OpenGL編程指南(原書第9版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 約翰·剋賽尼希（JohnKessenich） 著

圖書標籤:

• OpenGL
• 圖形學
• 計算機圖形學
• 遊戲開發
• 渲染
• 圖形API
• C++
• 編程
• 技術
• 教程

店鋪： 文軒網少兒專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111575115

商品編碼：15957701346

齣版時間：2017-08-01

作  者:(美)約翰·剋賽尼希(John Kessenich) 等 著；王銳 等 譯 定  價:139 齣 版 社:機械工業齣版社 齣版日期:2017年08月01日 頁  數:664 裝  幀:平裝 ISBN:9787111575115 ●推薦語
●譯者序
●前言
●緻謝
●第1章OpenGL概述
●1.1什麼是OpenGL
●1.2初識OpenGL程序
●1.3OpenGL語法
●1.4OpenGL渲染管綫
●1.4.1準備嚮OpenGL傳輸數據
●1.4.2將數據傳輸到OpenGL
●1.4.3頂點著色
●1.4.4細分著色
●1.4.5幾何著色
●1.4.6圖元裝配
●1.4.7剪切
●1.4.8光柵化
●1.4.9片元著色
●1.4.10逐片元的操作
●1.5個程序：深入分析
●部分目錄

內容簡介

《OpenGL編程指南(原書第9版)》共12章，靠前章概述OpenGL主要特性和功能；第2章討論OpenGL中很主要的特性一一可編程著色器和SPIR—V；第3章介紹使用OpenGL進行幾何體繪製的各種方法，以及一些可以讓渲染更為高效的優化手段；第4章闡釋OpenGL對於顔色的處理過程；第5章介紹在一個二維計算機屏幕上錶現三維場景的操作細節；第6章討論將幾何模型與圖像結閤來創建真實的、高質量的三維模型的方法；第7章介紹計算機圖形的光照效果模擬方法；第8章介紹使用可編程著色器生成紋理和其他錶麵效果的方法細節；第9章解釋OpenGL管理和細分幾何錶麵的著色器功能；靠前0章介紹在OpenGL渲染流水綫中使用著色器進行幾何體圖元修改的特彆技術；靠前1章介紹使用OpenGL幀緩存和緩存內存實現不錯渲染技術和非圖形學應用的相關方法；靠前2章介紹瞭近期新的著色器階段，將通用計算的方法融閤到OpenGL的渲等 (美)約翰·剋賽尼希(John Kessenich) 等 著；王銳 等 譯 約翰·剋賽尼希（John Kessenich）， 來自Google的資曆軟件工程師、SPIR—V的創立者，自1999年以來就廣泛參與到OpenGL和GLSL的Khronos標準開發當中。他是SPIR—V和GLSL標準說明書的主要編寫者，並且開發瞭相關的著色器編譯工具和解析器來考察相關標準的可移植性。
格雷厄姆·塞勒斯（Graham Sellers），來自AMD的軟件架構和工程部門，是Khronos API的之一，負責OpenGL ARB中的AMD功能部分。他對OpenGL和VulkanWJ核心標準和擴展都做齣瞭貢獻，並且持有圖形學和圖像等
前    言?PrefaceOpenGL圖形係統是圖形硬件的一種軟件接口（GL錶示Graphics Library，即圖形庫）。它使得用戶可以創建交互式的程序以産生運動的三維對象的顔色圖像。通過OpenGL，我們可以使用計算機圖形學技術産生逼真的圖像，或者通過一些虛構的方式産生虛擬的圖像。這本指南將告訴你如何使用OpenGL圖形係統進行編程，得到你所期望的視覺效果。    本書的主要內容本書中包含以下章節：    第1章對OpenGL可以完成的工作進行瞭概覽。它還提供瞭一個簡單的OpenGL程序並解釋瞭一些本質性的編程細節，它們可能會用於後續的章節中。    第2章討論瞭OpenGL中主要的特性—著色語言和SPIR-V，並等

《OpenGL編程指南(原書第9版)》是一本緻力於深入剖析圖形學編程領域核心技術與實踐的權威著作。本書旨在為廣大開發者提供一套係統、全麵且與時俱進的OpenGL學習路徑，幫助他們掌握現代實時圖形渲染的方方麵麵。 本書的核心在於對OpenGL API的精細解讀，並結閤大量的代碼示例來闡釋抽象概念。從最基礎的圖形管綫概念入手，逐步深入到更為復雜的著色器編程、高級紋理技術、光照模型、幾何處理以及後處理效果等。作者團隊憑藉其在圖形學領域的深厚造詣，將枯燥的技術細節轉化為易於理解的講解，並始終緊隨OpenGL最新規範，確保讀者學習到的知識具有前瞻性和實用性。 第一部分：基礎概念與管綫解析 在本書的開篇，作者會首先為讀者構建起對計算機圖形學最基本、最核心的認知框架。這包括理解三維場景是如何在屏幕上最終呈現齣來的，而這一過程的背後，便是強大的OpenGL圖形渲染管綫。讀者將接觸到諸如頂點（Vertex）、圖元（Primitive）、幀緩衝（Frame Buffer）等基本構成單元，並學習它們在管綫中的流動路徑。 1.1 三維世界的數字映射： 介紹如何將現實世界中的三維物體，通過數學模型（如頂點坐標、多邊形）轉化為計算機能夠理解的數據。這部分會觸及坐標空間（模型空間、世界空間、觀察空間、裁剪空間）的轉換，為後續的相機控製和物體變換奠定基礎。 1.2 圖形渲染管綫的演進： 詳細講解OpenGL渲染管綫的各個階段，從頂點數據輸入到最終像素輸齣。這包括： 輸入匯編（Input Assembler）： 如何將原始頂點數據組織成各種圖元（點、綫、三角形）。 頂點著色器（Vertex Shader）： 解釋頂點著色器在處理頂點數據、執行幾何變換（模型-視圖-投影變換）以及為後續階段準備數據方麵的作用。 裁剪（Clipping）： 講解裁剪階段如何剔除超齣視口的圖元，以及視錐體裁剪的原理。 光柵化（Rasterization）： 深入剖析光柵化過程，如何將幾何圖元轉換為屏幕上的像素片段。 片段著色器（Fragment Shader）： 解釋片段著色器在計算每個像素顔色、應用紋理、模擬光照效果等方麵的關鍵作用。 輸齣閤並（Output Merger）： 介紹深度測試（Depth Test）、模闆測試（Stencil Test）以及混閤（Blending）等操作，如何最終決定像素的顔色並將其寫入幀緩衝。 1.3 GLSL：著色器編程的基石： OpenGL Shading Language（GLSL）是現代OpenGL編程不可或缺的一部分。本書將引導讀者理解GLSL的語法結構、內置變量、uniform變量、attribute變量以及varying變量，並提供簡單易懂的示例，說明如何編寫頂點著色器和片段著色器來控製圖形的渲染外觀。 第二部分：深入探索渲染技術 在掌握瞭基礎的管綫知識後，本書將帶領讀者深入探索一係列高級渲染技術，這些技術是實現逼真圖形效果的關鍵。 2.1 紋理映射的藝術： 紋理是為物體錶麵增加細節和色彩的重要手段。本書將詳盡介紹： 紋理坐標（Texture Coordinates）： 理解紋理坐標如何與頂點關聯，將二維紋理圖像“貼”到三維模型上。 紋理過濾（Texture Filtering）： 講解點采樣（Nearest Neighbor）、雙綫性過濾（Bilinear Filtering）、三綫性過濾（Trilinear Filtering）以及各嚮異性過濾（Anisotropic Filtering）等過濾模式，以及它們對紋理渲染質量的影響。 紋理環繞模式（Texture Wrapping Modes）： 介紹Repeat、ClampToEdge、MirroredRepeat等模式，控製紋理在UV空間超齣[0,1]範圍時的行為。 紋理單元（Texture Units）： 講解如何管理和使用多個紋理單元，為材質和效果疊加提供靈活性。 多級漸遠紋理（Mipmaps）： 解釋Mipmaps的生成原理和作用，如何通過使用不同分辨率的紋理來優化遠處物體的渲染，避免鋸齒和閃爍。 2.2 光照模型的模擬： 光照是決定物體真實感的重要因素。本書將覆蓋多種光照模型： 基本光照模型（Blinn-Phong/Phong）： 介紹環境光（Ambient）、漫反射光（Diffuse）、鏡麵光（Specular）成分，以及它們在模擬物體錶麵反射光綫時的作用。 法綫嚮量（Normal Vectors）： 強調法綫嚮量在計算光照時的關鍵性，以及如何進行法綫插值。 材質屬性： 講解如何定義物體的材質屬性，如漫反射顔色、鏡麵反射顔色、高光指數等，來影響光照計算的結果。 光源類型： 介紹方嚮光（Directional Light）、點光源（Point Light）、聚光燈（Spotlight）等不同類型的光源，以及它們各自的光照計算方式。 2.3 幾何處理與變換的精進： 除瞭基礎的MVP變換，本書還將深入探討更高級的幾何處理技術。 模型加載與管理： 講解如何加載和管理外部模型文件（如OBJ、FBX），以及如何在場景中進行復雜的物體變換、組閤和實例化。 骨骼動畫（Skeletal Animation）： 簡要介紹骨骼動畫的基本原理，如何通過濛皮（Skinning）技術實現角色或物體的動態變形。 幾何著色器（Geometry Shader）： 講解幾何著色器的作用，它可以在頂點和片段著色器之間插入一個階段，允許動態地生成或刪除圖元，實現一些特殊效果，如實例化、點雲渲染等。 第三部分：高級渲染技巧與性能優化 隨著圖形技術的不斷發展，現代OpenGL編程需要掌握更高級的渲染技術和性能優化策略。 3.1 深度緩衝區與遮擋剔除（Depth Buffer & Occlusion Culling）： 深度緩衝區（Depth Buffer/Z-Buffer）： 再次強調深度緩衝在正確處理物體遮擋關係中的重要性，以及相關的深度測試設置。 遮擋剔除： 介紹一些剔除不可見物體的技術，以減少不必要的渲染工作，提升性能。 3.2 幀緩衝對象（Frame Buffer Objects, FBOs）： 離屏渲染： 詳細講解FBOs如何實現離屏渲染，將渲染結果輸齣到紋理而不是屏幕，這為後期處理、渲染場景到紋理（如鏡子效果、陰影貼圖）等提供瞭可能。 多重渲染目標（Multiple Render Targets, MRTs）： 介紹如何在一個渲染通道中將多個渲染結果（如顔色、法綫、深度）輸齣到不同的紋理，是實現延遲渲染等技術的基礎。 3.3 後期處理（Post-Processing）： 屏幕空間效果： 講解如何通過在屏幕空間（通常是渲染到紋理後）應用片段著色器來創建各種視覺效果，如模糊（Blur）、輝光（Bloom）、運動模糊（Motion Blur）、色調映射（Tone Mapping）、抗鋸齒（Anti-aliasing）等。 後期處理管綫： 演示如何將多個後期處理效果按順序組閤，形成復雜的視覺風格。 3.4 性能優化與最佳實踐： 批處理（Batching）： 講解如何通過閤並具有相似材質和狀態的繪製調用來減少CPU與GPU之間的通信開銷。 實例化（Instancing）： 介紹如何通過實例化繪製大量相同的幾何體，顯著提升渲染效率。 著色器優化： 提供一些編寫高效著色器的技巧，避免不必要的計算和內存訪問。 紋理壓縮： 講解使用GPU支持的紋理壓縮格式，減少紋理內存占用和帶寬需求。 狀態管理： 強調閤理管理OpenGL狀態（如紋理綁定、混閤開關等），避免頻繁切換帶來的性能損失。 3.5 現代OpenGL特性： 隨著OpenGL的不斷更新，本書也會適時介紹一些重要的現代OpenGL特性，如： 可編程管綫（Programmable Pipeline）： 再次強調著色器在現代圖形編程中的核心地位。 VAO/VBO： 深入講解Vertex Array Object (VAO) 和 Vertex Buffer Object (VBO) 的使用，以及它們如何優化頂點數據的管理和上傳。 無序訪問視圖（Shader Storage Buffer Objects, SSBOs）： 介紹SSBOs的強大之處，允許著色器直接讀寫大塊數據，為復雜的數據處理和計算提供可能。 總結 《OpenGL編程指南(原書第9版)》是一本從基礎到高級，從理論到實踐的OpenGL學習全景圖。它不僅僅是一本API參考手冊，更是一本能夠幫助讀者理解實時圖形渲染背後原理的教程。通過本書的學習，讀者將能夠： 建立紮實的圖形學理論基礎： 理解計算機如何處理和渲染三維圖形。 熟練掌握OpenGL API： 能夠編寫高效、可靠的OpenGL代碼。 運用先進的渲染技術： 實現逼真、炫麗的視覺效果。 優化渲染性能： 確保圖形應用流暢運行。 掌握最新的行業標準： 應對不斷發展的圖形編程領域。 本書適閤所有對計算機圖形學感興趣的開發者，包括遊戲開發者、圖形引擎工程師、計算機視覺研究人員以及任何希望深入瞭解實時渲染技術的專業人士。它將成為您通往OpenGL編程大師之路的必備夥伴。

評分☆☆☆☆☆

這本書絕對是我近年來讀過最棒的技術書籍之一！作為一名對3D圖形渲染一直充滿好奇，但又深感其復雜性的開發者，我終於下定決心要啃下OpenGL這塊硬骨頭。拿到《OpenGL編程指南(原書第9版)》的時候，我首先就被它厚重的體積和精美的排版所吸引，感覺沉甸甸的，充滿知識的分量。翻開第一頁，我就被那種清晰、循序漸進的講解方式深深打動瞭。它不像我之前看過的某些教程，上來就扔一堆晦澀難懂的代碼和概念。相反，作者非常善於從最基礎的概念入手，比如什麼是頂點、什麼是紋理，然後逐步深入到更高級的主題，比如著色器語言GLSL的使用，光照模型，以及各種渲染管綫中的重要步驟。我特彆喜歡它在講解每個概念時，都會配上非常直觀的圖示。這些圖示不僅僅是簡單的插圖，它們仿佛將抽象的數學公式和圖形學原理具象化瞭，讓我能夠一目瞭然地理解它們是如何在屏幕上呈現齣來的。即使是像矩陣變換這樣聽起來就很“硬核”的內容，通過作者精心的講解和圖例，我也能逐漸理清其中的邏輯。而且，書中提供的示例代碼也非常實用，跟著代碼一步步敲下來，看著屏幕上的圖形變化，那種成就感是無與倫比的。我感覺這本書就像是一位經驗豐富的老嚮導，耐心地帶著我在OpenGL的廣闊世界裏探索，每一步都給我指明瞭方嚮，讓我少走瞭很多彎路。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，對於任何想要在遊戲開發、可視化領域深耕的程序員來說，《OpenGL編程指南(原書第9版)》簡直就是一本聖經。我之前嘗試過一些零散的OpenGL教程，但總是感覺碎片化，難以形成完整的知識體係。這本書徹底改變瞭我的看法。它不僅詳細講解瞭OpenGL的核心API，更重要的是，它深入剖析瞭現代OpenGL的編程範式，特彆是關於可編程管綫的講解，這一點我個人認為是最為關鍵的。作者花瞭很多篇幅來解釋頂點著色器、片段著色器以及幾何著色器等，並且提供瞭大量易於理解的GLSL代碼示例。我以前對GPU編程一直感到畏懼，總覺得它像是一個黑箱，但通過這本書，我逐漸理解瞭GPU是如何工作的，以及如何通過編寫著色器來控製渲染過程。書中關於紋理映射、混閤、深度測試、模闆測試等各種渲染技術的講解也堪稱教科書級彆，細節豐富，涵蓋麵廣。我尤其欣賞的是，作者並沒有僅僅停留在API的介紹上，而是引導讀者去理解“為什麼”要這樣做，背後的圖形學原理是什麼。例如，在講解光照時，不僅介紹瞭各種光照模型，還解釋瞭其物理學基礎，這使得我對渲染過程有瞭更深層次的認識。這本書的深度和廣度都令人印象深刻，讀完之後，我感覺自己對3D圖形的理解上瞭一個全新的颱階，非常有信心去實現更復雜的圖形效果。

評分☆☆☆☆☆

這是一本極其紮實的OpenGL參考書，如果你想真正掌握OpenGL，而不是僅僅停留在錶麵調用API的階段，那麼《OpenGL編程指南(原書第9版)》絕對是你的不二之選。我曾經也接觸過一些其他的OpenGL書籍，但總感覺它們要麼太偏重於某個特定的應用場景，要麼內容不夠係統，缺乏整體性。《OpenGL編程指南(原書第9版)》則不同，它以一種非常全麵和係統的方式，將OpenGL的各個方麵都進行瞭深入的講解。從最基礎的圖形管綫配置，到高級的後處理效果，再到諸如實例化、剔除等性能優化技巧，書中都有詳盡的介紹。我特彆欣賞它在講解復雜算法或技術時，會引用相關的論文或者更深入的理論來源，這對於希望進一步研究的讀者來說，提供瞭寶貴的綫索。同時，書中提供的API示例代碼，雖然可能看起來有些冗長，但正是這種詳盡，纔能讓我們真正理解每一個參數的意義以及它們的作用。我甚至開始嘗試著去修改和擴展書中的示例代碼，來實現自己的想法，並且在這個過程中，不斷加深對OpenGL的理解。這本書的內容密度非常高，需要耐心去閱讀和消化，但絕對物超所值，它為我打開瞭通往高性能3D圖形世界的大門。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我當初買《OpenGL編程指南(原書第9版)》的時候，抱著一種“試試看”的心態，畢竟OpenGL的名聲在外，總覺得門檻很高。但這本書的實際閱讀體驗，卻遠遠超齣瞭我的預期，甚至可以說是令人驚喜。最讓我滿意的一點是，這本書並沒有把所有讀者都當成圖形學大神，而是從一個相對初級的角度齣發，逐步引導大傢進入OpenGL的世界。即使你之前對圖形編程一無所知，也能在這本書的帶領下，慢慢建立起自己的理解框架。書中對於每個概念的解釋都非常到位，不會過於簡略，也不會冗長乏味，恰到好處地把握瞭技術書籍的精髓。我尤其喜歡作者在介紹新概念時，總是會先給齣一個宏觀的圖景，然後 dissection（剖析）成一個個小的、易於理解的部分。比如，在講解幀緩衝對象（FBO）的時候，它會先解釋為什麼需要FBO，然後逐步講解如何創建、綁定，以及如何進行離屏渲染。這種由點到綫、由綫到麵的講解方式，讓我能夠非常順暢地消化吸收知識。而且，書中穿插的各種技巧和最佳實踐，對於提升代碼的效率和可維護性非常有幫助。我感覺這本書就像是一個經驗豐富的導師，他不僅告訴你“怎麼做”，更會告訴你“為什麼要這麼做”，以及“這樣做有什麼好處”。

評分☆☆☆☆☆

《OpenGL編程指南(原書第9版)》對我來說，不僅僅是一本書，更像是一個陪伴我成長的學習夥伴。我是一個比較注重實踐的人，很多時候，看再多的理論書，如果看不到實際效果，總覺得意猶未盡。這本書在這方麵做得非常齣色，它幾乎每一章都會配有大量的、可運行的示例代碼，並且這些代碼不僅僅是為瞭演示一個孤立的功能，而是會逐步構建起一個更完整的場景。我記得有一次，我花瞭整個周末的時間，跟著書裏的教程，從一個空白的窗口開始，慢慢添加瞭3D模型、紋理、光照，最終渲染齣瞭一個相當逼真的場景。那個過程非常有成就感，讓我深深體會到瞭OpenGL的強大。而且，書中的講解方式非常巧妙，它不會讓你感覺是在被動地接收信息，而是像是在和你一起探索問題，共同解決難題。作者會預設讀者可能遇到的睏惑，並提前給齣解答。此外，這本書也很好地銜接瞭現代OpenGL的發展，特彆是對Vulkan等新技術的預示和鋪墊，讓我感覺學到的知識不僅僅是過時的API，而是能為未來的發展打下堅實的基礎。總而言之，這是一本非常值得推薦給所有對3D圖形感興趣的開發者，它不僅能教會你如何使用OpenGL，更能讓你理解3D圖形背後的奧秘。