✍ Scribed by David H. Eberly
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《3D游戏引擎设计：实时计算机图形学的应用方法（第2版）》详细阐述了与3D游戏引擎设计相关的高效解决方案及相应的数据结构和算法，主要包括图形系统、渲染器、场景图、控制器动画、空间排序、细节级别、碰撞检测、物理学、标准对象、曲线、曲面、包含测试、距离计算方案、相交计算、数值方案、旋转计算、面向对象结构、内存管理以及基于着色器的特效。此外，《3D游戏引擎设计：实时计算机图形学的应用方法（第2版）》还提供了相应的算法、代码以及伪代码，以帮助读者进一步理解相关方案的实现过程。《3D游戏引擎设计：实时计算机图形学的应用方法（第2版）》适合作为高等院校计算机及相关专业的教材和教学参考书，也可作为相关开发人员的自学教材和参考手册。
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版权
前言
目录
第1章 概述／1
1.1 图形硬件和游戏发展史／1
1.2 本书版本与软件发展史／1
1.3 章节导读／2
第2章 图形系统／4
2.1 基础知识／4
2.1.1 坐标系／5
2.1.2 右手规则／左手规则和叉积计算／6
2.1.3 点和向量／9
2.2 转换操作／11
2.2.1 线性转换／11
2.2.2 仿射转换／19
2.2.3 透视转换／20
2.2.4 透视投影的特征／22
2.2.5 齐次点和矩阵／25
2.3 相机／28
2.3.1 透视相机模型／28
2.3.2 模型空间和对象空间／31
2.3.3 世界空间／31
2.3.4 视见空间、相机空间和眼睛空间／32
2.3.5 剪裁空间、投影空间或齐次空间／34
2.3.6 窗口空间／37
2.3.7 整合结果／38
2.4 剔除操作和剪裁操作／45
2.4.1 对象剔除操作／45
2.4.2 背面剔除／46
2.4.3 基于视锥体的剪裁操作／48
2.5 光栅化操作／53
2.5.1 直线段／53
2.5.2 圆形／57
2.5.3 椭圆／58
2.5.4 三角形／62
2.6 顶点属性／64
2.6.1 颜色／64
2.6.2 光照和材质／65
2.6.3 纹理／69
2.6.4 透明度和混合操作／80
2.6.5 雾效果／84
2.6.6 其他／85
2.6.7 光栅化属性／85
2.7 软件、硬件和API／86
2.7.1 概述／86
2.7.2 可移植性和性能／87
2.8 API规范／89
2.8.1 矩阵的表达和存储方式／89
2.8.2 矩阵累积计算／93
2.8.3 视见矩阵／93
2.8.4 投影矩阵／95
2.8.5 窗口坐标系／97
2.8.6 旋转操作／99
2.8.7 基于图形API的快速计算／100
第3章 渲染器／103
3.1 软件渲染／104
3.1.1 顶点着色器／104
3.1.2 背面剔除／106
3.1.3 剪裁操作／108
3.1.4 光栅化操作／111
3.1.5 边缓冲区／111
3.1.6 扫描线处理过程／113
3.1.7 像素着色器／115
3.1.8 模板缓冲机制／117
3.1.9 深度缓冲区／119
3.1.10 Alpha混合操作／120
3.1.11 颜色蒙版／120
3.1.12 纹理采样／121
3.1.13 帧缓冲区／122
3.2 硬件渲染／122
3.3 抽象渲染API／123
3.3.1 构造和析构／124
3.3.2 相机管理／125
3.3.3 全局状态管理／125
3.3.4 缓冲区清除操作／126
3.3.5 对象绘制／127
3.3.6 纹理和2D绘制／127
3.3.7 其他操作／128
3.3.8 资源管理／129
3.4 渲染器的核心内容／139
3.4.1 场景绘制／139
3.4.2 几何图元绘制／141
3.4.3 视效应用／143
3.4.4 加载和解析着色器程序／144
3.4.5 着色器程序的验证／153
第4章 场景图／157
4.1 场景图设计／157
4.1.1 核心类／160
4.1.2 空间层次结构设计／164
4.1.3 对象共享机制／166
4.2 几何状态／168
4.2.1 顶点缓冲区和索引缓冲区／168
4.2.2 转换操作／169
4.2.3 包围体／177
4.2.4 几何类型／182
4.3 渲染状态／188
4.3.1 全局状态／188
4.3.2 光照／190
4.3.3 视效／194
4.4 更新操作／195
4.4.1 几何状态更新／195
4.4.2 渲染状态更新／204
4.5 剔除操作／212
4.5.1 层次结构的剔除操作／215
4.5.2 基于排序的剔除操作／217
4.6 绘制操作／218
4.6.1 单路绘制操作／219
4.6.2 单一视效和多路绘制／222
4.6.3 多视效绘制操作／224
4.7 场景图编译器／225
4.7.1 基于表达式的场景图／226
4.7.2 编译语义／229
第5章 控制器动画／231
5.1 关键帧动画／232
5.1.1 位置插值／232
5.1.2 方向插值计算／233
5.1.3 缩放插值／233
5.2 关键帧压缩／234
5.2.1 基于B样条曲线的匹配点／235
5.2.2 B样条曲线计算／238
5.2.33 阶优化计算／245
5.3 逆向动力学／249
5.3.1 基于Jacobian方法的数值方案／251
5.3.2 基于非线性优化的数值方案／252
5.3.3 基于循环坐标下降法的数值方案／252
5.4 蒙皮机制／255
5.5 顶点变形／257
5.6 粒子系统／258
第6章 空间排序／259
6.1 二叉空间划分树／259
6.1.1 构造BSP树／260
6.1.2 BSP树的应用／262
6.2 基于节点的排序／268
6.3 入口／269
6.4 用户自定义地图／276
6.5 遮挡剔除／276
第7章 细节级别／278
7.1 精灵对象和广告板／278
7.2 离散细节级别／279
7.3 连续细节级别／280
7.3.1 基于二次误差测度的简化方案／280
7.3.2 重组顶点和索引值／284
7.3.3 地形／284
7.4 无限细节级别／285
第8章 碰撞检测／286
8.1 分离轴方案／288
8.1.1 凸多边形和凸多面体极值／289
8.1.2 静态对象／296
8.1.3 基于恒定线速度的运动对象／302
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