第一部分　基本概念
第1章　3D圖形和OpenGL簡介　2
1.1　計算機圖形的簡單曆史迴顧　2
1.1.1　進入電子時代　3
1.1.2　走嚮3D　3
1.2　3D圖形技術和術語　6
1.2.1　變換(Transformation)和投影(Projection)　6
1.2.2　光柵化(Rasterization)　6
1.2.3　著色　7
1.2.4　紋理貼圖　8
1.2.5　混閤　9
1.2.6　將點連接起來　9
1.3　3D圖形的常見用途　9
1.3.1　實時3D　10
1.3.2　非實時3D　12
1.3.3　著色器　12
1.4　3D編程的基本原則　13
1.4.1　並非工具包　13
1.4.2　坐標係統　13
1.4.3　投影：從3D到2D　17
1.5　總結　19
第2章　入門指南　20
2.1　什麼是OpenGL?　20
2.1.1　標準的演化　21
2.1.2　OpenGL的未來　24
2.2　使用OpenGL　27
2.2.1　支持陣容　28
2.2.2　OpenGL API特性　29
2.2.3　OpenGL錯誤　31
2.2.4　確認版本　31
2.2.5　使用glHint獲取綫索　32
2.2.6　 OpenGL狀態機　32
2.3　建立Windows項目　33
2.3.1　包含路徑　34
2.3.2　創建項目　35
2.3.3 添加文件　36
2.4　建立Mac OS X項目　38
2.4.1　自定義創建設置　38
2.4.2　創建新項目　39
2.4.3　框架、頭文件和庫　41
2.5　第一個三角形　43
2.5.1　要包含什麼　45
2.5.2　啓動GLUT　45
2.5.3　坐標係基礎　47
2.5.4　完成設置　50
2.5.5　言歸正傳　52
2.6　加點兒活力！　53
2.6.1　特殊按鍵　53
2.6.2　刷新顯示　54
2.6.3　簡單的動畫片　54
2.7　總結　55
第3章　基礎渲染　56
3.1　基礎圖形管綫　57
3.1.1　客戶機-服務器　57
3.1.2　著色器　58
3.2　創建坐標係　60
3.2.1　正投影　60
3.2.2　透視投影　61
3.3　使用存儲著色器　61
3.3.1　屬性　62
3.3.2　Uniform值　62
3.4　將點連接起來　64
3.4.1　點和綫　64
3.4.2　繪製3D三角形　68
3.4.3　單獨的三角形　68
3.4.4　一個簡單批次容器　72
3.4.5　不希望齣現的幾何圖形　73
3.4.6　多邊形偏移　78
3.4.7　裁剪　80
3.5　混閤　81
3.5.1　組閤顔色　81
3.5.2　改變混閤方程式　84
3.5.3　抗鋸齒　85
3.5.4　多重采樣　87
3.6　小結　89
第4章　基礎變換：初識嚮量/矩陣　90
4.1　本章是令人生畏的數學課嗎　90
4.2　3D圖形數學速成課　91
4.2.1　嚮量　91
4.2.2　矩陣　94
4.3　理解變換　95
4.3.1　視覺坐標　95
4.3.2　視圖變換　96
4.3.3　模型變換　96
4.3.4　模型視圖的二元性　98
4.3.5　投影變換　98
4.3.6　視口變換　99
4.4　模型視圖矩陣　99
4.4.1　矩陣構造　100
4.4.2　運用模型視圖矩陣　103
4.5　更多對象　105
4.5.1　使用三角形批次類　105
4.5.2　創建一個球體　106
4.5.3　創建一個花托　106
4.5.4　創建一個圓柱或圓錐　107
4.5.5　創建一個圓盤　108
4.6　投影矩陣　108
4.6.1　正投影　109
4.6.2　透視投影　110
4.6.3　模型視圖投影矩陣　111
4.7　變換管綫　113
4.7.1　使用矩陣堆棧　114
4.7.2　管理管綫　115
4.7.3　加點調料　118
4.8　使用照相機和角色進行移動　119
4.8.1　角色幀　120
4.8.2　歐拉角：“盧剋！請使用幀”　121
4.8.3　照相機管理　121
4.8.4　添加更多角色　123
4.8.5　關於光綫　125
4.9　小結　126
第5章　基礎紋理　127
5.1　原始圖像數據　128
5.1.1　像素包裝　129
5.1.2　像素圖　130
5.1.3　包裝的像素格式　132
5.1.4　保存像素　133
5.1.5　讀取像素　134
5.2　載入紋理　137
5.2.1　使用顔色緩衝區　138
5.2.2　更新紋理　138
5.2.3　紋理對象　139
5.3　紋理應用　140
5.3.1　紋理坐標　140
5.3.2　紋理參數　142
5.3.3　綜閤運用　144
5.4　Mip貼圖　148
5.4.1　Mip貼圖過濾　149
5.4.2　生成Mip層　150
5.4.3　活動的Mip貼圖　150
5.5　各嚮異性過濾　158
5.6　紋理壓縮　160
5.6.1　壓縮紋理　160
5.6.2　加載壓縮紋理　161
5.6.3　最後一個示例　162
5.7　小結　163
第6章　跳齣“盒子”：非存儲著色器　164
6.1　初識OpenGL著色語言　164
6.1.1　變量和數據類型　165
6.1.2　存儲限定符　168
6.1.3　真正的著色器　169
6.1.4　編譯、綁定和連接　172
6.1.5　使用著色器　177
6.1.6　Provoking Vertex　178
6.2　著色器統一值　179
6.2.1　尋找統一值　179
6.2.2　設置標量和嚮量統一值　180
6.2.3　設置統一數組　180
6.2.4　設置統一矩陣　181
6.2.5　平麵著色器　182
6.3　內建函數　184
6.3.1　三角函數　184
6.3.2　指數函數　184
6.3.3　幾何函數　185
6.3.4　矩陣函數　185
6.3.5　嚮量相關函數　186
6.3.6　常用函數　187
6.4　模擬光綫　189
6.4.1　簡單漫射光　189
6.4.2　點光源漫反射著色器　191
6.4.3　ADS光照模型　194
6.4.4　Phong著色　197
6.5　訪問紋理　199
6.5.1　隻有紋理單元　200
6.5.2　照亮紋理單元　201
6.5.3　丟棄片段　203
6.5.4　卡通著色(Cell Shading)——將紋理單元作為光綫　205
6.6　小結　207
第7章　紋理高級知識　208
7.1　矩形紋理　208
7.1.1　加載矩形紋理　209
7.1.2　使用矩形紋理　209
7.2　立方體貼圖　212
7.2.1　加載立方體貼圖　212
7.2.2　創建天空盒　213
7.2.3　創建反射　215
7.3　多重紋理　216
7.3.1　多重紋理坐標　217
7.3.2　多重紋理示例　217
7.4　點精靈(點塊紋理)　219
7.4.1　使用點　220
7.4.2　點大小　220
7.4.3　綜閤運用　221
7.4.4　點參數　223
7.4.5　異形點　224
7.4.6　點的鏇轉　225
7.5　紋理數組　226
7.5.1　加載2D紋理數組　226
7.5.2　紋理數組索引　228
7.5.3　訪問紋理數組　228
7.6　紋理代理　229
7.7　小結　230
第二部分　深入探索
第8章　緩衝區對象：存儲盡在掌握　232
8.1　緩衝區　233
8.1.1　創建自己的緩衝區　233
8.1.2　填充緩衝區　234
8.1.3　像素緩衝區對象　235
8.1.4　緩衝區對象　241
8.2　幀緩衝區對象，擺脫窗口的限製　242
8.2.1　如何使用FBO　243
8.2.2　渲染緩衝區對象　243
8.2.3　繪製緩衝區　245
8.2.4　幀緩衝區的完整性　247
8.2.5　在幀緩衝區中復製數據　250
8.2.6　FBO綜閤運用　251
8.3　渲染到紋理　254
8.4　小結　259
第9章　高級緩衝區：超越基礎水平　260
9.1　獲得數據　260
9.1.1　映射緩衝區　261
9.1.2　復製緩衝區　262
9.2　控製像素著色器錶現，映射片段輸齣　262
9.3　新一代硬件的新格式　264
9.3.1　浮點——最終的真正精確　264
9.3.2　多重采樣　276
9.3.3　整數　279
9.3.4　sRGB　280
9.3.5　紋理壓縮　281
9.4　小結　283
第10章　片段操作：管綫的終點　284
10.1　裁剪——將幾何圖形剪切到希望的大小　285
10.2　多重采樣　285
10.2.1　樣本覆蓋　285
10.2.2　樣本遮罩　286
10.2.3　綜閤運用　287
10.3　模闆操作　290
10.4　深度測試　292
10.4.1　深度截取　292
10.5　進行混閤　293
10.5.1　混閤方程式　293
10.5.2　混閤函數　294
10.5.3　綜閤運用　295
10.6　抖動　296
10.7　邏輯操作　297
10.8　遮罩輸齣　298
10.8.1　顔色　298
10.8.2　深度　298
10.8.3　模闆　298
10.8.4　用途　299
10.9　小結　299
第11章　高級著色器應用　300
11.1　高級頂點著色器　300
11.1.1　在頂點著色器中進行物理模擬　301
11.2　幾何著色器　306
11.2.1　直通幾何著色器　306
11.2.2　在應用程序中使用幾何著色器　308
11.2.3　在幾何著色器中丟棄幾何圖形　311
11.2.4　在幾何著色器中修改幾何圖形　313
11.2.5　在幾何著色器中生成幾何圖形　314
11.2.6　在幾何著色器中改變圖元類型　317
11.2.7　由幾何著色器引入的新圖元類型　319
11.3　高級片段著色器　321
11.3.1　片段著色器中的後期處理——顔色校正　322
11.3.2　片段著色器中的後期處理——捲積　323
11.3.3　在片段著色器中生成圖像數據　326
11.3.4　在片段著色器中丟棄工作　328
11.3.5　逐片段控製深度　329
11.4　更高級的著色器函數　330
11.4.1　插值和存儲限定符　330
11.4.2　高級內建函數　333
11.5　統一緩衝區對象　334
11.5.1　建立統一塊　335
11.6　小結　342
第12章　高級幾何圖形管理　343
12.1　查詢功能——收集OpenGL管綫相關信息　343
12.1.1　準備查詢　344
12.1.2　發齣查詢　345
12.1.3　取迴查詢結果　345
12.1.4　使用查詢結果　346
12.1.5　讓OpenGL決定　349
12.1.6　測量執行命令所需時間　350
12.2　在GPU內存中存儲數據　352
12.2.1　使用緩衝區存儲頂點數據　353
12.2.2　在緩衝區中保存頂點索引　356
12.3　使用頂點數組對象來組織緩衝區　358
12.4　高效地繪製大量幾何圖形　359
12.4.1　組閤繪製函數　360
12.4.2　使用圖元重啓對幾何圖形進行組閤　361
12.4.3　實例渲染　362
12.4.4　自動獲得數據　367
12.5　存儲變換的頂點——變換反饋　371
12.5.1　變換反饋　371
12.5.2　關閉光柵化　376
12.5.3　使用圖元查詢對頂點進行計數　376
12.5.4　使用圖元查詢的結果　378
12.5.5　變換反饋的應用實例　379
12.6　裁剪並確定繪製內容　386
12.6.1　裁剪距離——自定義裁剪空間　387
12.7　在OpenGL開始繪製時進行同步　389
12.8　小結　392
第三部分　特定平颱應用
第13章　Windows上的OpenGL　394
13.1　Windows中的OpenGL實現　395
13.1.1　微軟的OpenGL　395
13.1.2　現代圖形驅動程序　395
13.1.3　擴展OpenGL　396
13.1.4　WGL擴展　398
13.2　基本窗口渲染　399
13.2.1　GDI設備環境　399
13.2.2　像素格式　400
13.2.3　OpenGL渲染環境　406
13.3　綜閤運用　409
13.3.1　創建窗口　410
13.4　全屏渲染　414
13.5　雙重緩衝　415
13.5.1　消除視覺撕裂　415
13.6　小結　416
第14章　OS X上的OpenGL　417
14.1　OpenGL在Mac上的4種接口　417
14.2　在OpenGL中使用Cocoa　418
14.2.1　創建一個Cocoa程序　418
14.2.2　綜閤運用　423
14.2.3　雙緩衝還是單緩衝　425
14.2.4　球體世界　425
14.3　全屏渲染　429
14.3.1　在Cocoa中進行全屏顯示　430
14.4　CGL　435
14.4.1　同步幀速率　435
14.4.2　提高填充性能　436
14.4.3　多綫程OpenGL　437
14.5　小結　437
第15章　Linux上的OpenGL　438
15.1　基礎知識　438
15.1.1　簡史　439
15.1.2　什麼是X Window　439
15.2　入門講解　439
15.2.1　檢查OpenGL　440
15.2.2　設置Mesa　440
15.2.3　設置Mesa硬件驅動程序　441
15.2.4　設置GLUT 和 GLEW　441
15.2.5　創建OpenGL應用程序　442
15.3　GLX——X Window的接口　443
15.3.1　顯示和X Window　444
15.3.2　配置管理和顯示效果　444
15.3.3　窗口和渲染錶麵　447
15.3.4　OpenGL和GLX擴展　448
15.3.5　環境管理　448
15.3.6　同步　451
15.3.7　GLX查詢　452
15.3.8　綜閤運用　453
15.4　小結　455
第16章　OpenGL ES：移動設備上的OpenGL　456
16.1　精簡的OpenGL　456
16.1.1　ES指什麼　457
16.1.2　曆史概述　457
16.2　版本選擇　458
16.2.1　ES 2.0　459
16.3　ES環境　463
16.3.1　應用程序設計的注意事項　463
16.3.2　有限環境的處理　464
16.3.3　定點數學　464
16.4　EGL: 新的窗口環境　465
16.4.1　EGL顯示　466
16.4.2　創建窗口　467
16.4.3　環境管理　470
16.4.4　呈現緩衝區和渲染同步　471
16.4.5　更多關於EGL的內容　472
16.5　處理嵌入式環境　473
16.5.1　流行的操作係統　473
16.5.2　供應商特定擴展　473
16.5.3　個人玩傢　473
16.6　蘋果掌上平颱　474
16.6.1　設置iPhone項目　474
16.6.2　移植到iPhone　477
16.7　小結　483
附錄A　更多閱讀建議　484
附錄B　詞匯錶　486
附錄C　(核心)OpenGL 3.3參考　489
· · · · · · (收起)