Shaders for Game Programmers and Artists

Shaders for Game Programmers and Artists pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Course Technology PTR
作者:Sebastien St-Laurent
出品人:
页数:512
译者:
出版时间:May 13, 2004
价格:$39.99
装帧:Paperback
isbn号码:9781592000920
丛书系列:
图书标签:
  • shader
  • 游戏开发
  • 图形学
  • Graphics
  • 计算机图形学
  • 游戏编程
  • Shader
  • 计算机
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  • rendering techniques
  • 3d graphics
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具体描述

Book Description

"Shaders for Game Programmers and Artists"?the title says it all. This book does something that other shader books don?t. It focuses solely on shaders and their creation. You?ll use ATI?s RenderMonkey platform, giving you an easy-to-use framework for shader development and allowing you to focus your energy on shader development rather than the development of framework applications. Cover simple techniques, from the basics of color filters to more advanced topics, such as depth of field, heat shimmer, and high-dynamic range rendering. Extensive exercises at the end of each chapter allow you to test your skills by expanding upon the shader you?ve just developed. Whether you are an engineer or a technically minded artist, you?ve finally found the ideal guide for mastering shaders!

From the Author

Programmable shaders are the best and latest in the computer graphic industry. With the latest generations of video cards out there developed by ATI Technologies and nVidia, it is now possible to draw interactive scenes on a computer with an unsurpassed realism. With the current rate of advancement in this field, it is only a matter of years before the quality of graphics generated matches the visuals in some of most recent Hollywood movies such as "I, ROBOT" or "Spider Man 2". Some of the most anticipated video games this year, such as Doom 3, HALO 2 and Half-Life 2, take full advantage these cards and I wanted to show my readers exactly how easily it could be done.

Most books out there which cover the topic of programmable shaders also covered broadly the topic of computer graphics. I wanted to do something different and focus in-depth on the specific topic of programmable shaders. To accomplish this, I have taken advantage of a tool called RenderMonkey, developed by ATI Technologies, to quickly prototype shaders and spend less time worrying about the other aspects of computer graphics.

好的,这是一本名为《Shaders for Game Programmers and Artists》的图书的详细简介,不包含该书的具体内容,侧重于描述其目标受众、解决的问题以及整体的知识架构: --- 《Shaders for Game Programmers and Artists》图书简介 揭开现代实时图形渲染的神秘面纱 在当今的电子游戏和交互式媒体领域,视觉表现力已经成为决定作品成败的关键要素。从照片级的真实感环境到风格化的艺术效果,这一切的基石都在于图形管线深处的“着色器”(Shaders)。对于那些渴望将自己的创意转化为令人惊叹的视觉体验的程序员和艺术家而言,掌握着色器编程已不再是锦上添花,而是核心竞争力。 《Shaders for Game Programmers and Artists》是一本专为希望深入理解、高效利用实时渲染技术,并将理论知识转化为实际生产力的专业人士设计的深度指南。本书旨在弥合理论计算机图形学与实际游戏引擎实现之间的鸿沟,为读者提供一个既扎实又实用的学习路径。 目标读者:连接代码与像素的桥梁 本书的读者群体定位清晰,主要面向以下几类专业人士: 1. 游戏图形程序员(Graphics Programmers):希望系统化学习现代GPU架构、深入理解渲染管线各个阶段的计算原理,并能独立优化性能和实现复杂渲染特征的工程师。他们不仅需要知道“如何写”代码,更需要理解“为何要这样写”。 2. 技术美术师(Technical Artists, TA):那些需要充当艺术家创意需求与底层技术实现之间沟通桥梁的人员。他们需要理解着色器语言的限制与潜力,以便能够高效地将艺术概念(如特定的光照模型、材质外观或后处理效果)转化为可配置、高性能的着色器资产。 3. 独立开发者与小型团队的创意核心:对于资源有限的团队,掌握底层渲染技术意味着更高的自由度和更少的外部依赖。本书将赋能这些开发者,使其能够自行构建出媲美大型工作室的视觉效果。 4. 对实时渲染技术感兴趣的学生和研究人员:为希望在计算机图形学领域深造,或希望了解行业主流实践方法的学生提供坚实的理论基础和实践指导。 核心关注点:超越基础语法 本书的价值不在于简单地罗列某个特定API(如OpenGL或DirectX)的语法,而是聚焦于图形编程的核心思想、通用范式以及性能权衡。我们假设读者对基础的线性代数和C++或C等高级语言有基本了解,然后,我们将引导读者专注于以下关键领域: 1. 图形管线的深度剖析与控制点 理解现代GPU如何工作是编写高效着色器的前提。本书将详细拆解从CPU侧准备数据到GPU执行渲染命令的完整流程。重点关注: 渲染管线的阶段划分:深入探讨顶点处理、几何体处理(若适用)、光栅化以及片段处理的每一个步骤。 数据流管理:如何有效地在CPU和GPU之间传递数据(缓冲区、纹理、统一变量/常量缓冲)。 Draw Call 优化策略:理解导致绘制调用的瓶颈所在,以及如何通过着色器和管线状态的设置来减少这些开销。 2. 材质模型与光照的艺术性表达 着色器最直接的应用在于定义物体的外观。本书将从物理基础出发,探讨如何构建逼真且艺术化的材质。这包括: 光照理论的实际应用:从基础的漫反射(Lambertian)到复杂的高光模型(如Blinn-Phong,以及更现代的PBR体系的基础概念)。 PBR(基于物理的渲染)的原理性介绍:探讨能量守恒、微表面理论(Microfacet Theory)在着色器中的体现,确保材质在不同光照环境下的一致性。 纹理采样与映射技术:超越简单的UV映射,讨论法线贴图、粗糙度贴图、次表面散射(SSS)纹理的生成与应用,以及如何利用纹理数据来指导光照计算。 3. 性能优化与GPU计算思维 在实时渲染中,“能跑”和“跑得快”之间存在巨大的鸿沟。本书将大量篇幅用于培养读者的“GPU思维”,即如何编写能充分利用并行架构的代码: 片段着色器的效率问题:分析过多的纹理查找、分支(if/else)对性能的影响,并提供结构化代码以减少片段处理器的开销。 早期剪裁与剔除技术:如何通过顶点着色器或几何着色器(如果适用)在不必要的片段被光栅化之前就将其丢弃。 计算着色器的入门(Compute Shaders):介绍通用GPU计算(GPGPU)的概念,展示如何利用GPU并行能力处理非渲染任务,例如粒子系统、布料模拟或数据并行处理。 4. 高级视觉特效的实现模式 本书将引导读者构建更复杂、更具沉浸感的视觉效果,这些效果是现代游戏体验的关键组成部分: 屏幕空间技术(Screen Space Techniques):介绍如何利用已渲染的屏幕信息(如深度、法线、颜色缓冲区)来创建强大的效果,包括屏幕空间环境光遮蔽(SSAO)和屏幕空间反射(SSR)的基本实现框架。 后处理管线(Post-Processing Pipeline):展示如何将多个着色器串联起来,实现诸如景深(Depth of Field)、运动模糊(Motion Blur)以及色彩校正等效果的构建流程。 程序化生成与噪声应用:探讨使用程序化技术(如Perlin/Simplex噪声)在着色器中直接生成细节纹理或复杂的几何特征。 本书的独到之处 本书的设计理念是“实践驱动的深度探索”。我们避免了仅停留在API文档的复述,而是致力于解释每种技术背后的数学原理和工程考量。通过对通用着色器编程范式的深入探讨,本书的内容具有高度的可移植性,无论读者主要使用哪种游戏引擎或渲染API,其核心知识都能直接应用于工作流中。 最终,读者将不仅学会如何编写功能性的着色器,更重要的是,他们将获得批判性地分析现有渲染效果、诊断性能瓶颈,并主动设计出满足未来视觉需求的新型渲染技术的工程能力。掌握了这些知识,您将真正拥有掌控像素色彩和光影的权力。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我一直对游戏中的材质表现力非常着迷,尤其是一些 AAA 级大作中那些细腻到毛孔的皮肤质感、金属的光泽变化,以及布料的垂坠感,都让我惊叹不已。这本书简直就是为我量身定做的!它没有让我失望,而是超出了我的预期。首先,它对物理基础的讲解非常扎实,从向量、矩阵这些基础知识出发,逐步深入到光照模型、反射、折射等复杂概念。让我印象深刻的是,它不是简单地丢给你一堆公式,而是通过大量精美的截图和可视化图表,让你能够直观地理解这些概念是如何在三维空间中运作的。比如,当它讲解BRDF(双向反射分布函数)时,它并没有回避复杂的数学推导,但同时提供了清晰的解释和代码示例,让你不仅知道“是什么”,更知道“为什么”以及“怎么做”。书中的代码示例也极具参考价值,涵盖了从简单的颜色混合到复杂的后处理特效,并且都提供了完整的实现思路和关键代码片段,可以直接应用于实际项目。我尝试着将书中学到的技术应用到我自己的一个小项目上,仅仅是通过调整几个参数,原本粗糙的材质立刻变得生动起来,光影的反馈也更加真实自然。这本书真正让我体会到了“工欲善其事,必先利其器”的道理,掌握了这些着色器技术,就像拥有了一把强大的画笔,能够随心所欲地塑造出你想要的视觉风格。

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作为一名游戏美术设计师,我对如何让我的模型在引擎中呈现出最佳状态一直很关心。传统的 PBR 流程虽然强大,但有时候我也会好奇,那些更深层次的光照交互是如何实现的,以及我能否在不完全依赖引擎内置工具的情况下,更主动地去控制材质的表现。这本书就像一股清流,深入浅出地解答了我的很多疑问。它不仅教授了PBR流程的基础,更重要的是,它深入到着色器代码的层面,让你理解PBR背后的原理,以及如何在自定义着色器中实现更精细的光照控制。我特别喜欢它关于“参数化着色器”的讨论,它展示了如何通过暴露各种参数,让艺术家能够更灵活地调整材质的视觉属性,而无需修改着色器代码本身。这本书中关于“程序化材质”的章节也让我大开眼界,它展示了如何利用着色器代码来生成复杂的纹理和材质,而不是仅仅依赖于手绘纹理,这极大地拓展了创作的可能性。我尝试着根据书中的指导,制作了一些带有自定义光照效果的材质,比如模拟出特殊光源下的金属反射,或者具有生命感的植物表面。这些尝试不仅让我对材质的理解更上一层楼,也让我的作品在视觉上有了显著的提升。这本书就像一本宝藏,每一次翻阅都能发现新的启发,为我的艺术创作注入源源不断的灵感。

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我是一名独立游戏开发者,资源有限,但我对游戏的视觉效果却有着极高的要求。这本书就像我的“秘密武器”,帮助我以最有效的方式实现令人惊叹的视觉效果。它不仅讲解了着色器的基础,更重要的是,它提供了一系列实用的技巧和窍门,可以直接应用于独立游戏的开发中。我特别喜欢它关于“性能优化”的章节,它详细讲解了如何在有限的GPU资源下编写高效的着色器代码,以及如何利用各种技巧来减少渲染开销。书中还提供了许多“预制着色器模板”和“常用特效实现”,让我能够快速地为我的游戏添加各种炫酷的视觉效果,而无需从头开始编写所有代码。我尝试着根据书中的指导,为我的游戏制作了一个自定义的“水面着色器”,它不仅看起来逼真,而且在性能上也表现出色,极大地提升了游戏的沉浸感。这本书就像一个经验丰富的独立游戏开发者,将自己的宝贵经验和实用技巧毫无保留地分享出来,帮助我以更少的时间和精力,创造出更高质量的游戏。

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我一直认为,着色器是连接艺术家创意与最终视觉呈现之间最重要的桥梁。我作为一名游戏艺术家,常常希望能够更深入地理解计算机是如何描绘出我脑海中的场景的。这本书正是满足了我的这种渴望。它用生动有趣的语言,解释了着色器在材质表现、光照模拟、以及各种视觉特效中的作用。我特别喜欢它关于“材质属性的解构”的章节,它将一个复杂的材质分解成诸如颜色、粗糙度、金属度、法线等等基本属性,并详细介绍了如何在着色器中控制这些属性,从而实现各种逼真的材质效果。书中的“非真实感渲染”(NPR)的章节也让我耳目一新,它展示了如何利用着色器来模拟手绘、油画等艺术风格,这为我的创作提供了全新的思路。我尝试着根据书中的指导,为我的模型创建了一些具有特殊艺术风格的材质,比如水墨风格的草地,或者赛璐璐风格的人物。这些尝试不仅让我对材质的理解更加深入,也让我的作品在艺术表现力上有了质的飞跃。这本书就像一本艺术家的宝典,为我打开了通往数字艺术创作的新维度。

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这本书简直就是视觉效果的圣经,即使你之前对图形编程一窍不通,读完之后也会觉得豁然开朗。它以一种非常直观的方式,将那些曾经令人生畏的数学公式和抽象概念,变成了一系列可以实际操作的代码和生动的例子。我特别喜欢它讲解光照模型的那部分,从最基础的漫反射,到复杂的菲涅尔效应和次表面散射,作者都娓娓道来,让你在理解其原理的同时,也能迅速地在你的游戏中实现这些效果。更重要的是,这本书不仅仅停留在理论层面,它还深入探讨了如何在实际的游戏开发流程中应用这些着色器技术。比如,在材质创建方面,它详细介绍了如何使用各种纹理贴图(法线贴图、高光贴图、金属度贴图等等)来构建出逼真的表面细节,以及如何在着色器中有效地采样和组合这些纹理,从而达到惊人的视觉效果。对于艺术家来说,这本书更是打开了一扇新的大门,让他们能够更深入地理解图形渲染的底层逻辑,从而更好地与程序员协作,实现他们脑海中的艺术构想。它不是那种枯燥的技术手册,而更像是一位经验丰富的导师,耐心细致地引导你一步步掌握着色器的奥秘,让你能够亲手创造出令人惊叹的视觉奇观。

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在我接触游戏开发初期,着色器对我来说是一个极其神秘且令人望而生畏的领域。那些复杂的代码和晦涩的数学公式,常常让我感到无从下手。然而,这本书的出现彻底改变了我的看法。作者以一种极其耐心和友好的方式,将着色器的世界展现在我的面前。它从最基础的顶点着色器和片段着色器开始,逐步引导我理解它们的作用和工作流程。我特别喜欢书中对“颜色空间”和“图像处理”的讲解,这让我明白,游戏中的视觉效果不仅仅是简单的颜色叠加,而是涉及到复杂的色彩理论和图像处理技术。它还详细介绍了如何利用着色器来实现各种“视觉特效”,比如粒子系统、辉光效果、运动模糊等等,这些都是让游戏画面栩栩如生的重要元素。书中的代码示例简洁明了,并且提供了完整的解释,让我能够轻松地理解每一行代码的作用。我尝试着将书中学到的粒子系统技术应用到我的项目中,仅仅是调整一些参数,就让原本平淡的粒子效果变得生动有趣,充满了活力。这本书就像一位循循善诱的老师,让我从一个着色器的门外汉,逐渐变成了一个能够自信地编写和运用着色器的开发者。

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我是一名游戏开发者,一直以来都对图形渲染的效率和质量有着极高的追求。在我看来,着色器是实现这一切的关键。这本书的内容恰好击中了我的痛点,并且给了我很多超出预期的解决方案。它从性能优化的角度出发,详细讲解了如何在着色器中编写高效的代码,如何避免不必要的计算,以及如何利用GPU的并行处理能力。比如,它关于“早期Z剔除”和“深度预通道”的讨论,就让我对如何优化渲染管线有了更深的认识。书中还深入讲解了各种“纹理采样优化”技巧,以及如何利用“Mipmap”和“各向异性过滤”来提升纹理的显示质量和减少闪烁。我印象最深刻的是,它并没有仅仅停留在“如何做”,而是详细解释了“为什么这么做”背后的原理,让你不仅能够照搬代码,更能理解其精髓,并根据自己的项目需求进行调整和创新。在书中学习到的“基于物理的渲染”(PBR)的实现细节,更是让我对我之前使用的PBR材质有了更深入的理解,并且能够根据实际效果进行更精细的调整。这本书就像一个经验丰富的引擎开发者,将自己多年的实践经验和技术心得毫无保留地分享出来,让我少走了很多弯路。

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作为一名图形学领域的学生,我一直在寻找一本能够系统地、深入地讲解着色器知识的书籍。这本书绝对是我读过的同类书籍中最出色的一本。它不仅覆盖了着色器的基础知识,更重要的是,它深入探讨了高级的着色器技术和优化方法。我特别欣赏它在讲解“GPU架构”和“着色器编译”时的深度,这让我对GPU的工作原理有了更清晰的认识,也能够更好地理解着色器代码的执行过程。书中关于“渲染管线”的详细讲解,也让我对整个渲染流程有了更全面的掌握。它还深入探讨了各种“高级光照模型”,比如基于图像的光照(IBL)、全局光照(GI)等,并提供了实现这些效果的着色器代码和算法。我尝试着将书中关于IBL的技术应用到我的毕业设计项目中,通过使用天空盒进行环境光照,让我的场景光影效果瞬间提升了一个档次,获得了老师和同学的一致好评。这本书就像一个学者的导师,为我提供了坚实的理论基础和宝贵的实践经验,为我的学术研究和未来的职业发展打下了坚实的基础。

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在我看来,着色器不仅仅是技术,更是一种艺术。这本书让我深刻地体会到了这一点。它不仅仅教授了如何编写着色器代码,更重要的是,它引导我思考如何运用着色器来表达艺术创意和情感。它详细讲解了各种“风格化渲染”技术,比如卡通渲染、素描渲染、霓虹灯效果等等,这些都是艺术家们常用的视觉语言。我特别喜欢它关于“材质混合”和“层叠纹理”的讲解,它让我明白如何通过巧妙地组合不同的纹理和着色器,来创造出富有层次感和表现力的材质。书中的“粒子系统”部分也让我印象深刻,它不仅介绍了如何实现逼真的粒子效果,更重要的是,它引导我去思考如何通过粒子来营造特定的氛围和情绪。我尝试着根据书中的指导,为我的游戏角色设计了一套具有表现力的“能量护盾”特效,它不仅在视觉上非常酷炫,而且能够准确地传达出角色的状态和情感。这本书就像一位艺术指导,让我能够更自由地运用着色器这门技术,将我的艺术构想变为现实。

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这本书的内容深度和广度都让我印象深刻。它不仅仅停留在技术层面,更重要的是,它引导我思考着色器在游戏设计中的整体作用。它详细讲解了如何将着色器技术与游戏玩法相结合,创造出更具互动性和沉浸感的游戏体验。我特别喜欢它关于“动态环境”的章节,它展示了如何利用着色器来模拟风吹草动、水流涌动等动态效果,为游戏世界增添生机。书中还深入探讨了“用户界面(UI)着色器”的实现,这让我意识到,着色器不仅仅用于3D场景,同样可以提升2D界面的视觉吸引力。我尝试着将书中学到的UI着色器技术应用到我的游戏菜单界面,通过添加一些平滑的过渡动画和发光效果,让整个界面变得更加生动和专业。这本书就像一个游戏设计的导师,不仅传授了技术,更重要的是,它激发了我对游戏视觉表现的无限想象,让我能够更全面地理解着色器在游戏开发中的价值。

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看了1/4,有机会再拜读……

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入门了!入门了 !

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shader 入门不错的一本书,不过基本是在rendermonkey下作业。。所以说更适合的是专门的shader程序员

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我的shader启蒙书,Very nice

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我的shader启蒙书,Very nice

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