.1.4 創(chuàng)建第 一個(gè)Three.js實(shí)例 36
3.2 JavaScript基礎(chǔ) 37
3.2.1 核心語句和語法 38
3.2.2 對(duì)象和數(shù)組 40
3.2.3 在網(wǎng)頁中嵌入JavaScript代碼 41
3.2.4 與網(wǎng)頁進(jìn)行交互 42
3.3 場(chǎng)景搭建 44
3.3.1 畫布設(shè)置 44
3.3.2 對(duì)象設(shè)置 45
3.3.3 相機(jī)設(shè)置 47
3.3.4 交互設(shè)置 48
3.4 坐標(biāo)系與觀察變換 51
3.4.1 場(chǎng)景坐標(biāo)系與圖像結(jié)果坐標(biāo)系 51
3.4.2 觀察變換 52
3.5 Three.js基本程序框架 54
3.6 本章小結(jié) 60
習(xí)題 60

第4章 光柵式圖形系統(tǒng) 62
4.1 線段光柵化 62
4.1.1 Bresenham算法 63
4.1.2 曲線光柵化方法 65
4.2 字符光柵化 66
4.3 反走樣技術(shù) 67
4.4 多邊形填充技術(shù) 68
4.4.1 內(nèi)外測(cè)試 68
4.4.2 掃描線多邊形填充算法 69
4.4.3 其他填充方法 71
4.5 紋理技術(shù) 72
4.5.1 紋理坐標(biāo) 72
4.5.2 GLSL紋理貼圖 72
4.5.3 紋理上下文 74
4.5.4 過程紋理 74
4.5.5 凹凸貼圖 77
4.6 WebGL實(shí)例分析 79
4.7 本章小結(jié) 80
習(xí)題 80

第5章 變換 81
5.1 數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 81
5.1.1 向量 81
5.1.2 矩陣 83
5.1.3 齊次坐標(biāo) 85
5.2 二維幾何變換 85
5.2.1 矩陣表達(dá) 85
5.2.2 復(fù)合變換矩陣的構(gòu)造 87
5.3 三維幾何變換 90
5.3.1 矩陣表達(dá) 90
5.3.2 復(fù)合變換矩陣的構(gòu)造 91
5.3.2 四元數(shù) 93
5.4 投影變換 95
5.4.1 平行投影 95
5.4.2 透視投影 98
5.5 裁剪技術(shù) 101
5.5.1 線段裁剪 101
5.5.2 多邊形裁剪 105
5.5.3 三維裁剪 107
5.6 實(shí)例分析 109
5.6.1 基本概念 109
5.6.2 基本矩陣函數(shù) 109
5.6.3 旋轉(zhuǎn)、平移和縮放 110
5.6.4 繞任意點(diǎn)的旋轉(zhuǎn) 110
5.6.5 三維模型示例 111
5.7 本章小結(jié) 114
習(xí)題 114

第6章 三維模型表示 116
6.1 多邊形網(wǎng)格表示 116
6.1.1 基本概念 117
6.1.2 多邊形網(wǎng)格的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 117
6.1.3 三角化算法 122
6.1.4 網(wǎng)格簡(jiǎn)化 124
6.2 參數(shù)曲面表示 127
6.2.1 Bézier曲線 127
6.2.2 Bézier曲面 131
6.2.3 B樣條曲線 134
6.2.4 B樣條曲面 139
6.3 細(xì)分表示 141
6.3.1 四邊形網(wǎng)格細(xì)分的Catmull-Clark方法 142
6.3.2 三角形網(wǎng)格細(xì)分的Loop方法 142
6.4 其他表示 143
6.4.1 點(diǎn)表示 143
6.4.2 實(shí)體表示 144
6.5 實(shí)例分析 145
6.6 本章小結(jié) 147
習(xí)題 147

第7章 簡(jiǎn)單光照模型 149
7.1 光反射作用的組成部分 149
7.1.1 環(huán)境光 149
7.1.2 漫反射光 150
7.1.3 鏡面反射光 151
7.2 簡(jiǎn)單光照模型 152
7.2.1 Phong模型 152
7.2.2 明暗處理方法 153
7.3 實(shí)例分析 156
7.4 本章小結(jié) 158
習(xí)題 158

第 2篇 應(yīng)用篇

第8章 WebGL高級(jí)應(yīng)用 161
8.1 Shader基礎(chǔ) 161
8.1.1 WebGL高級(jí)渲染 161
8.1.2 Shader簡(jiǎn)介 162
8.2 Shader程序 169
8.2.1 內(nèi)置變量與函數(shù) 169
8.2.2 示例說明 172
8.2.3 Three.js中的Shader材質(zhì) 178
8.3 本章小結(jié) 181
習(xí)題 181

第9章 全局光照 182
9.1 全局光照簡(jiǎn)介 182
9.1.1 基本概念 183
9.1.2 環(huán)境光遮蔽 185
9.1.3 渲染方程 185
9.2 光線跟蹤算法 187
9.2.1 光線跟蹤算法原理 187
9.2.2 算法核心步驟 188
9.2.3 算法實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié) 190
9.2.4 算法改進(jìn) 195
9.3 輻射度算法 196
9.3.1 輻射度算法原理 196
9.3.2 輻射度方程 196
9.3.3 求解輻射度方程 197
9.3.4 計(jì)算排列因子 198
9.3.5 實(shí)現(xiàn)輻射度算法 200
9.4 本章小結(jié) 201
習(xí)題 201

第 10章 實(shí)時(shí)物理渲染與非真實(shí)感繪制 202
10.1 實(shí)時(shí)物理渲染 202
10.1.1 PBR技術(shù) 202
10.1.2 BRDF模型技術(shù) 208
10.1.3 WebGL材質(zhì)實(shí)例分析 213
10.2 非真實(shí)感渲染 215
10.2.1 概述 215
10.2.2 分類 216
10.2.3 卡通渲染 217
10.2.4 其他風(fēng)格的NPR渲染 222
10.3 本章小結(jié) 223
習(xí)題 223

參考文獻(xiàn) 224