OpenGL編程指南

內(nèi)容概要

　　OpenGL圖形系統(tǒng)是一個(gè)軟件接口，讓程序員能夠創(chuàng)建交互式程序，使用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)生成具有真實(shí)感的圖像。本書(shū)是OpenGL ARB推薦的OpenGL 1.4版學(xué)習(xí)指南?！　”緯?shū)首先闡述OpenGL的功能和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基本知識(shí)，包括狀態(tài)管理和幾何體的繪制、模型變換、視點(diǎn)變換和投影變換、顏色和光照；然后深入探討一些高級(jí)技術(shù)，包括反走樣、混合、霧效、顯示列表、圖像處理、紋理映射、幀緩存、網(wǎng)格化、NURBS、選擇和反饋等；同時(shí)討論其他一些重要主題，像如何提高程序的性能、OpenGL擴(kuò)展和跨平臺(tái)技術(shù)等?！　”緯?shū)只要求讀者有一定的C語(yǔ)言基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)知識(shí)，適合所有對(duì)OpenGL編程感興趣的讀者閱讀。

書(shū)籍目錄

第1章　OpenGL簡(jiǎn)介　11.1　OpenGL概覽　21.2　一個(gè)簡(jiǎn)單的OpenGL程序　41.3　OpenGL函數(shù)的語(yǔ)法　51.4　OpenGL是一個(gè)狀態(tài)機(jī)　61.5　OpenGL渲染流水線(xiàn)　61.5.1　顯示列表　71.5.2　求值程序　71.5.3　頂點(diǎn)操作　81.5.4　圖元裝配　81.5.5　像素操作　81.5.6　紋理裝配　81.5.7　光柵化　91.5.8　片元操作　91.6　與OpenGL相關(guān)的函數(shù)庫(kù)　91.6.1　包含文件　101.6.2　OpenGL實(shí)用工具包(GLUT)　111.7　動(dòng)畫(huà)　131.7.1　暫停刷新　141.7.2　運(yùn)動(dòng)就是重畫(huà)加交換　15第2章　狀態(tài)管理和繪制幾何體　192.1　繪圖補(bǔ)救工具箱　212.1.1　清空窗口　212.1.2　指定顏色　222.1.3　強(qiáng)制完成繪圖操作　232.1.4　坐標(biāo)系統(tǒng)修補(bǔ)工具箱　242.2　描述點(diǎn)、直線(xiàn)和多邊形　252.2.1　什么是點(diǎn)、直線(xiàn)和多邊形　262.2.2　指定頂點(diǎn)　282.2.3　OpenGL幾何繪圖圖元　292.3　基本狀態(tài)管理　332.4　顯示點(diǎn)、直線(xiàn)和多邊形　342.4.1　點(diǎn)的細(xì)節(jié)　352.4.2　直線(xiàn)的細(xì)節(jié)　352.4.3　多邊形的細(xì)節(jié)　382.5　法線(xiàn)向量　442.6　頂點(diǎn)數(shù)組　452.6.1　第1步：?jiǎn)⒂脭?shù)組　462.6.2　第2步：指定數(shù)組中的數(shù)據(jù)　472.6.3　第3步：解除引用和渲染　492.6.4　混合數(shù)組　542.7　屬性組　562.8　有關(guān)使用多邊形構(gòu)造曲面的建議　59第3章　觀(guān)察　653.1　概述：相機(jī)類(lèi)比　673.1.1　一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：繪制立方體　693.1.2　通用的變換函數(shù)　723.2　視點(diǎn)變換和模型變換　733.2.1　如何看待變換　743.2.2　模型變換　753.2.3　視點(diǎn)變換　793.3　投影變換　843.3.1　透視投影　843.3.2　正交投影　863.3.3　根據(jù)視景體進(jìn)行裁剪　873.4　視口變換　873.4.1　定義視口　883.4.2　變換后的深度坐標(biāo)　893.5　變換的診斷　903.6　操縱矩陣堆?！?13.6.1　模型視點(diǎn)矩陣堆?！?43.6.2　投影矩陣堆?！?43.7　附加裁剪面　943.8　組合變換舉例　973.8.1　建立太陽(yáng)系模型　973.8.2　建立帶關(guān)節(jié)的機(jī)器人手臂模型　993.9　逆變換和模擬變換　102第4章　顏色　1054.1　顏色感知　1064.2　計(jì)算機(jī)顏色　1074.3　RGBA模式與顏色索引模式　1094.3.1　RGBA顯示模式　1094.3.2　顏色索引顯示模式　1114.3.3　在RGBA模式和顏色索引模式之間做出選擇　1124.3.4　在顯示模式之間切換　1134.4　指定顏色和著色模式　1134.4.1　在RGBA模式下指定顏色　1134.4.2　在顏色索引模式下指定顏色　1144.4.3　指定著色模式　115第5章　光照　1195.1　隱藏面消除修補(bǔ)工具箱　1215.2　現(xiàn)實(shí)世界和OpenGL中的光照　1225.2.1　環(huán)境光、散射光、鏡面反射光和發(fā)射光　1225.2.2　材質(zhì)的顏色　1235.2.3　光線(xiàn)和材質(zhì)的RGB值　1235.3　一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：光照球體的渲染　1245.4　創(chuàng)建光源　1265.4.1　顏色　1285.4.2　位置和衰減　1285.4.3　聚光燈　1295.4.4　多光源　1305.4.5　控制光源的位置和方向　1315.5　選擇光照模型　1355.5.1　全局環(huán)境光　1365.5.2　近視點(diǎn)還是無(wú)窮遠(yuǎn)視點(diǎn)　1365.5.3　雙面光照　1365.5.4　輔助鏡面反射顏色　1375.5.5　啟用光照　1375.6　指定材質(zhì)屬性　1375.6.1　散射光反射和環(huán)境光反射　1385.6.2　鏡面光反射　1395.6.3　發(fā)射光顏色　1395.6.4　改變材質(zhì)屬性　1405.6.5　顏色材質(zhì)模式　1415.7　光照的數(shù)學(xué)計(jì)算　1445.7.1　材質(zhì)的發(fā)射光　1445.7.2　反射的全局環(huán)境光　1445.7.3　光源的貢獻(xiàn)　1445.7.4　疊加　1465.7.5　輔助鏡面發(fā)射光顏色　1465.8　顏色索引模式下的光照　147第6章　混合、反走樣、霧效和多邊形偏移　1496.1　混合　1506.1.1　源因子和目標(biāo)因子　1516.1.2　啟用混合操作　1526.1.3　使用混合方程來(lái)合并像素　1536.1.4　混合的用途　1546.1.5　一個(gè)混合的例子　1566.1.6　使用深度緩存的三維混合　1586.2　反走樣　1616.2.1　點(diǎn)和值線(xiàn)的反走樣　1626.2.2　使用多重采樣對(duì)幾何圖元進(jìn)行反走樣處理　1676.2.3　多邊形的反走樣　1706.3　霧　1706.3.1　使用霧　1716.3.2　霧方程　1736.4　點(diǎn)參數(shù)　1786.5　多邊形偏移　180第7章　顯示列表　1837.1　為何使用顯示列表　1847.2　一個(gè)使用顯示列表的例子　1847.3　顯示列表設(shè)計(jì)準(zhǔn)則　1877.4　創(chuàng)建和執(zhí)行顯示列表　1887.4.1　命名和創(chuàng)建顯示列表　1897.4.2　顯示列表存儲(chǔ)的內(nèi)容　1907.4.3　執(zhí)行顯示列表　1917.4.4　多級(jí)顯示列表　1927.4.5　管理顯示列表索引　1937.5　執(zhí)行多個(gè)顯示列表　1937.6　使用顯示列表來(lái)管理狀態(tài)變量　197第8章　繪制像素、位圖、字體和圖像　2018.1　位圖和字體　2038.1.1　當(dāng)前光柵位置　2048.1.2　繪制位圖　2058.1.3　選擇位圖的顏色　2068.1.4　字體和顯示列表　2068.1.5　定義并使用一種完整的字體　2078.2　圖像　2098.3　圖像處理流水線(xiàn)　2158.3.1　像素的封裝和拆封　2178.3.2　控制像素存儲(chǔ)模式　2188.3.3　像素轉(zhuǎn)移操作　2218.3.4　像素映射　2238.3.5　縮放和翻轉(zhuǎn)圖像　2248.4　讀取和繪制矩形像素陣列　2268.5　提高像素繪制速度的技巧　2298.6　圖像處理子集　2298.6.1　顏色表　2308.6.2　卷積　2348.6.3　顏色矩陣　2408.6.4　收集統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(histogram)　2418.6.5　Minmax　243第9章　紋理映射　2459.1　概述和范例　2489.1.1　紋理映射的步驟　2489.1.2　一個(gè)簡(jiǎn)單的程序　2509.2　指定紋理　2529.2.1　紋理代理　2559.2.2　替換紋理圖像的部分或全部紋素　2569.2.3　一維紋理　2589.2.4　三維紋理　2599.2.5　壓縮的紋理圖像　2639.2.6　使用紋理邊框　2659.2.7　mipmap：多個(gè)明細(xì)等級(jí)　2659.3　濾波　2739.4　紋理對(duì)象　2759.4.1　生成紋理對(duì)象名稱(chēng)　2759.4.2　創(chuàng)建和使用紋理對(duì)象　2759.4.3　刪除紋理對(duì)象　2789.4.4　駐留紋理工作集　2789.4.5　紋理函數(shù)　2809.5　指定紋理坐標(biāo)　2829.5.1　計(jì)算合適的紋理坐標(biāo)　2839.5.2　紋理的重復(fù)和截取　2849.6　自動(dòng)生成紋理坐標(biāo)　2879.6.1　創(chuàng)建等高線(xiàn)　2889.6.2　球面圖(sphere map)　2919.6.3　立方圖紋理(cube map texture)　2929.7　多重紋理　2949.8　紋理組合函數(shù)　2989.9　執(zhí)行紋理映射后應(yīng)用輔助顏色　3029.9.1　光照被禁用時(shí)的輔助顏色　3029.9.2　光照被啟用時(shí)的輔助鏡面反射顏色　3029.10　紋理矩陣堆?！?039.11　深度紋理　3039.11.1　創(chuàng)建陰影圖　3049.11.2　生成紋理坐標(biāo)并渲染場(chǎng)景　305第10章　幀緩存　30710.1　緩存及其用途　30910.1.1　顏色緩存　31010.1.2　深度緩存　31010.1.3　模板緩存　31010.1.4　累積緩存　31010.1.5　清空緩存　31110.1.6　指定要讀寫(xiě)的顏色緩存　31110.1.7　屏蔽緩存　31310.2　片元的測(cè)試和操作　31410.2.1　截剪測(cè)試　31410.2.2　Alpha測(cè)試　31510.2.3　模板測(cè)試　31610.2.4　深度測(cè)試　32010.2.5　混合、抖動(dòng)和邏輯運(yùn)算　32010.3　累積緩存　32210.3.1　場(chǎng)景反走樣　32310.3.2　運(yùn)動(dòng)模糊　32710.3.3　景深　32710.3.4　柔和陰影　33010.3.5　抖動(dòng)　330第11章　網(wǎng)格化和二次曲面　33311.1　多邊形網(wǎng)格化　33411.1.1　創(chuàng)建網(wǎng)格化對(duì)象　33511.1.2　網(wǎng)格化回調(diào)函數(shù)　33511.1.3　網(wǎng)格化屬性　33911.1.4　定義多邊形　34311.1.5　刪除網(wǎng)格化對(duì)象　34511.1.6　提高網(wǎng)格化性能的技巧　34511.1.7　描述GLU錯(cuò)誤　34511.1.8　向后兼容性　34511.2　二次曲面：渲染球體、圓柱體和圓盤(pán)　34611.2.1　管理二次對(duì)象　34711.2.2　設(shè)置二次對(duì)象的屬性　34711.2.3　二次圖元　348第12章　求值程序和NURBS　35312.1　預(yù)備知識(shí)　35412.2　求值程序　35512.2.1　一維求值程序　35512.2.2　二維求值程序　35812.2.3　使用求值程序來(lái)生成紋理坐標(biāo)　36212.3　GLU NURBS接口　36412.3.1　一個(gè)簡(jiǎn)單的NURBS范例　36412.3.2　管理NURBS對(duì)象　36712.3.3　創(chuàng)建NURBS曲線(xiàn)或曲面　37012.3.4　修剪NURBS曲面　374第13章　選擇和反饋　37713.1　選擇　37813.1.1　基本步驟　37813.1.2　創(chuàng)建名稱(chēng)堆?！?7913.1.3　命中記錄　38013.1.4　選擇示例　38113.1.5　拾取　38313.1.6　有關(guān)編寫(xiě)使用選擇機(jī)制的程序的建議　39013.2　反饋　39213.2.1　反饋數(shù)組　39313.2.2　在反饋模式下使用標(biāo)記　39413.2.3　反饋示例　394第14章　OpenGL高級(jí)技巧　39914.1　錯(cuò)誤處理　40014.2　查詢(xún)OpenGL版本　40214.2.1　實(shí)用庫(kù)版本　40314.2.2　窗口系統(tǒng)擴(kuò)展版本　40314.3　對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展　40314.4　輕松制作透明物體　40514.5　輕松實(shí)現(xiàn)淡出效果　40514.6　使用后緩存來(lái)處理選擇　40614.7　開(kāi)銷(xiāo)不高的圖像變換方法　40714.8　顯示多層　40814.9　字符反走樣　40914.10　繪制圓形點(diǎn)　41014.11　圖像插值　41014.12　制作貼花　41114.13　使用模板緩存繪制填充凹多邊形　41214.14　找出沖突區(qū)域　41314.15　陰影　41414.16　隱藏線(xiàn)消除　41514.16.1　使用多邊形偏移隱藏線(xiàn)消除　41514.16.2　使用模板緩存消除隱藏線(xiàn)　41514.17　紋理映射的用途　41614.18　繪制深度緩存圖像　41614.19　狄利克雷域　41714.20　生存游戲　41814.21　glDrawPixels()和glCopyPixels()的其他用途　419附錄A　操作順序　421A.1　概述　422A.2　幾何操作　422A.2.1　頂點(diǎn)操作　423A.2.2　圖元裝配　423A.3　像素操作　423A.4　片元操作　424A.5　其他操作　424附錄B　狀態(tài)變量　425B.1　查詢(xún)函數(shù)　426B.2　OpenGL狀態(tài)變量　427附錄C　OpenGL和窗口系統(tǒng)　445C.1　訪(fǎng)問(wèn)新的OpenGL函數(shù)　446C.2　X窗口系統(tǒng)的OpenGL擴(kuò)展(GLX)　446C.2.1　初始化　447C.2.2　控制渲染　448C.2.3　GLX庫(kù)函數(shù)的原型　449C.3　Apple Macintosh的OpenGL擴(kuò)展(AGL)　451C.3.1　初始化　451C.3.2　渲染和場(chǎng)境　451C.3.3　管理OpenGL渲染場(chǎng)境　452C.3.4　在屏幕上渲染　452C.3.5　離屏渲染　452C.3.6　全屏渲染　452C.3.7　交換緩存　452C.3.8　更新渲染緩存　452C.3.9　使用Apple Macintosh字體　453C.3.10　錯(cuò)誤處理　453C.3.11　AGL庫(kù)函數(shù)的原型　453C.4　IBM OS/2 Warp的OpenGL擴(kuò)展(PGL)　454C.4.1　初始化　454C.4.2　控制渲染　455C.4.3　PGL函數(shù)的原型　456C.5　Microsoft Windows的OpenGL擴(kuò)展(WGL)　456C.5.1　初始化　457C.5.2　控制渲染　457C.5.3　WGL函數(shù)的原型　458附錄D　OpenGL實(shí)用工具包(GLUT)基礎(chǔ)　461D.1　初始化和創(chuàng)建窗口　462D.2　處理窗口事件和輸入事件　463D.3　加載顏色表　464D.4　初始化和繪制三維物體　464D.5　管理后臺(tái)處理　465D.6　運(yùn)行程序　465附錄E　計(jì)算法線(xiàn)向量　467E.1　計(jì)算解析曲面的法線(xiàn)　468E.2　根據(jù)多邊形數(shù)據(jù)計(jì)算法線(xiàn)　469附錄F　齊次坐標(biāo)和變換矩陣　471F.1　齊次坐標(biāo)　472F.1.1　變換頂點(diǎn)　472F.1.2　法線(xiàn)變換　472F.2　變換矩陣　473F.2.1　平移　473F.2.2　縮放　473F.2.3　旋轉(zhuǎn)　473F.2.4　透視投影　474F.2.5　正交投影　475附錄G　編程建議　477G.1　OpenGL正確編程技巧　478G.2　提高OpenGL性能的建議　479G.3　GLX建議　480附錄H　OpenGL的不變性　481術(shù)語(yǔ)表　483

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