从“1”开始3D编程

作品简介

本书推导解释了3D世界的1的具体含义，包括3D编程最常使用的5个坐标1的意义。对于透视投影的3D坐标1，推导了用户使用的透视投影变换。原创性地提出了一个透视投影的一般模型。基于这个一般模型做了一些数学算法上的改进，得到了基于透视除法的透视投影。此外，也分析了模型视图变换，窗口变换，纹理映射等对3D世界的1的影响。对于正交投影，则分析了基于正交投影的Skia的顶点坐标，纹理坐标特点，一些高级的3D编程概念如光线追踪，延迟渲染，阴影纹理等。

徐星

2007年于武汉大学获理学硕士学位。曾从事Mameo、Android等移动操作系统和Chromium浏览器的2D、3D图形系统的开发工作，同时对Fuchsia的底层图形系统也有研究。发表过多篇行业评论文章，如《Google Fuchsia对中国操作系统的启示》等。目前就职于英特尔亚太研发有限公司，从事Chromium浏览器图形系统的开发，是Chromium Committer。

作品目录

• 作者简介
• 内容简介
• 前言
• 第1章　3D程序分析方法
• 1.1　输入顶点数据
• 1.2　输入MVP数据
• 1.3　输入纹理
• 1.4　输出帧缓冲
• 1.5　数据处理过程
• 1.6　TensorFlow JS的输入输出
• 1.7　Vulkan的输入输出
• 1.8　GL和Vulkan的线程模型
• 1.9　源码下载和编译
• 小结
• 第2章　3D图形学基础
• 2.1　符号和约定
• 2.2　向量的基本运算
• 2.3　齐次坐标
• 2.4　顶点、三角形、片元
• 2.5　光栅化原语
• 2.6　视 景 体
• 2.7　光照模型
• 小结
• 第3章　透视投影
• 3.1　左右手坐标系
• 3.2　3D坐标和坐标系
• 3.3　3D流水线
• 3.4　小孔成像
• 3.5　模型变换和世界变换的意义
• 3.6　透视投影的几何模型
• 3.7　透视投影的透视除法模型
• 小结
• 第4章　视图变换和眼睛坐标系
• 4.1　平 移
• 4.2　旋 转
• 4.3　视图变换矩阵
• 4.4　示 例
• 小结
• 第5章　正交投影
• 5.1　坐标系和坐标变换
• 5.2　正交投影变换
• 小结
• 第6章　视口变换
• 6.1　NDC到窗口的变换
• 6.2　NDC到[0，1]的变换
• 小结
• 第7章　3D顶点——3D世界的1
• 7.1　眼睛坐标
• 7.2　正交投影
• 7.3　透视投影
• 小结
• 第8章　纹理坐标
• 8.1　像素和多重采样
• 8.2　三角形插值
• 8.3　纹理映射和纹理坐标
• 8.4　点原语及其纹理坐标
• 8.5　网格和纹理映射
• 小结
• 第9章　VR枕形畸变
• 9.1　理想薄凸透镜的放大率
• 9.2　厚凸透镜的畸变
• 9.3　畸变校正
• 小结
• 第10章　一种特殊的全窗口显示的方法
• 10.1　三个顶点实现全窗口显示
• 10.2　0顶点实现全窗口显示
• 小结
• 第11章　光线追踪
• 11.1　正向追踪和逆向追踪
• 11.2　光线追踪过程
• 11.3　射线生成
• 11.4　FOV、像的大小、占屏比
• 11.5　光线追踪实现远小近大
• 11.6　光线追踪平面
• 11.7　光线追踪三角形
• 11.8　光线追踪球
• 11.9　光线追踪的阴影实现
• 11.10　光线追踪和光栅化对比
• 11.11　示 例
• 小结
• 第12章　透视投影的其他应用
• 12.1　双摄像头立体成像
• 12.2　延迟渲染
• 12.3　阴 影
• 小结
• 第13章　Skia
• 13.1　Skia基础
• 13.2　Skia物体坐标和世界坐标
• 13.3　Skia纹理坐标
• 13.4　Skia正交投影
• 13.5　Skia图像边缘检测
• 小结
• 第14章　一种通用的GPU多进程、多线程框架
• 14.1　资 源
• 14.2　纹理Mailbox扩展
• 14.3　同步Sync标记扩展
• 14.4　资源的生命周期
• 小结
• 参考文献