精通Windows 3D圖形編程

前言

在上世紀(jì)90年代，美國(guó)未來(lái)學(xué)之父——托夫勒先生在其著作《第三次浪潮》中就曾經(jīng)預(yù)言人類(lèi)將進(jìn)入體驗(yàn)消費(fèi)的時(shí)代，如今這個(gè)預(yù)言正在一步步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。作為一種服務(wù)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代軟件業(yè)當(dāng)然也不例外。隨著計(jì)算機(jī)硬件，尤其是圖形卡的飛速更新，現(xiàn)代軟件業(yè)正在經(jīng)歷由過(guò)去性能至上、功能至上到現(xiàn)在逐漸以用戶為中心、更加注重用戶體驗(yàn)的蛻變過(guò)程。增強(qiáng)用戶體驗(yàn)最直接的手段是豐富程序界面元素的形象。在過(guò)去，當(dāng)我們?cè)?NET平臺(tái)下使用Windows Forms編寫(xiě)多元媒體(Rich Media)的應(yīng)用程序時(shí)，往往需要借助大量不同的API和對(duì)象模型。例如，在需要2D圖形的支持時(shí)，我們會(huì)選擇借助程序集System.Drawing.dll中的類(lèi)，在需要3D圖形功能時(shí)，可能只能借助于DirectX API或與C#非官方綁定的OpenGL，在需要對(duì)流媒體的支持時(shí)，我們一般會(huì)選擇Windows Media Player API。如此種，不一而舉，雖然這些API的句法非常相像，但其中蘊(yùn)含的思想?yún)s千差萬(wàn)別，為開(kāi)發(fā)人員帶來(lái)了極大的負(fù)擔(dān)。與此同時(shí)，界面外觀的定義與驅(qū)動(dòng)應(yīng)用程序的邏輯存在較強(qiáng)的耦合，又對(duì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作產(chǎn)生巨人的障礙，在這種形勢(shì)下，Microsoft極有前瞻性地適時(shí)推出了體現(xiàn)全新開(kāi)發(fā)理念的Windows Presentation Foundation，將其作為.NET Framework的主要組件之一。

內(nèi)容概要

借助于WPF 3D，Windows客戶端應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員可以創(chuàng)建出更逼真的、具有動(dòng)畫(huà)效果的控件。本書(shū)針對(duì)3D基本要素及其在WPF中的工作原理，通過(guò)豐富的圖片和大量XAML/C#代碼，進(jìn)行了詳細(xì)的解釋和適度的探究。全書(shū)共9章，內(nèi)容涉及網(wǎng)格、模型、攝像機(jī)、光照、材質(zhì)、變換和一些基本的3D數(shù)學(xué)知識(shí)，這些內(nèi)容可有效幫助讀者溫故而知新。書(shū)中大多數(shù)素材都經(jīng)過(guò)精雕細(xì)琢，而且有豐富的實(shí)例，必要的地方還有詳細(xì)解釋?！　”緯?shū)是了解3D圖形編程的理想指南，適合具有WPF基礎(chǔ)并渴望進(jìn)階到WPF 3D的讀者閱讀，也適合熟悉其他3D平臺(tái)（DirecX/OpenGL）并希望了解WPF 3D的讀者深入閱讀。

作者簡(jiǎn)介

Charles Petzold 享有全球盛譽(yù)的技術(shù)作家，其暢銷(xiāo)書(shū)Programming Windows目前已經(jīng)更新到第5版，一直是最受讀者歡迎的經(jīng)典著作。1994年，Petzold被Window Magazine和比爾蓋茨授予Windows Pioneer獎(jiǎng)。從1985年春首次得到測(cè)試版的Windows 1.0 SDK并于1986年在雜志上發(fā)表其Windows

書(shū)籍目錄

第1章　光源、攝像機(jī)和網(wǎng)格幾何體　三維坐標(biāo)　空間點(diǎn)　向量介紹　定義3D圖形　光源和攝像機(jī)　Viewport3D類(lèi)及其構(gòu)成　對(duì)代碼和標(biāo)記語(yǔ)言的改動(dòng)　視場(chǎng)　定義平坦矩形　定義“實(shí)心”圖形對(duì)象　平衡各種光源　正交投影　為什么不共用頂點(diǎn)　透明度　類(lèi)的整理第2章　變換與動(dòng)畫(huà)　不借助變換的動(dòng)畫(huà)　對(duì)集合類(lèi)的操作　Transform3D類(lèi)　平移變換　可共享模型　比例變換　平移變換與比例變換的組合　如何構(gòu)建座椅第3章　軸旋轉(zhuǎn)或角度旋轉(zhuǎn)　旋轉(zhuǎn)變換　旋轉(zhuǎn)和其他變換的組合　擊中測(cè)試技術(shù)介紹　軸的動(dòng)畫(huà)處理第4章　光照與明暗效果　關(guān)于照明　向量運(yùn)算　DiffuseMaterial及其屬性　SpotLight與PointLight第5章　紋理與材質(zhì)　漸變畫(huà)刷　平鋪畫(huà)刷　　基于位圖的畫(huà)刷　　效率問(wèn)題　　基于繪圖的畫(huà)刷　　VisualBrush畫(huà)刷　反射材質(zhì)和放射材質(zhì)第6章　網(wǎng)格計(jì)算幾何　三角剖分基礎(chǔ)　　參數(shù)方程　　球面的參數(shù)方程　　球面的三角剖分　　繼承引發(fā)的問(wèn)題　三角剖分資源　　資源機(jī)制　　依賴(lài)屬性與動(dòng)畫(huà)　　將對(duì)象轉(zhuǎn)換到XAML　從ModelVisual3D派生新類(lèi)　　Petzold.Media3D庫(kù)　　網(wǎng)格幾何類(lèi)　　　在Visual Studio中使用該庫(kù)　　通過(guò)XamlCruncher 2.0使用該庫(kù)　　在獨(dú)立XAML中使用該庫(kù)　　ModelVisual3D的派生類(lèi)第7章　矩陣變換　線性變換　　回顧矩陣代數(shù)　　矩陣和變換　　使用MatrixTransform3D類(lèi)　仿射變換及其推廣　　二維類(lèi)推　　三維齊次坐標(biāo)　　復(fù)合變換　　逆變換　　坐標(biāo)變換　　復(fù)合旋轉(zhuǎn)  攝像機(jī)變換　　觀察矩陣　　投影矩陣　　MatrixCamera的使用　　用2D單位表示3D圖形第8章　四元數(shù)　使用復(fù)數(shù)的好處　哈密爾頓與四元數(shù)　四元數(shù)為何如此怪異？　Quaternion結(jié)構(gòu)　四元數(shù)與旋轉(zhuǎn)　底層四元數(shù)旋轉(zhuǎn)　四元數(shù)與旋轉(zhuǎn)矩陣　SLERP與動(dòng)畫(huà)第9章　實(shí)戰(zhàn)秘笈　控件模板　數(shù)據(jù)的3D可視化　真實(shí)對(duì)象的模擬　交互式鼠標(biāo)跟蹤　3D打印　雙色立體圖索引

章節(jié)摘錄

插圖：

編輯推薦

《精通Windows 3D圖形編程》重點(diǎn)介紹如何用WPF 3D API進(jìn)行3D圖形編程。在作者循循善誘的指導(dǎo)下，讀者將掌握如何利用Microsoft .NET Framework 3.0和Windows Vista進(jìn)行3D圖形的顯示和動(dòng)畫(huà)處理。書(shū)中包含的專(zhuān)家指導(dǎo)和XAML/C#實(shí)例，有助于讀者掌握適當(dāng)?shù)募寄?，?chuàng)建出高度逼真的用戶界面。IT暢銷(xiāo)書(shū)作家Charles Petzold新作，優(yōu)秀Windows程序員的思維訓(xùn)練讀本，深入淺出，透徹演繹WPF 3D圖形編程。《精通Windows 3D圖形編程》主題：使用三角形網(wǎng)格定義復(fù)雜的3D物體；使用光照和明暗效果來(lái)增強(qiáng)3D表面的照明；使用漸變、位圖和繪圖為3D圖片著色；使用變換和頂點(diǎn)處理來(lái)添加動(dòng)畫(huà)效果；使用矩陣來(lái)表示線性變換、仿射變換和攝像機(jī)變換；向量角度、旋轉(zhuǎn)角度和旋轉(zhuǎn)軸的計(jì)算；使用C#代碼高效生成三角形網(wǎng)格；使用四元數(shù)計(jì)算來(lái)表示旋轉(zhuǎn)；提供用戶界面用于處理和繪制3D圖形。

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