3D Games: Real-Time Rendering and Software Technology, Volume 1 (Hardcover)
暫譯: 3D遊戲：即時渲染與軟體技術，第1卷（精裝版）

Alan Watt, Fabio Policarpo

3D Games: Real-Time Rendering and Software Technology, Volume 1 (Hardcover)

買這商品的人也買了...

相關主題

商品描述


Description

This is the first academic games programming book/CD package that is expressly written for new degree courses in 3D-games programming. Authors Watt and Policarpo introduce the theory behind the designof computer games and detail advanced techniques used in the industry, such as: physically based animation; advanced scene management; pre-calculation techniques/image-based rendering; advanced motion capture; and artificial intelligence. Students will be able to develop their own games within the games "skeletons" accompanying the book, and will learn how to program complex games. This book could also be used for a more standard undergrad 3D graphics programming course, with the games context being highly motivational.

Back to Top


Appropriate Courses

Computer Games Development, Programming Computer Graphics.

Back to Top


Features

  • Accompanying CD-ROM includes the Fly 3D SDK games engine, full reference and tutorials on creating game elements.
  • Discusses the theory behind computer game design as wellas advanced techniques used in the games industry.
  • Covers foundational material for 3D computer graphics.
Back to Top


Table Of Contents

Preface.

FOUNDATIONS.

1. Mathematical Foundations of 3D Computer Graphics.
Manipulating Three-dimensional Structures.
Vectors and Computer Graphics.
Rays and Computer Graphics.
Bi-linear Interpolation of Polygon Properties.
A Basic Maths Engine Using SIMD Instructions.

2. Modelling and Representation I — Comparative Review andPolygon Mesh Models.
Introduction.
Polygonal Representation of Three-dimensional Objects.
High-level Methods — Constructive Solid Geometry.
High-level Creation Using Modellers/Editors.

3. Modelling and Representation 2 — The Economics of PolygonMeshes.
Compressing Polygonal Methods.
Compressing the Geometry (information per vertex).
Encoding Connectivity.
Triangle Strips.
Local vs. Global Algorithms.
Using Vertex Buffers.
Level of Detail (LOD) Processing.

4. Representation and Modelling 3 — Landscape Specialisations.
Introduction.
Simple Height Field Landscapes.
Procedural Modelling of Landscapes - Fractals.
Terrain LODs: Triangle Bintrees.
Rendering of Landscapes by Ray Casting.

5. Modelling and Representation 4 — Bézier, B-spline andSubdivision.
Introduction.
Bézier Curves.
B-spline Curves.
Traditional Curves.
From Curves to Surfaces.
Modelling or Creating Patch Surfaces.
Rendering Parametric Surfaces.
Practical Bézier Technology for Games.
Subdivision Surfaces.
Scalability — Polygon Meshes, Patch Meshes and SubdivisionSurfaces.

CLASSICAL 3D GRAPHICS.


6. Classic Polygon Mesh Rendering Technology.
Coordinate Spaces and Geometric Operations in the Graphics Pipeline.
Operations Carried Out in View Space.
Algorithmic Operations in the Graphics Pipeline.
Rendering Examples.

7. Classic Mapping Techniques.
Introduction.
Two-dimensional Texture Maps to Polygon Mesh Objects.
Two-dimensional Texture Domain to Bi-cubic Parametric Patch Objects.
Bump Mapping.
Environment or Reflection Mapping.
Three-dimensional Texture Domain Techniques.
Comparative Examples.

8. Anti-aliasing Theory and Practice.
Introduction.
Aliases and Sampling.
Jagged Edges.
Sampling in Computer Graphics Compared with Sampling Reality.
Sampling and Reconstruction.
A Simple Comparison.
Pre-filtering Methods.
Supersampling or Post-filtering.
Anti-aliasing in Texture Mapping.
The Fourier Transform of Images.

REAL-TIME RENDERING.


9. Visibility Processing of Complex Scenes.
Introduction.
Why Trees?
BSP Trees.
Bounding Volume Hierarchies.
BSP Trees and Polygon Objects.
Specialisations for Building Interior-type Environments.
Portals and Mirrors.
Advanced View Frustum Culling.
Exact Visibility.
Dynamic Objects and Visibility.
10. Lighting in Games.
Light Maps.
Dynamic Lighting Effects with Light Maps.
Dynamic Lights.
Switchable/Destroyable Light Sources.
Fog Maps/Volumetric Fog.
Lighting Case Studies.

11. Shadows in Games.
The Nature of Shadows.
Classical Shadow Algorithms.
Shadows in Games.

12. Multi-pass Rendering.
Introduction.
Multi-pass Functionality.
Multi-pass Algorithms.
Multi-pass Sampling Approaches.
Multi-texture.

CONTROL OF OBJECTS.


13. Motion Control — Kinematic.
Introduction.
Pre-scripting Animation — Linear Interpolation and Elapsed Time.
Pre-scripted Animation — Explicting Scripting.
Interpolation of Rotation.
Using Quaternions to Represent Rotation.
The Camera as an Animated Object.
Particle Animation.
Particle Animation and Computer Games.
Articulated Structures.

14. Control by Dynamic Simulation.
Dynamics in Off-line Animation — The Famous Example.
Initial Value Problem vs. Boundary Value Problems.
Topic Areas.
Motivations for Dynamic Simulations.
Basic Classical Theory for Particles.
Basic Classical Theory for Rigid Bodies.
The Practicalities of Dynamic Simulations.
Numerical Integration.

15. Collision Detection.
Broad Phase/Narrow Phase Algorithms.
Bounding Volume Hierarchies.
Broad Phase Collision Detection with AABBs.
Broad Phase Collision Detection with OBBs.
Broad Phase Collision Detection with Local or Object SpatialPartitioning.
Narrow Phase Collision Detection.
Single-phase Approaches.

16. Interactive Control.
Interaction and Animation.
Controller Module.
User-object Interaction — 6 DOF Control with Simple Sampling.
User-object Animation — A Four-key Simulation.
Object-object Interaction.
Objects with Simple Autonomous Behavior.
User-scene Interaction.

17. Behaviour and AI.
Established Approaches and Architectures.
Agents and Hierarchies.
Examples of Agent Architectures.
Cognitive Modelling and Situation Calculus.
The Role of Sensing — Vision as an Example.
Learning Architectures.

2D TECHNOLOGY.


18. Two-dimensional Techniques.
Image Pyramids.
Wavelet Transforms.
Image Transforms and Basis Matrices.
Wavelets and Computer Games.
Image Metamorphosis — Morphing.

19. Image-based Rendering.
Introduction.
Reuse of Previously Rendered Imagery Two-dimensional Techniques.
Varying Rendering Resources.
Using Depth Information.
Four-dimensional Techniques — The Lunigraph or Light FieldRendering Approach.
Photo-modelling and IBR.

SOFTWARE TECHNOLOGY.


20. Multi-player Game Technology.
Introduction.
Definitions.
Implementation of Multi-player Games.
The Origin and Nature of Problems in Multi-Player Games.
Reducing the Information in Messages.
Multi-player Implementation Using Client-Server.

21. Engine Architecture.
Game Programming in C++.
Managing and Evolving Complexity in Games.
Engine Design and Architecture.
Fly3D Software Architecture.

22. Fly3D SDK Reference.
Introduction.
Globals Reference.
Objects Reference.

Appendix A: Fly3D SDK Tutorials.
References.
Index.



Back to Top

商品描述(中文翻譯)

描述
這是第一本專為3D遊戲程式設計新學位課程而撰寫的學術遊戲程式設計書/CD套件。作者Watt和Policarpo介紹了電腦遊戲設計背後的理論，並詳細說明了業界使用的先進技術，例如：基於物理的動畫；先進的場景管理；預計算技術/基於影像的渲染；先進的動作捕捉；以及人工智慧。學生將能夠在隨書附帶的遊戲「骨架」中開發自己的遊戲，並學習如何程式設計複雜的遊戲。本書也可用於更標準的本科3D圖形程式設計課程，遊戲的背景將具有高度的激勵性。

適合的課程
電腦遊戲開發，程式設計電腦圖形。

特點
- 附帶的CD-ROM包含Fly 3D SDK遊戲引擎、完整的參考資料和創建遊戲元素的教程。
- 討論電腦遊戲設計背後的理論以及遊戲產業中使用的先進技術。
- 涵蓋3D電腦圖形的基礎材料。

目錄
**前言。**
**基礎。**
**1. 3D電腦圖形的數學基礎。**
操作三維結構。
向量與電腦圖形。
光線與電腦圖形。
多邊形屬性的雙線性插值。
使用SIMD指令的基本數學引擎。

**2. 建模與表示 I — 比較回顧與多邊形網格模型。**
介紹。
三維物體的多邊形表示。
高級方法 — 構造實體幾何。
使用建模工具/編輯器的高級創建。

**3. 建模與表示 II — 多邊形網格的經濟學。**
壓縮多邊形方法。
壓縮幾何（每個頂點的信息）。
編碼連接性。
三角形條帶。
局部與全局算法。
使用頂點緩衝區。
細節層次（LOD）處理。

**4. 表示與建模 III — 地形專業化。**
介紹。
簡單的高度場地形。
程序化建模地形 - 分形。
地形LOD：三角形二叉樹。
通過光線投射渲染地形。

**5. 建模與表示 IV — Bézier、B-spline與細分。**
介紹。
Bézier曲線。
B-spline曲線。
傳統曲線。
從曲線到表面。
建模或創建補丁表面。
渲染參數化表面。
遊戲的實用Bézier技術。
細分表面。
可擴展性 — 多邊形網格、補丁網格和細分表面。

**經典3D圖形。**
**6. 經典多邊形網格渲染技術。**
圖形管道中的坐標空間和幾何操作。
在視圖空間中執行的操作。
圖形管道中的算法操作。
渲染示例。

**7. 經典映射技術。**
介紹。
將二維紋理映射到多邊形網格物體。
將二維紋理域映射到雙立方參數補丁物體。
凹凸映射。
環境或反射映射。
三維紋理域技術。
比較示例。

**8. 抗鋸齒理論與實踐。**
介紹。
鋸齒與取樣。
鋸齒邊緣。
電腦圖形中的取樣與現實取樣的比較。
取樣與重建。
簡單比較。
預過濾方法。
超取樣或後過濾。
紋理映射中的抗鋸齒。
影像的傅立葉變換。

**即時渲染。**
**9. 複雜場景的可見性處理。**
介紹。
為什麼使用樹？
BSP樹。
邊界體積層次。
BSP樹與多邊形物體。
專門用於建築內部環境的專業化。
門戶和鏡子。
先進的視錐體剔除。
精確可見性。
動態物體與可見性。
**10. 遊戲中的照明。**
光照圖。
使用光照圖的動態照明效果。
動態光源。
可切換/可摧毀的光源。
霧圖/體積霧。
照明案例研究。

**11. 遊戲中的陰影。**
陰影的本質。
經典陰影算法。
遊戲中的陰影。

**12. 多通道渲染。**
介紹。
多通道功能。
多通道算法。
多通道取樣方法。
多重紋理。

**物體控制。**
**13. 動作控制 — 運動學。**
介紹。
預腳本動畫 — 線性插值和經過時間。
預腳本動畫 — 明確腳本。
旋轉的插值。
使用四元數表示旋轉。
相機作為動畫物體。
粒子動畫。
粒子動畫與電腦遊戲。
關節結構。

**14. 通過動態模擬控制。**
離線動畫中的動力學 — 著名示例。
初始值問題與邊界值問題。
主題區域。
動態模擬的動機。
粒子的基本經典理論。
剛體的基本經典理論。
動態模擬的實用性。
數值積分。

**15. 碰撞檢測。**
廣義階段/狹義階段算法。
邊界體積層次。
使用AABB的廣義階段碰撞檢測。
使用OBB的廣義階段碰撞檢測。
使用局部或物體空間劃分的廣義階段碰撞檢測。
狹義階段碰撞檢測。
單階段方法。

**16. 互動控制。**
互動與動畫。
控制模組。
用戶-物體互動 — 6自由度控制與簡單取樣。
用戶-物體動畫 — 四鍵模擬。
物體-物體互動。
具有簡單自主行為的物體。
用戶-場景互動。

**17. 行為與人工智慧。**
既定方法與架構。
代理與層次。
代理架構的示例。
認知建模與情境演算。
感知的角色 — 以視覺為例。
學習架構。

**2D技術。**
**18. 二維技術。**
影像金字塔。
小波變換。
影像變換與基矩陣。
小波與電腦遊戲。
影像變形 — 變形。

**19. 基於影像的渲染。**
介紹。
重用先前渲染的影像二維技術。
變化的渲染資源。
使用深度信息。
四維技術 — Lunigraph或光場渲染方法。
照片建模與IBR。

**軟體技術。**
**20. 多人遊戲技術。**
介紹。
定義。
多人遊戲的實現。
多人遊戲中問題的起源與本質。
減少訊息中的信息。
使用客戶端-伺服器的多人實現。

**21. 引擎架構。**
C++中的遊戲程式設計。
管理與演變遊戲中的複雜性。
引擎設計與架構。
Fly3D軟體架構。

**22. Fly3D SDK參考。**
介紹。
全域參考。
物件參考。

附錄A：Fly3D SDK教程。
參考文獻。
索引。

類似商品

最後瀏覽商品 (1)