[正版]DirectX 12 3D 游戏开发实战 DirectX 12龙书 3D游戏开发宝典 游戏设计与开发图书 计算机

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书名: DirectX 12 3D 游戏开发实战

作者: [美] 弗兰克·D.卢娜（Frank D. Luna）

定价: 148.00元

ISBN编号: 9787115479211

出版社名称: 人民邮电出版社

一部分 *备的数学知识 
1章 向量代数 3 
 1.1 向量 3 
 1.1.1 向量与坐标系 4 
 1.1.2 左手坐标系与右手坐标系 5 
 1.1.3 向量的基本运算 6 
 1.2 长度和单位向量 8 
 1.3 点积 9 
 1.4 叉积 12 
 1.4.1 2D向量的伪叉积 13 
 1.4.2 通过叉积来进行正交化处理 13 
 1.5 点 14 
 1.6 利用DirectXMath库进行向量运算 15 
 1.6.1 向量类型 16 
 1.6.2 加载方法和存储方法 17 
 1.6.3 参数的传递 18 
 1.6.4 常向量 20 
 1.6.5 重载运算符 21 
 1.6.6 杂项 21 
 1.6.7 Setter函数 21 
 1.6.8 向量函数 23 
 1.6.9 浮点数误差 26 
 1.7 小结 28 
 1.8 练习 29 
  2章 矩阵代数 34 
 2.1 矩阵的定义 34 
 2.2 矩阵乘法 36 
 2.2.1 定义 36 
 2.2.2 向量与矩阵的乘法 37 
 2.2.3 结合律 37 
 2.3 转置矩阵 38 
 2.4 单位矩阵 38 
 2.5 矩阵的行列式 39 
 2.5.1 余子阵 40 
 2.5.2 行列式的定义 40 
 2.6 伴随矩阵 41 
 2.7 逆矩阵 42 
 2.8 用DirectXMath库处理矩阵 43 
 2.8.1 矩阵类型 44 
 2.8.2 矩阵函数 46 
 2.8.3 DirectXMath矩阵示例程序 47 
 2.9 小结 49 
 2.10 练习 49 
 3章 变换 52 
 3.1 线性变换 52 
 3.1.1 定义 52 
 3.1.2 矩阵表示法 53 
 3.1.3 缩放 53 
 3.1.4 旋转 55 
 3.2 仿射变换 58 
 3.2.1 齐次坐标 58 
 3.2.2 仿射变换的定义及其矩阵 
 表示 58 
 3.2.3 平移 59 
 3.2.4 缩放和旋转的仿射矩阵 61 
 3.2.5 仿射变换矩阵的几何意义 61 
 3.3 变换的复合 62 
 3.4 坐标变换 63 
 3.4.1 向量的坐标变换 64 
 3.4.2 点的坐标变换 65 
 3.4.3 坐标变换的矩阵表示 66 
 3.4.4 坐标变换矩阵及其结合律 66 
 3.4.5 坐标变换矩阵及其逆矩阵 67 
 3.5 变换矩阵与坐标变换矩阵 68 
 3.6 DirectXMath库提供的变换函数 69 
 3.7 小结 70 
 3.8 练习 71 
*二部分 Direct3D基础 
4章 Direct3D的初始化 77 
 4.1 预备知识 77 
 4.1.1 Direct3D 12概述 77 
 4.1.2 组件对象模型 78 
 4.1.3 纹理格式 79 
 4.1.4 交换链和页面翻转 80 
 4.1.5 深度缓冲 81 
 4.1.6 资源与描述符 83 
 4.1.7 多重采样技术的原理 85 
 4.1.8 利用Direct3D进行多重采样 87 
 4.1.9 功能级别 88 
 4.1.10 DirectX图形基础结构 89 
 4.1.11 功能支持的检测 92 
 4.1.12 资源驻留 93 
 4.2 CPU与GPU间的交互 94 
 4.2.1 命令队列和命令列表 94 
 4.2.2 CPU与GPU间的同步 98 
 4.2.3 资源转换 100 
 4.2.4 命令与多线程 101 
 4.3 初始化Direct3D 102 
 4.3.1 创建设备 102 
 4.3.2 创建围栏并获取描述符的 
 大小 104 
 4.3.3 检测对4X MSAA质量级别的 
 支持 104 
 4.3.4 创建命令队列和命令列表 105 
 4.3.5 描述并创建交换链 105 
 4.3.6 创建描述符堆 107 
 4.3.7 创建渲染目标视图 108 
 4.3.8 创建深度/模板缓冲区及其 
 视图 110 
 4.3.9 设置视口 114 
 4.3.10 设置裁剪矩形 115 
 4.4 计时与动画 116 
 4.4.1 性能计时器 116 
 4.4.2 游戏计时器类 117 
 4.4.3 帧与帧之间的时间间隔 118 
 4.4.4 总时间 120 
 4.5 应用程序框架示例 123 
 4.5.1 D3DApp类 123 
 4.5.2 非框架方法 126 
 4.5.3 框架方法 127 
 4.5.4 帧的统计信息 128 
 4.5.5 消息处理函数 130 
 4.5.6 “初始化Direct3D演示” 
 程序 131 
 4.6 调试Direct3D应用程序 135 
 4.7 小结 137 
 5章 渲染流水线 139 
 5.1 3D视觉即错觉？ 140 
 5.2 模型的表示 141 
 5.3 计算机色彩基础 142 
 5.3.1 颜色运算 143 
 5.3.2 128位颜色 143 
 5.3.3 32位颜色 144 
 5.4 渲染流水线概述 145 
 5.5 输入装配器阶段 147 
 5.5.1 顶点 147 
 5.5.2 图元拓扑 147 
 5.5.3 索引 151 
 5.6 顶点着色器阶段 152 
 5.6.1 局部空间和世界空间 153 
 5.6.2 观察空间 156 
 5.6.3 投影和齐次裁剪空间 158 
 5.7 曲面细分阶段 164 
 5.8 几何着色器阶段 165 
 5.9 裁剪 165 
 5.10 光栅化阶段 167 
 5.10.1 视口变换 167 
 5.10.2 背面剔除 167 
 5.10.3 顶点属性插值 169 
 5.11 像素着色器阶段 170 
 5.12 输出合并阶段 170 
 5.13 小结 171 
 5.14 练习 171 
 6章 利用Direct3D绘制几何体 175 
 6.1 顶点与输入布局 175 
 6.2 顶点缓冲区 178 
 6.3 索引和索引缓冲区 183 
 6.4 顶点着色器示例 187 
 6.5 像素着色器示例 192 
 6.6 常量缓冲区 195 
 6.6.1 创建常量缓冲区 195 
 6.6.2 更新常量缓冲区 198 
 6.6.3 上传缓冲区辅助函数 198 
 6.6.4 常量缓冲区描述符 201 
 6.6.5 根签名和描述符表 202 
 6.7 编译着色器 206 
 6.7.1 离线编译 208 
 6.7.2 生成着色器汇编代码 210 
 6.7.3 利用Visual Studio离线编译 
 着色器 212 
 6.8 光栅器状态 213 
 6.9 流水线状态对象 214 
 6.10 几何图形辅助结构体 217 
 6.11 立方体演示程序 219 
 6.12 小结 229 
 6.13 练习 230 
 7章 利用Direct3D绘制几何体（续） 235 
 7.1 帧资源 235 
 7.2 渲染项 238 
 7.3 渲染过程中所用到的常量数据 239 
 7.4 不同形状的几何体 242 
 7.4.1 生成柱体网格 244 
 7.4.2 生成球体网格 248 
 7.4.3 生成几何球体网格 249 
 7.5 绘制多种几何体演示程序 251 
 7.5.1 顶点缓冲区和索引缓冲区 252 
 7.5.2 渲染项 255 
 7.5.3 帧内资源和常量缓冲区视图 257 
 7.5.4 绘制场景 260 
 7.6 细探根签名 262 
 7.6.1 根参数 263 
 7.6.2 描述符表 264 
 7.6.3 根描述符 266 
 7.6.4 根常量 267 
 7.6.5 更复杂的根签名示例 269 
 7.6.6 根参数的版本控制 270 
 7.7 陆地与波浪演示程序 271 
 7.7.1 生成栅格顶点 273 
 7.7.2 生成栅格索引 274 
 7.7.3 应用计算高度的函数 275 
 7.7.4 根常量缓冲区视图 277 
 7.7.5 动态顶点缓冲区 279 
 7.8 小结 281 
 7.9 练习 282 
 8章 光照 283 
 8.1 光照与材质的交互 283 
 8.2 法向量 285 
 8.2.1 计算法向量 286 
 8.2.2 变换法向量 288 
 8.3 参与光照计算的一些关键向量 289 
 8.4 朗伯余弦定律 290 
 8.5 漫反射光照 292 
 8.6 环境光照 292 
 8.7 镜面光照 293 
 8.7.1 菲涅耳效应 294 
 8.7.2 表面粗糙度 296 
 8.8 光照模型的概述 298 
 8.9 材质的实现 299 
 8.10 平行光源 304 
 8.11 点光源 304 
 8.12 聚光灯光源 306 
 8.13 光照的具体实现 306 
 8.13.1 Light结构体 307 
 8.13.2 常用辅助函数 308 
 8.13.3 实现方向光源 310 
 8.13.4 实现点光源 310 
 8.13.5 实现聚光灯光源 311 
 8.13.6 多种光照的叠加 312 
 8.13.7 HLSL主文件 313 
 8.14 光照演示程序 316 
 8.14.1 顶点格式 317 
 8.14.2 计算法线 317 
 8.14.3 更新光照的方向 319 
 8.14.4 更新根签名 320 
 8.15 小结 320 
 8.16 练习 321 
 9章 纹理贴图 323 
 9.1 纹理与资源的回顾 324 
 9.2 纹理坐标 325 
 9.3 纹理数据源 328 
 9.3.1 DDS格式概述 328 
 9.3.2 创建DDS文件 329 
 9.4 创建以及启用纹理 330 
 9.4.1 加载DDS文件 330 
 9.4.2 着色器资源视图堆 331 
 9.4.3 创建着色器资源视图描述符 331 
 9.4.4 将纹理绑定到流水线 333 
 9.5 过滤器 335 
 9.5.1 放大 335 
 9.5.2 缩小 337 
 9.5.3 各向异性过滤 338 
 9.6 寻址模式 339 
 9.7 采样器对象 341 
 9.7.1 创建采样器 341 
 9.7.2 静态采样器 344 
 9.8 在着色器中对纹理进行采样 346 
 9.9 板条箱演示程序 347 
 9.9.1 指定纹理坐标 347 
 9.9.2 创建纹理 348 
 9.9.3 设置纹理 349 
 9.9.4 更新HLSL部分代码 349 
 9.10 纹理变换 352 
 9.11 附有纹理的山川演示程序 353 
 9.11.1 生成栅格纹理坐标 353 
 9.11.2 铺设纹理 355 
 9.11.3 纹理动画 355 
 9.12 小结 356 
 9.13 练习 356 
  10章 混合 359 
 10.1 混合方程 360 
 10.2 混合运算 360 
 10.3 混合因子 362 
 10.4 混合状态 363 
 10.5 混合示例 365 
 10.5.1 禁止颜色的写操作 365 
 10.5.2 加法混合与减法混合 366 
 10.5.3 乘法混合 366 
 10.5.4 透明混合 367 
 10.5.5 混合与深度缓冲区 368 
 10.6 alpha通道 368 
 10.7 裁剪像素 369 
 10.8 雾 371 
 10.9 小结 377 
 10.10 练习 377 
  11章 模板 379 
 11.1 深度/模板缓冲区的格式及其资源 
 数据的清理 380 
 11.2 模板测试 381 
 11.3 描述深度/模板状态 382 
 11.3.1 深度信息的相关设置 382 
 11.3.2 模板信息的相关设置 383 
 11.3.3 创建和绑定深度/模板状态 384 
 11.4 实现平面镜效果 385 
 11.4.1 镜像概述 385 
 11.4.2 定义镜像的深度/模板状态 387 
 11.4.3 绘制场景 389 
 11.4.4 绕序与镜像 390 
 11.5 实现平面阴影 391 
 11.5.1 平行光阴影 391 
 11.5.2 点光阴影 393 
 11.5.3 通用阴影矩阵 394 
 11.5.4 使用模板缓冲区防止双重 
 混合 394 
 11.5.5 编写阴影部分的代码 395 
 11.6 小结 396 
 11.7 练习 397 
  12章 几何着色器 402 
 12.1 编写几何着色器 402 
 12.2 以公告牌技术实现森林效果 408 
 12.2.1 概述 408 
 12.2.2 顶点结构体 410 
 12.2.3 HLSL文件 411 
 12.2.4 SV_PrimitiveID语义 416 
 12.3 纹理数组 417 
 12.3.1 概述 417 
 12.3.2 对纹理数组进行采样 417 
 12.3.3 加载纹理数组 418 
 12.3.4 纹理子资源 418 
 12.4 alpha-to-coverage技术 419 
 12.5 小结 421 
 12.6 练习 422 
  13章 计算着色器 425 
 13.1 线程与线程组 427 
 13.2 一个简单的计算着色器 428 
 13.3 数据的输入与输出资源 430 
 13.3.1 纹理输入 430 
 13.3.2 纹理输出与无序访问视图 430 
 13.3.3 利用索引对纹理进行采样 433 
 13.3.4 结构化缓冲区资源 435 
 13.3.5 将计算着色器的执行结果 
 复制到系统内存 437 
 13.4 线程标识的系统值 441 
 13.5 追加缓冲区与消费缓冲区 442 
 13.6 共享内存与线程同步 443 
 13.7 图像模糊演示程序 445 
 13.7.1 图像模糊理论 445 
 13.7.2 渲染到纹理技术 448 
 13.7.3 图像模糊的实现概述 450 
 13.7.4 计算着色器程序 456 
 13.8 拓展资料 461 
 13.9 小结 461 
 13.10 练习 463 
  14章 曲面细分阶段 468 
 14.1 曲面细分的图元类型 469 
 14.2 外壳着色器 470 
 14.2.1 常量外壳着色器 470 
 14.2.2 控制点外壳着色器 473 
 14.3 镶嵌器阶段 474 
 14.3.1 四边形面片的曲面细分 
 示例 475 
 14.3.2 三角形面片的曲面细分 
 示例 475 
 14.4 域着色器 476 
 14.5 对四边形进行镶嵌化处理 477 
 14.6 三次贝塞尔四边形面片 481 
 14.6.1 贝塞尔曲线 482 
 14.6.2 三次贝塞尔曲面 484 
 14.6.3 计算三次贝塞尔曲面的 
 相关代码 485 
 14.6.4 定义面片的几何形状 487 
 14.7 小结 489 
 14.8 练习 490 
三部分 主 题 篇 
15章 构建 一人称视角的摄像机与 
  16章 实例化与视锥体剔除 511 
  17章 拾取 535 
  18章 立方体贴图 548 
  19章 法线贴图 577 
 19.8 练习 589 
  20章 阴影贴图 591 
  21章 环境光遮蔽 622 
  22章 四元数 644 
  23章 角色动画 670 
 附录A Windows编程入门 695 
 附录B *级着色器语言参考 713 
 附录C 解析几何学选讲 728 
 附录D 参考资料 739 

Direct3D是微软公司DirectX SDK集成开发包中的重要组成部分，是编写高性能3D图形应用程序的渲染库，适用于多媒体、娱乐、即时3D动画等广泛和实用的3D图形计算领域。 本书围绕交互式计算机图形学这一主题展开，着重介绍Direct3D的基础知识和着色器编程的方法，并介绍了如何利用Direct3D来实现各种有趣的技术，旨在为读者学习图形技术奠定坚实的基础。本书包括3部分内容。*一部分介绍数学知识，涵盖向量代数、矩阵代数和变换等内容。这是贯穿全书的数学工具，是读者需要掌握的基础内容。*二部分重点介绍Direct3D的基础知识，展示用Direct3D来实现绘图任务的基本概念与技术，如渲染流水线、纹理贴图、混合、曲面细分等。三部分则利用Direct3D来实现各种有趣，如实例化与视锥体剔除、阴影贴图、环境光遮蔽等。 本书适合希望通过Direct3D来学习3D编程的C++中级程序员阅读，也可供已对Direct3D有了解或具有非DirectX API使用经验的3D程序员参考。