Programming Vertex, Geometry, and Pixel Shaders

Programming Vertex, Geometry, and Pixel Shaders pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Charles River Media
作者:Engel, Wolfgang
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:
价格:54.99
装帧:Pap
isbn号码:9781584505136
丛书系列:
图书标签:
  • Shader
  • 图形学
  • 游戏开发
  • DirectX
  • HLSL
  • Shader Programming
  • Vertex Shader
  • Geometry Shader
  • Pixel Shader
  • Graphics Programming
  • Computer Graphics
  • Game Development
  • Real-time Rendering
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具体描述

《编程:顶点、几何体与像素着色器》—— 探索图形渲染的奥秘 您是否曾惊叹于游戏中逼真光影的流转,或是被3D建模软件中细腻纹理的呈现所折服?这些视觉奇迹的背后,是强大的图形渲染技术在默默运转。本书将带您深入探究图形编程的核心,聚焦于构成现代图形管线的三大关键组成部分:顶点着色器、几何体着色器与像素着色器。 本书并非一本包罗万象的图形学教程,也非针对特定游戏引擎的开发手册。 它的目标是为那些渴望理解图形渲染底层原理,并希望掌握如何通过编程操控视觉效果的开发者、艺术家及技术爱好者们,提供一套坚实的基础理论框架与实操指导。我们不会在书中花费大量篇幅介绍庞杂的数学公式推导,也不会过多纠缠于晦涩的算法实现细节,而是将重点放在如何利用这些着色器程序来创造出令人印象深刻的视觉效果,以及它们在实际开发流程中扮演的角色。 核心内容聚焦: 顶点着色器(Vertex Shaders): 作为图形管线的起点,顶点着色器负责处理场景中的每一个顶点。本书将详细讲解如何利用顶点着色器实现诸如顶点变换(模型、视图、投影)、顶点动画、以及实现一些基础的光照计算。您将学习如何通过编写顶点着色器程序,改变顶点的位置,从而为场景中的物体赋予动态的生命力,或者精确地将其置于三维空间之中。我们会探讨常见的顶点坐标系转换,以及如何利用顶点属性(如法线、纹理坐标)来实现更复杂的视觉效果。 几何体着色器(Geometry Shaders): 几何体着色器在顶点着色器之后,像素着色器之前运行,它赋予了我们前所未有的能力来动态地生成或修改几何图元。本书将深入剖析几何体着色器的用途,包括如何根据输入的图元(点、线、三角形)生成新的图元,例如从一个点生成一个四边形(用于粒子系统),或者从一条线生成一个带状几何体。您还将学习如何利用几何体着色器实现诸如实例化(instancing)的优化技巧,以及一些更具创造性的技术,例如绘制轮廓线、细分曲面等。我们将关注其在减少CPU开销和实现动态细节方面的优势。 像素着色器(Pixel Shaders): 像素着色器,有时也被称为片段着色器,是图形渲染流程中负责为每个像素(或称片段)赋予最终颜色的关键环节。本书将详尽阐述如何通过像素着色器来实现丰富的纹理映射、复杂的着色模型、以及各种后处理效果。您将学习如何从纹理采样颜色,如何实现各种经典和现代的光照模型(如漫反射、镜面反射、菲涅尔效应),以及如何模拟诸如凹凸贴图、法线贴图等表面细节。我们还将探讨后期处理技术,如屏幕空间抗锯齿、景深、运动模糊等,以及如何将它们集成到您的像素着色器管线中。 本书的独特之处: 注重实用性与概念理解: 我们将以清晰易懂的方式解释每一个着色器阶段的工作原理,并提供与实际开发紧密相关的代码示例。您将学习到如何将抽象的理论转化为可执行的程序,从而在您的项目中实现预期的视觉效果。 不局限于单一API或语言: 虽然我们将使用行业内广泛接受的着色语言(如GLSL或HLSL)来演示代码,但本书的重点在于着色器编程的通用概念和技术,这些内容可以轻松地迁移到不同的图形API(如DirectX、Vulkan、Metal)和开发环境。 强调创造力与探索: 图形编程的魅力在于其无限的创造可能性。本书旨在激发您对图形渲染的热情,鼓励您跳出思维定势,探索新的视觉表现手法。我们不仅教授“如何做”,更引导您思考“为什么这样做”以及“还有什么其他可能性”。 本书适合谁? 希望深入理解游戏引擎渲染原理的独立游戏开发者。 对实时渲染和视觉特效感兴趣的3D艺术家和技术艺术家。 希望在计算机图形学领域进行进一步研究的学生和学术人员。 任何对如何让数字世界变得栩栩如生充满好奇的技术爱好者。 无论您是初涉图形编程的新手,还是希望巩固和拓展知识的资深开发者,《编程:顶点、几何体与像素着色器》都将是您探索图形渲染世界不可或缺的指南。通过本书的学习,您将能够更自信地驾驭现代图形技术,创造出令人惊叹的视觉体验。

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读后感

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用户评价

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我不得不说,《数字拓扑学与形态发生论:从代码到生命形态的演进》这本书,完全颠覆了我对计算美学的一些固有认知。它不像市面上大多数聚焦于具体渲染管线的教程那样注重“如何做”,而是极力探究“为什么会这样”。书中对L-系统在模拟生物生长方面的应用进行了详尽的案例分析,特别是对“异常点”处理的算法讨论,非常具有启发性。作者引入了一种全新的“环境反馈循环”模型,用以解释复杂系统中的涌现现象,这对于从事复杂系统建模的科研人员来说,提供了强有力的理论支撑。我尤其欣赏其中关于“非欧几里得几何在数据可视化中的应用”的章节,它不仅仅是介绍了数学工具,更深层次地探讨了不同几何空间对人类认知负载的影响。唯一的遗憾是,书中关于底层硬件效率优化的讨论略显保守,似乎更偏向于理论探讨而非极致性能的追求,但这或许正是作者的本意——专注于概念的深度而非速度的极限。

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好的,这是一份以读者口吻撰写的对假设书籍《Programming Vertex, Geometry, and Pixel Shaders》的五段评价,每段风格迥异,内容翔实(但并非描述此书实际内容): 这本名为《编程的风景:色彩、结构与时间的叙事》的书籍,简直是为那些渴望深入理解视觉艺术与技术交汇点的创作者量身定制的指南。作者以一种近乎诗意的笔触,带领我们探索了光影如何塑造三维空间中的感知。书中对于“色彩饱和度”与“情感共鸣”之间的非线性关系进行了深入的剖析,尤其在论及文艺复兴时期画家对透视法的心理学运用时,提供了许多令人耳目一新的观点。我花了大量时间沉浸在关于“材质表现主义”的章节中,作者成功地将抽象的美学概念与可操作的理论框架结合起来。例如,书中详细阐述了如何通过调整纹理的随机性来模拟自然界中不可预测的衰变过程,这对于游戏环境设计和交互式装置艺术的开发者来说,无疑是宝贵的财富。尽管书中对某些高深理论的推导过程略显跳跃,但整体而言,它提供了一个宏大的视角,让我们不再仅仅将视觉编程视为一系列冰冷的数学公式,而是将其视为一种具有深层文化和心理学意义的表达工具。它真正做到了连接艺术的感性与工程的理性。

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对于一个长期在影视特效领域摸爬滚打的资深人士来说,阅读《光线追踪的哲学:真实感背后的认知偏差》简直是一次对“眼见为实”的彻底拷问。这本书的叙事风格非常大胆和批判性,它毫不留情地揭示了我们目前所依赖的各种渲染近似方法,实际上是如何在不知不觉中引导观众形成特定认知的。作者花费了整整三分之一的篇幅,详细对比了人眼对焦点的生理反应与计算机图形学中“景深”模拟之间的巨大差异,并提出了一套基于认知心理学的动态曝光算法。我特别喜欢作者对“次表面散射”这一概念的重新定义,他将其从一个纯粹的物理模拟提升到了叙事工具的高度,探讨了如何利用光的散射特性来暗示角色的心理状态。这本书的排版和图示设计也极具匠心,那些抽象的数学模型被转化成了富有洞察力的几何插画,极大地降低了理解门槛。它不仅仅是技术书籍,更像是一本关于人类感官极限的深度报告。

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《矢量空间与时空扭曲:下一代沉浸式环境的构建基础》这本书,在我看来,更像是一本面向未来五年技术趋势的预言书,而非一本回顾过去知识的总结。它摒弃了大量传统的基于栅格的渲染思维定式,转而将重点放在了如何高效地描述和操作高维空间中的几何信息。我尤其对其中关于“隐式曲面表示法”在大型开放世界地形生成中的潜在应用进行了深入阅读。作者提出了一种全新的“场景描述语言”框架,该框架旨在将物理定律和艺术意图无缝地编译成实时可用的几何数据流。书中对“时间作为一种维度”的处理方式尤其令人印象深刻,它探讨了如何在不依赖传统关键帧动画的情况下,通过调整空间向量场的演化速率来表现时间感。尽管书中涉及的一些高级微分几何概念对我来说需要反复研读才能完全掌握,但这本著作无疑为那些想要构建真正意义上的“活的”虚拟世界的设计师和工程师,指明了一条清晰而充满挑战的道路。

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坦白讲,我原本以为《算法美学:递归、分形与复杂系统的混沌之舞》会是一本枯燥的数学教科书,但事实证明我大错特错。这本书的叙事结构极其巧妙,它以“混沌理论”为核心主轴,通过一系列精妙的、相互关联的算法案例,构建了一个从简单规则导向复杂世界的清晰路径图。作者在介绍曼德博集合的构造过程时,并没有仅仅停留在公式层面,而是深入探讨了这种自相似结构在不同尺度上所蕴含的哲学意义。其中关于“非线性反馈回路”如何驱动视觉艺术创作的案例分析尤其精彩,它展示了如何用最少的代码实现最丰富多变的视觉效果。这本书的优点在于其极强的可移植性——无论你是图形学专家还是热衷于编程艺术的爱好者,都能从中找到自己的切入点。对于希望突破现有设计范式,寻求更具内在逻辑和结构美的数字创作者来说,这本书提供了坚实而富有想象力的理论基石。

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