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[美] 约翰·克赛尼希（JohnKessenich） 著

图书标签:

• OpenGL
• 图形学
• 计算机图形学
• 游戏开发
• 渲染
• 图形API
• C++
• 编程
• 技术
• 教程

店铺： 文轩网少儿专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111575115

商品编码：15957701346

出版时间：2017-08-01

作  者:(美)约翰·克赛尼希(John Kessenich) 等 著；王锐 等 译 定  价:139 出 版 社:机械工业出版社 出版日期:2017年08月01日 页  数:664 装  帧:平装 ISBN:9787111575115 ●推荐语
●译者序
●前言
●致谢
●第1章OpenGL概述
●1.1什么是OpenGL
●1.2初识OpenGL程序
●1.3OpenGL语法
●1.4OpenGL渲染管线
●1.4.1准备向OpenGL传输数据
●1.4.2将数据传输到OpenGL
●1.4.3顶点着色
●1.4.4细分着色
●1.4.5几何着色
●1.4.6图元装配
●1.4.7剪切
●1.4.8光栅化
●1.4.9片元着色
●1.4.10逐片元的操作
●1.5个程序：深入分析
●部分目录

内容简介

《OpenGL编程指南(原书第9版)》共12章，靠前章概述OpenGL主要特性和功能；第2章讨论OpenGL中很主要的特性一一可编程着色器和SPIR—V；第3章介绍使用OpenGL进行几何体绘制的各种方法，以及一些可以让渲染更为高效的优化手段；第4章阐释OpenGL对于颜色的处理过程；第5章介绍在一个二维计算机屏幕上表现三维场景的操作细节；第6章讨论将几何模型与图像结合来创建真实的、高质量的三维模型的方法；第7章介绍计算机图形的光照效果模拟方法；第8章介绍使用可编程着色器生成纹理和其他表面效果的方法细节；第9章解释OpenGL管理和细分几何表面的着色器功能；靠前0章介绍在OpenGL渲染流水线中使用着色器进行几何体图元修改的特别技术；靠前1章介绍使用OpenGL帧缓存和缓存内存实现不错渲染技术和非图形学应用的相关方法；靠前2章介绍了近期新的着色器阶段，将通用计算的方法融合到OpenGL的渲等 (美)约翰·克赛尼希(John Kessenich) 等 著；王锐 等 译 约翰·克赛尼希（John Kessenich）， 来自Google的资历软件工程师、SPIR—V的创立者，自1999年以来就广泛参与到OpenGL和GLSL的Khronos标准开发当中。他是SPIR—V和GLSL标准说明书的主要编写者，并且开发了相关的着色器编译工具和解析器来考察相关标准的可移植性。
格雷厄姆·塞勒斯（Graham Sellers），来自AMD的软件架构和工程部门，是Khronos API的之一，负责OpenGL ARB中的AMD功能部分。他对OpenGL和VulkanWJ核心标准和扩展都做出了贡献，并且持有图形学和图像等
前    言?PrefaceOpenGL图形系统是图形硬件的一种软件接口（GL表示Graphics Library，即图形库）。它使得用户可以创建交互式的程序以产生运动的三维对象的颜色图像。通过OpenGL，我们可以使用计算机图形学技术产生逼真的图像，或者通过一些虚构的方式产生虚拟的图像。这本指南将告诉你如何使用OpenGL图形系统进行编程，得到你所期望的视觉效果。    本书的主要内容本书中包含以下章节：    第1章对OpenGL可以完成的工作进行了概览。它还提供了一个简单的OpenGL程序并解释了一些本质性的编程细节，它们可能会用于后续的章节中。    第2章讨论了OpenGL中主要的特性—着色语言和SPIR-V，并等

《OpenGL编程指南(原书第9版)》是一本致力于深入剖析图形学编程领域核心技术与实践的权威著作。本书旨在为广大开发者提供一套系统、全面且与时俱进的OpenGL学习路径，帮助他们掌握现代实时图形渲染的方方面面。 本书的核心在于对OpenGL API的精细解读，并结合大量的代码示例来阐释抽象概念。从最基础的图形管线概念入手，逐步深入到更为复杂的着色器编程、高级纹理技术、光照模型、几何处理以及后处理效果等。作者团队凭借其在图形学领域的深厚造诣，将枯燥的技术细节转化为易于理解的讲解，并始终紧随OpenGL最新规范，确保读者学习到的知识具有前瞻性和实用性。 第一部分：基础概念与管线解析 在本书的开篇，作者会首先为读者构建起对计算机图形学最基本、最核心的认知框架。这包括理解三维场景是如何在屏幕上最终呈现出来的，而这一过程的背后，便是强大的OpenGL图形渲染管线。读者将接触到诸如顶点（Vertex）、图元（Primitive）、帧缓冲（Frame Buffer）等基本构成单元，并学习它们在管线中的流动路径。 1.1 三维世界的数字映射： 介绍如何将现实世界中的三维物体，通过数学模型（如顶点坐标、多边形）转化为计算机能够理解的数据。这部分会触及坐标空间（模型空间、世界空间、观察空间、裁剪空间）的转换，为后续的相机控制和物体变换奠定基础。 1.2 图形渲染管线的演进： 详细讲解OpenGL渲染管线的各个阶段，从顶点数据输入到最终像素输出。这包括： 输入汇编（Input Assembler）： 如何将原始顶点数据组织成各种图元（点、线、三角形）。 顶点着色器（Vertex Shader）： 解释顶点着色器在处理顶点数据、执行几何变换（模型-视图-投影变换）以及为后续阶段准备数据方面的作用。 裁剪（Clipping）： 讲解裁剪阶段如何剔除超出视口的图元，以及视锥体裁剪的原理。 光栅化（Rasterization）： 深入剖析光栅化过程，如何将几何图元转换为屏幕上的像素片段。 片段着色器（Fragment Shader）： 解释片段着色器在计算每个像素颜色、应用纹理、模拟光照效果等方面的关键作用。 输出合并（Output Merger）： 介绍深度测试（Depth Test）、模板测试（Stencil Test）以及混合（Blending）等操作，如何最终决定像素的颜色并将其写入帧缓冲。 1.3 GLSL：着色器编程的基石： OpenGL Shading Language（GLSL）是现代OpenGL编程不可或缺的一部分。本书将引导读者理解GLSL的语法结构、内置变量、uniform变量、attribute变量以及varying变量，并提供简单易懂的示例，说明如何编写顶点着色器和片段着色器来控制图形的渲染外观。 第二部分：深入探索渲染技术 在掌握了基础的管线知识后，本书将带领读者深入探索一系列高级渲染技术，这些技术是实现逼真图形效果的关键。 2.1 纹理映射的艺术： 纹理是为物体表面增加细节和色彩的重要手段。本书将详尽介绍： 纹理坐标（Texture Coordinates）： 理解纹理坐标如何与顶点关联，将二维纹理图像“贴”到三维模型上。 纹理过滤（Texture Filtering）： 讲解点采样（Nearest Neighbor）、双线性过滤（Bilinear Filtering）、三线性过滤（Trilinear Filtering）以及各向异性过滤（Anisotropic Filtering）等过滤模式，以及它们对纹理渲染质量的影响。 纹理环绕模式（Texture Wrapping Modes）： 介绍Repeat、ClampToEdge、MirroredRepeat等模式，控制纹理在UV空间超出[0,1]范围时的行为。 纹理单元（Texture Units）： 讲解如何管理和使用多个纹理单元，为材质和效果叠加提供灵活性。 多级渐远纹理（Mipmaps）： 解释Mipmaps的生成原理和作用，如何通过使用不同分辨率的纹理来优化远处物体的渲染，避免锯齿和闪烁。 2.2 光照模型的模拟： 光照是决定物体真实感的重要因素。本书将覆盖多种光照模型： 基本光照模型（Blinn-Phong/Phong）： 介绍环境光（Ambient）、漫反射光（Diffuse）、镜面光（Specular）成分，以及它们在模拟物体表面反射光线时的作用。 法线向量（Normal Vectors）： 强调法线向量在计算光照时的关键性，以及如何进行法线插值。 材质属性： 讲解如何定义物体的材质属性，如漫反射颜色、镜面反射颜色、高光指数等，来影响光照计算的结果。 光源类型： 介绍方向光（Directional Light）、点光源（Point Light）、聚光灯（Spotlight）等不同类型的光源，以及它们各自的光照计算方式。 2.3 几何处理与变换的精进： 除了基础的MVP变换，本书还将深入探讨更高级的几何处理技术。 模型加载与管理： 讲解如何加载和管理外部模型文件（如OBJ、FBX），以及如何在场景中进行复杂的物体变换、组合和实例化。 骨骼动画（Skeletal Animation）： 简要介绍骨骼动画的基本原理，如何通过蒙皮（Skinning）技术实现角色或物体的动态变形。 几何着色器（Geometry Shader）： 讲解几何着色器的作用，它可以在顶点和片段着色器之间插入一个阶段，允许动态地生成或删除图元，实现一些特殊效果，如实例化、点云渲染等。 第三部分：高级渲染技巧与性能优化 随着图形技术的不断发展，现代OpenGL编程需要掌握更高级的渲染技术和性能优化策略。 3.1 深度缓冲区与遮挡剔除（Depth Buffer & Occlusion Culling）： 深度缓冲区（Depth Buffer/Z-Buffer）： 再次强调深度缓冲在正确处理物体遮挡关系中的重要性，以及相关的深度测试设置。 遮挡剔除： 介绍一些剔除不可见物体的技术，以减少不必要的渲染工作，提升性能。 3.2 帧缓冲对象（Frame Buffer Objects, FBOs）： 离屏渲染： 详细讲解FBOs如何实现离屏渲染，将渲染结果输出到纹理而不是屏幕，这为后期处理、渲染场景到纹理（如镜子效果、阴影贴图）等提供了可能。 多重渲染目标（Multiple Render Targets, MRTs）： 介绍如何在一个渲染通道中将多个渲染结果（如颜色、法线、深度）输出到不同的纹理，是实现延迟渲染等技术的基础。 3.3 后期处理（Post-Processing）： 屏幕空间效果： 讲解如何通过在屏幕空间（通常是渲染到纹理后）应用片段着色器来创建各种视觉效果，如模糊（Blur）、辉光（Bloom）、运动模糊（Motion Blur）、色调映射（Tone Mapping）、抗锯齿（Anti-aliasing）等。 后期处理管线： 演示如何将多个后期处理效果按顺序组合，形成复杂的视觉风格。 3.4 性能优化与最佳实践： 批处理（Batching）： 讲解如何通过合并具有相似材质和状态的绘制调用来减少CPU与GPU之间的通信开销。 实例化（Instancing）： 介绍如何通过实例化绘制大量相同的几何体，显著提升渲染效率。 着色器优化： 提供一些编写高效着色器的技巧，避免不必要的计算和内存访问。 纹理压缩： 讲解使用GPU支持的纹理压缩格式，减少纹理内存占用和带宽需求。 状态管理： 强调合理管理OpenGL状态（如纹理绑定、混合开关等），避免频繁切换带来的性能损失。 3.5 现代OpenGL特性： 随着OpenGL的不断更新，本书也会适时介绍一些重要的现代OpenGL特性，如： 可编程管线（Programmable Pipeline）： 再次强调着色器在现代图形编程中的核心地位。 VAO/VBO： 深入讲解Vertex Array Object (VAO) 和 Vertex Buffer Object (VBO) 的使用，以及它们如何优化顶点数据的管理和上传。 无序访问视图（Shader Storage Buffer Objects, SSBOs）： 介绍SSBOs的强大之处，允许着色器直接读写大块数据，为复杂的数据处理和计算提供可能。 总结 《OpenGL编程指南(原书第9版)》是一本从基础到高级，从理论到实践的OpenGL学习全景图。它不仅仅是一本API参考手册，更是一本能够帮助读者理解实时图形渲染背后原理的教程。通过本书的学习，读者将能够： 建立扎实的图形学理论基础： 理解计算机如何处理和渲染三维图形。 熟练掌握OpenGL API： 能够编写高效、可靠的OpenGL代码。 运用先进的渲染技术： 实现逼真、炫丽的视觉效果。 优化渲染性能： 确保图形应用流畅运行。 掌握最新的行业标准： 应对不断发展的图形编程领域。 本书适合所有对计算机图形学感兴趣的开发者，包括游戏开发者、图形引擎工程师、计算机视觉研究人员以及任何希望深入了解实时渲染技术的专业人士。它将成为您通往OpenGL编程大师之路的必备伙伴。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是我近年来读过最棒的技术书籍之一！作为一名对3D图形渲染一直充满好奇，但又深感其复杂性的开发者，我终于下定决心要啃下OpenGL这块硬骨头。拿到《OpenGL编程指南(原书第9版)》的时候，我首先就被它厚重的体积和精美的排版所吸引，感觉沉甸甸的，充满知识的分量。翻开第一页，我就被那种清晰、循序渐进的讲解方式深深打动了。它不像我之前看过的某些教程，上来就扔一堆晦涩难懂的代码和概念。相反，作者非常善于从最基础的概念入手，比如什么是顶点、什么是纹理，然后逐步深入到更高级的主题，比如着色器语言GLSL的使用，光照模型，以及各种渲染管线中的重要步骤。我特别喜欢它在讲解每个概念时，都会配上非常直观的图示。这些图示不仅仅是简单的插图，它们仿佛将抽象的数学公式和图形学原理具象化了，让我能够一目了然地理解它们是如何在屏幕上呈现出来的。即使是像矩阵变换这样听起来就很“硬核”的内容，通过作者精心的讲解和图例，我也能逐渐理清其中的逻辑。而且，书中提供的示例代码也非常实用，跟着代码一步步敲下来，看着屏幕上的图形变化，那种成就感是无与伦比的。我感觉这本书就像是一位经验丰富的老向导，耐心地带着我在OpenGL的广阔世界里探索，每一步都给我指明了方向，让我少走了很多弯路。

评分☆☆☆☆☆

《OpenGL编程指南(原书第9版)》对我来说，不仅仅是一本书，更像是一个陪伴我成长的学习伙伴。我是一个比较注重实践的人，很多时候，看再多的理论书，如果看不到实际效果，总觉得意犹未尽。这本书在这方面做得非常出色，它几乎每一章都会配有大量的、可运行的示例代码，并且这些代码不仅仅是为了演示一个孤立的功能，而是会逐步构建起一个更完整的场景。我记得有一次，我花了整个周末的时间，跟着书里的教程，从一个空白的窗口开始，慢慢添加了3D模型、纹理、光照，最终渲染出了一个相当逼真的场景。那个过程非常有成就感，让我深深体会到了OpenGL的强大。而且，书中的讲解方式非常巧妙，它不会让你感觉是在被动地接收信息，而是像是在和你一起探索问题，共同解决难题。作者会预设读者可能遇到的困惑，并提前给出解答。此外，这本书也很好地衔接了现代OpenGL的发展，特别是对Vulkan等新技术的预示和铺垫，让我感觉学到的知识不仅仅是过时的API，而是能为未来的发展打下坚实的基础。总而言之，这是一本非常值得推荐给所有对3D图形感兴趣的开发者，它不仅能教会你如何使用OpenGL，更能让你理解3D图形背后的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，对于任何想要在游戏开发、可视化领域深耕的程序员来说，《OpenGL编程指南(原书第9版)》简直就是一本圣经。我之前尝试过一些零散的OpenGL教程，但总是感觉碎片化，难以形成完整的知识体系。这本书彻底改变了我的看法。它不仅详细讲解了OpenGL的核心API，更重要的是，它深入剖析了现代OpenGL的编程范式，特别是关于可编程管线的讲解，这一点我个人认为是最为关键的。作者花了很多篇幅来解释顶点着色器、片段着色器以及几何着色器等，并且提供了大量易于理解的GLSL代码示例。我以前对GPU编程一直感到畏惧，总觉得它像是一个黑箱，但通过这本书，我逐渐理解了GPU是如何工作的，以及如何通过编写着色器来控制渲染过程。书中关于纹理映射、混合、深度测试、模板测试等各种渲染技术的讲解也堪称教科书级别，细节丰富，涵盖面广。我尤其欣赏的是，作者并没有仅仅停留在API的介绍上，而是引导读者去理解“为什么”要这样做，背后的图形学原理是什么。例如，在讲解光照时，不仅介绍了各种光照模型，还解释了其物理学基础，这使得我对渲染过程有了更深层次的认识。这本书的深度和广度都令人印象深刻，读完之后，我感觉自己对3D图形的理解上了一个全新的台阶，非常有信心去实现更复杂的图形效果。

评分☆☆☆☆☆

这是一本极其扎实的OpenGL参考书，如果你想真正掌握OpenGL，而不是仅仅停留在表面调用API的阶段，那么《OpenGL编程指南(原书第9版)》绝对是你的不二之选。我曾经也接触过一些其他的OpenGL书籍，但总感觉它们要么太偏重于某个特定的应用场景，要么内容不够系统，缺乏整体性。《OpenGL编程指南(原书第9版)》则不同，它以一种非常全面和系统的方式，将OpenGL的各个方面都进行了深入的讲解。从最基础的图形管线配置，到高级的后处理效果，再到诸如实例化、剔除等性能优化技巧，书中都有详尽的介绍。我特别欣赏它在讲解复杂算法或技术时，会引用相关的论文或者更深入的理论来源，这对于希望进一步研究的读者来说，提供了宝贵的线索。同时，书中提供的API示例代码，虽然可能看起来有些冗长，但正是这种详尽，才能让我们真正理解每一个参数的意义以及它们的作用。我甚至开始尝试着去修改和扩展书中的示例代码，来实现自己的想法，并且在这个过程中，不断加深对OpenGL的理解。这本书的内容密度非常高，需要耐心去阅读和消化，但绝对物超所值，它为我打开了通往高性能3D图形世界的大门。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我当初买《OpenGL编程指南(原书第9版)》的时候，抱着一种“试试看”的心态，毕竟OpenGL的名声在外，总觉得门槛很高。但这本书的实际阅读体验，却远远超出了我的预期，甚至可以说是令人惊喜。最让我满意的一点是，这本书并没有把所有读者都当成图形学大神，而是从一个相对初级的角度出发，逐步引导大家进入OpenGL的世界。即使你之前对图形编程一无所知，也能在这本书的带领下，慢慢建立起自己的理解框架。书中对于每个概念的解释都非常到位，不会过于简略，也不会冗长乏味，恰到好处地把握了技术书籍的精髓。我尤其喜欢作者在介绍新概念时，总是会先给出一个宏观的图景，然后 dissection（剖析）成一个个小的、易于理解的部分。比如，在讲解帧缓冲对象（FBO）的时候，它会先解释为什么需要FBO，然后逐步讲解如何创建、绑定，以及如何进行离屏渲染。这种由点到线、由线到面的讲解方式，让我能够非常顺畅地消化吸收知识。而且，书中穿插的各种技巧和最佳实践，对于提升代码的效率和可维护性非常有帮助。我感觉这本书就像是一个经验丰富的导师，他不仅告诉你“怎么做”，更会告诉你“为什么要这么做”，以及“这样做有什么好处”。