實(shí)時(shí)三維圖形技術(shù)

內(nèi)容概要

實(shí)時(shí)三維圖形技術(shù)是一項(xiàng)充滿活力和挑戰(zhàn)的前沿技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于影視與游戲、工業(yè)設(shè)計(jì)與制造、文化保護(hù)與教育培訓(xùn)、軍事、公共安全與醫(yī)療手術(shù)訓(xùn)練、城市規(guī)劃與管理等眾多行業(yè)領(lǐng)域。趙沁平、郝愛(ài)民、王莉莉所著的《實(shí)時(shí)三維圖形技術(shù)(附光盤)》系統(tǒng)總結(jié)和梳理了作者在實(shí)時(shí)三維圖形領(lǐng)域多年的研究工作和研究成果，重點(diǎn)介紹了三維圖形加速繪制技術(shù)和實(shí)時(shí)逼真繪制技術(shù)。為了知識(shí)的完整性，書中加入了三維建模技術(shù)和有關(guān)的三維圖形技術(shù)基礎(chǔ)，同時(shí)還介紹了天繪圖形平臺(tái)及其應(yīng)用示例。書中大多數(shù)方法和算法是由作者研究團(tuán)隊(duì)提出或改進(jìn)的，并在天繪圖形平臺(tái)中得到應(yīng)用，收到了良好效果。
《實(shí)時(shí)三維圖形技術(shù)(附光盤)》可供虛擬現(xiàn)實(shí)、先進(jìn)仿真和游戲制作等技術(shù)研究和應(yīng)用開發(fā)人員閱讀，亦可作為高等院校計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、仿真、電子等有關(guān)專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的教學(xué)參考用書。

書籍目錄

前言
第1章  緒論
  1.1  實(shí)時(shí)三維圖形技術(shù)概述
    1.1.1  三維建模技術(shù)
    1.1.2  三維圖形實(shí)時(shí)繪制技術(shù)
    1.1.3  實(shí)時(shí)三維圖形技術(shù)主要應(yīng)用
  1.2  實(shí)時(shí)三維圖形技術(shù)基礎(chǔ)
    1.2.1  數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
    1.2.2  三維圖形的構(gòu)成要素
    1.2.3  實(shí)時(shí)三維圖形繪制管線
  1.3  實(shí)時(shí)三維圖形技術(shù)主要研究?jī)?nèi)容
    1.3.1  幾何建模表示
    1.3.2  真實(shí)感三維圖形繪制技術(shù)
    1.3.3  加速繪制技術(shù)
  1.4  實(shí)時(shí)三維圖形技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
    1.4.1  三維建模技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
    1.4.2  實(shí)時(shí)三維圖形逼真繪制技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
  參考文獻(xiàn)
第2章  三維圖形加速繪制技術(shù)
  2.1  可見性剔除技術(shù)
    2.1.1  視錐體剔除
    2.1.2  遮擋剔除
  2.2  多分辨率繪制技術(shù)
    2.2.1  三維模型化簡(jiǎn)與視相關(guān)的遞進(jìn)網(wǎng)格繪制
    2.2.2  運(yùn)用矩陣結(jié)構(gòu)的可并行地形細(xì)節(jié)層次繪制技術(shù)
  2.3  混合繪制加速方法
    2.3.1  圖像代理算法
    2.3.2  點(diǎn)面混合繪制方法
  2.4  移動(dòng)終端上的三維圖形加速繪制技術(shù)
    2.4.1  遠(yuǎn)程繪制與本地繪制
    2.4.2  移動(dòng)終端上的點(diǎn)繪制技術(shù)
    2.4.3  保留細(xì)節(jié)特征的輪廓線遠(yuǎn)程繪制算法
  2.5  繪制算法中的GPU并行計(jì)算技術(shù)
    2.5.1  基于GPU的粒子系統(tǒng)
    2.5.2  基于GPu的標(biāo)量場(chǎng)驅(qū)動(dòng)物理變形算法
  參考文獻(xiàn)
第3章  實(shí)時(shí)逼真繪制技術(shù)
  3.1  光照計(jì)算技術(shù)
    3.1.1  圖像空間的近似二次折射繪制方法
    3.1.2  圖像空間的近似焦散繪制方法
    3.1.3  次表面散射繪制方法
    3.1.4  微結(jié)構(gòu)全局光照繪制方法
  3.2  陰影繪制方法
    3.2.1  陰影映射繪制方法
    3.2.2  視點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的自適應(yīng)陰影圖繪制方法
    3.2.3  軟陰影繪制方法
  3.3  不定形對(duì)象模擬技術(shù)
    3.3.1  水波的模擬
    3.3.2  云的模擬技術(shù)
    3.3.3  煙塵的模擬
  3.4  幾何對(duì)象變形技術(shù)
    3.4.1  柔性織物變形技術(shù)
    3.4.2  剛性物體毀損模擬
  參考文獻(xiàn)
第4章  天繪實(shí)時(shí)三維圖形平臺(tái)
  4.1  天繪的研制概況
    4.1.1  研制動(dòng)因
    4.1.2  研制目標(biāo)
    4.1.3  組織實(shí)施
  4.2  天繪的系統(tǒng)組成
    4.2.1  軟件體系結(jié)構(gòu)
    4.2.2  三維圖形繪制引擎
    4.2.3  三維對(duì)象建模工具
    4.2.4  三維布景工具
  4.3  比較與特點(diǎn)
    4.3.1  與國(guó)外同類產(chǎn)品的比較
    4.3.2  天繪的特點(diǎn)
第5章  天繪應(yīng)用示例
  5.1  天繪開發(fā)過(guò)程
    5.1.1  工具與環(huán)境設(shè)置
    5.1.2  組件插件的部件組成
    5.1.3  行為控制插件的部件組成
  5.2  天繪應(yīng)用開發(fā)實(shí)例——軍事指揮對(duì)抗游戲
    5.2.1  軍事游戲簡(jiǎn)介
    5.2.2  軍事指揮對(duì)抗游戲
    5.2.3  軍事游戲中的虛擬環(huán)境構(gòu)建
    5.2.4  軍事指揮對(duì)抗游戲中的虛擬實(shí)體生成
    5.2.5  軍事指揮對(duì)抗游戲仿真邏輯
    5.2.6  指揮對(duì)抗游戲的部署和操作實(shí)例
后記

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：    組件管理器的一部分功能是對(duì)組件對(duì)象的創(chuàng)建進(jìn)行管理：組件管理器負(fù)責(zé)組件實(shí)例化的管理，當(dāng)某一個(gè)子類型的組件首次實(shí)例化時(shí)，組件管理器在自動(dòng)調(diào)用對(duì)應(yīng)子類型組件的構(gòu)建函數(shù)進(jìn)行實(shí)例化的同時(shí)，會(huì)將該組件對(duì)象加入到組件對(duì)象列表中，若再有同類型的組件對(duì)象需要?jiǎng)?chuàng)建，組件管理器不會(huì)對(duì)組件對(duì)象進(jìn)行重復(fù)創(chuàng)建，而只是對(duì)組件對(duì)象列表中的相應(yīng)組件對(duì)象進(jìn)行引用計(jì)數(shù)管理。因?yàn)榇蠖鄶?shù)可視組件對(duì)象都包含具體的幾何和紋理數(shù)據(jù)，因此這種管理方式可以在很大程度上降低內(nèi)存占用。此外，每個(gè)組件對(duì)象一般都具有不同的空間位置屬性，因此每個(gè)組件對(duì)象所依附的組件還需要進(jìn)行一對(duì)一的創(chuàng)建。 組件管理器的另一部分功能是在集成開發(fā)工具中分組顯示該類組件的屬性參數(shù)，并對(duì)這些參數(shù)與圖形界面的顯示進(jìn)行同步管理。通過(guò)這種管理功能，自定義的組件參數(shù)信息會(huì)自動(dòng)顯示在集成開發(fā)工具中，并可對(duì)其進(jìn)行交互設(shè)置，實(shí)現(xiàn)這些參數(shù)值的按需更改。雖然一個(gè)組件可以包含多個(gè)子類型的組件，但是由于這些子類型的組件共享一個(gè)組件管理器類型，因此在組件管理器中定義的組件屬性參數(shù)對(duì)所有的組件子類型均相同。此外，組件管理器還負(fù)責(zé)組件對(duì)象的繪制循換傳遞調(diào)用，在對(duì)集成開發(fā)工具所建立的工程文件進(jìn)行讀寫時(shí)，組件管理器負(fù)責(zé)對(duì)組件信息的外存文件讀寫進(jìn)行接口調(diào)用傳遞方面的管理。 3組件部件、組件對(duì)象與組件樣例 組件部件是一個(gè)邏輯概念，對(duì)應(yīng)于場(chǎng)景管理器中的一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，位于組件對(duì)象和組件管理器之間。它對(duì)與組件相關(guān)的組件對(duì)象、材質(zhì)對(duì)象進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，并作為中介來(lái)橋接組件對(duì)象、組件管理器之間的接口調(diào)用。它還提供了可在集成開發(fā)工具進(jìn)行交互操作時(shí)調(diào)用的組件描述信息查詢接口，以及供工程文件讀寫調(diào)用的接口。行為控制插件可以通過(guò)該部件提供的接口訪問(wèn)該組件，因此需要在該部件中提供訪問(wèn)行為控制插件的方法。 組件對(duì)象在場(chǎng)景管理器中所處的位置類似于葉節(jié)點(diǎn)，對(duì)可視組件來(lái)說(shuō)，它包含了具體的幾何與紋理數(shù)據(jù)。組件對(duì)象是上層命令的接受者或最終執(zhí)行者。在自定義組件時(shí)，一般需要對(duì)它的構(gòu)造函數(shù)以及繪制函數(shù)進(jìn)行自定義實(shí)現(xiàn)。一般來(lái)說(shuō)，一類組件的每一個(gè)子類型都會(huì)有一個(gè)組件對(duì)象類與其對(duì)應(yīng)。 組件樣例相關(guān)的接口類一方面在集成開發(fā)工具中羅列顯示某類組件的信息，另一方面可以把用戶的信息通過(guò)參數(shù)返回給相應(yīng)的組件。

編輯推薦

　　《實(shí)時(shí)三維圖形技術(shù)》是對(duì)天繪圖形平臺(tái)創(chuàng)新研究成果的系統(tǒng)總結(jié)和梳理，以三維圖形的“加速繪制”和“逼真繪制”為重點(diǎn)，詳細(xì)介紹了可見性剔除技術(shù)、多分辨率繪制技術(shù)、混合繪制技術(shù)、移動(dòng)終端上的圖形繪制技術(shù)和GPU并行計(jì)算技術(shù)等多種三維圖形加速繪制技術(shù)，以及光照計(jì)算技術(shù)、陰影繪制技術(shù)、不定形對(duì)象表現(xiàn)技術(shù)和幾何對(duì)象變形技術(shù)等多種逼真繪制技術(shù)。此外，為了知識(shí)的完整性，本書加入了三維建模技術(shù)和有關(guān)的三維圖形技術(shù)基礎(chǔ)，同時(shí)還介紹了天繪圖形平臺(tái)及其應(yīng)用示例。

圖書封面

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