Shader開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)

目 錄


第1章 初識(shí)游戲圖形 1
1.1 什么是渲染 1
1.2 網(wǎng)格是什么 2
1.3 向量入門(mén) 3
1.4 在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中定義顏色 7
1.5 渲染管線 8
1.6 著色器是什么 10
1.7 小結(jié) 11
第2章 第一個(gè)著色器 13
2.1 在Windows上安裝 13
2.2 創(chuàng)建項(xiàng)目 14
2.3 創(chuàng)建第一個(gè)三角形 15
2.4 第一個(gè)頂點(diǎn)著色器 17
2.4.1 #version預(yù)處理器指令 18
2.4.2 GLSL的in關(guān)鍵字 18
2.4.3 GLSL的vec數(shù)據(jù)類(lèi)型 18
2.4.4 寫(xiě)入gl_Position 19
2.4.5 歸一化的設(shè)備坐標(biāo) 19
2.5 第一個(gè)片元著色器 20
2.6 在項(xiàng)目中使用著色器 21
2.7 使用頂點(diǎn)屬性添加顏色 23
2.8 片元插值介紹 25
2.9 統(tǒng)一變量介紹 26
2.10 小結(jié) 28
第3章 使用紋理 29
3.1 創(chuàng)建四邊形 30
3.2 UV坐標(biāo)介紹 32
3.3 在著色器中使用紋理 35
3.4 滾動(dòng)UV坐標(biāo) 38
3.5 使用統(tǒng)一變量調(diào)節(jié)亮度 41
3.6 基本的顏色數(shù)學(xué) 44
3.7 使用mix指令混合紋理 47
3.8 小結(jié) 50
第4章 半透明與深度 51
4.1 設(shè)置示例項(xiàng)目 52
4.2 繪制小綠人 52
4.3 alpha測(cè)試和丟棄 54
4.4 使用深度測(cè)試構(gòu)建場(chǎng)景 55
4.5 使用alpha混合創(chuàng)建云朵 57
4.6 GLSL的min()函數(shù)和max()函數(shù) 59
4.7 alpha混合的工作原理 60
4.8 使用加法混合添加太陽(yáng)光 62
4.9 使用精靈表制作動(dòng)畫(huà) 66
4.10 小結(jié) 68
第5章 使物體動(dòng)起來(lái) 71
5.1 讓角色向前走 72
5.2 在著色器代碼中縮放云朵 74
5.3 使用頂點(diǎn)著色器旋轉(zhuǎn)物體 78
5.4 變換矩陣 81
5.5 為變換矩陣添加動(dòng)態(tài) 84
5.6 單位矩陣 88
5.7 小結(jié) 89
第6章 攝像機(jī)和坐標(biāo) 91
6.1 使用視圖矩陣 91
6.2 變換矩陣和坐標(biāo)空間 95
6.3 攝像機(jī)視錐體和投影 100
6.4 小結(jié) 103
第7章 第一個(gè)3D項(xiàng)目 105
7.1 加載網(wǎng)格 105
7.2 創(chuàng)建透視攝像機(jī) 107
7.3 小結(jié) 110
第8章 漫反射光照 111
8.1 使用法線平滑(smooth)著色與平面(flat)著色 113
8.2 世界空間法線和swizzle 115
8.3 法線矩陣 116
8.4 為什么光照計(jì)算需要法線 117
8.5 什么是點(diǎn)積 118
8.6 點(diǎn)積著色 119
8.7 第一個(gè)平行光 121
8.8 創(chuàng)建輪廓光照效果 124
8.9 小結(jié) 129

第9章 第一個(gè)光照模型 131
9.1 鏡面光照 131
9.2 第一個(gè)鏡面著色器 133
9.3 組合漫反射和鏡面反射光照 135
9.4 環(huán)境光照 136
9.5 Phong光照模型 138
9.6 Blinn-Phong光照 139
9.7 使用紋理控制光照 141
9.8 小結(jié) 144
第10章 法線貼圖 147
10.1 什么是法線貼圖 148
10.2 切線空間 149
10.3 使用切線向量 150
10.4 叉積 151
10.5 法線貼圖的工作原理 152
10.6 編寫(xiě)水面著色器 155
10.7 法線貼圖的更多信息 161
10.8 小結(jié) 162
第11章 立方體貼圖和天空盒 163
11.1 什么是立方體貼圖 163
11.2 在openFrameworks中加載立方體貼圖 164
11.3 在立方體上渲染立方體貼圖 165
11.4 天空盒 168
11.5 透視除法 170
11.6 天空盒和透視除法 170
11.7 完成天空盒 171
11.8 創(chuàng)建立方體貼圖反射 172
11.9 立方體貼圖的更多內(nèi)容 174
11.10 小結(jié) 175
第12章 深入光照 177
12.1 定向光源 177
12.2 點(diǎn)光源 178
12.3 聚光燈 184
12.4 多光源 190
12.5 更靈活的多光源設(shè)置方法 196
12.6 更進(jìn)一步 201
12.7 小結(jié) 202
第13章 剖析著色器性能 203
13.1 如何衡量性能 203
13.2 CPU時(shí)間與GPU時(shí)間 204
13.3 解決VSync(垂直同步) 204
13.4 設(shè)置評(píng)測(cè)用的計(jì)算機(jī) 207
13.5 剖析實(shí)踐 208
13.6 Nsight Graphics介紹 210
13.7 我們是受CPU還是GPU限制 212
13.8 捷徑 215
13.9 跟蹤問(wèn)題著色器 215
13.10 小結(jié) 218
第14章 優(yōu)化著色器 221
14.1 將計(jì)算移至頂點(diǎn)著色器 221
14.2 避免動(dòng)態(tài)分支 223
14.3 使用MAD 225
14.4 優(yōu)先使用GLSL函數(shù)而不是自己編寫(xiě)的函數(shù) 226
14.5 使用Write Mask(寫(xiě)掩碼) 227
14.6 避免不必要的overdraw(過(guò)度繪制) 228
14.7 最終想法 229
14.8 小結(jié) 229
第15章 精度 231
15.1 什么是浮點(diǎn)精度 231
15.2 案例研究：時(shí)間軸動(dòng)畫(huà) 234
15.3 使用低精度變量 238
15.4 案例研究：點(diǎn)光源問(wèn)題 239
15.5 小結(jié) 242
第16章 在Unity中編寫(xiě)著色器 243
16.1 Unity中的著色器和材質(zhì) 243
16.2 ShaderLab簡(jiǎn)介 244
16.3 純色著色器 246
16.4 移植Blinn-Phong著色器 251
16.5 Unity中的半透明著色器 257
16.6 處理多個(gè)光源 258
16.7 將數(shù)據(jù)從C#傳遞到著色器代碼 262
16.8 下一步、ShaderGraph和未來(lái) 263
16.9 小結(jié) 263
第17章 在UE4中編寫(xiě)著色器 265
17.1 著色器、材質(zhì)和實(shí)例 265
17.2 使物體變紅 268
17.3 UE4 Material Node Graph基礎(chǔ) 270
17.4 制作邊緣光材質(zhì) 272
17.5 Default Lit材質(zhì)輸入 274
17.6 頂點(diǎn)著色器還是片元著色器 275
17.7 使用不同的著色模型 278
17.8 混合模式和紋理采樣節(jié)點(diǎn) 279
17.9 將數(shù)據(jù)從代碼傳遞到材質(zhì) 280
17.10 所有這些與著色器代碼有何關(guān)聯(lián) 280
17.11 小結(jié) 281
第18章 在Godot中編寫(xiě)著色器 283
18.1 著色器和材質(zhì) 283
18.2 Godot著色語(yǔ)言 285
18.3 片元著色器輸出變量 287
18.4 制作自定義邊緣光著色器 288
18.5 自定義頂點(diǎn)著色器 292
18.6 UV動(dòng)畫(huà) 292
18.7 半透明著色器和混合模式 293
18.8 將數(shù)據(jù)從代碼傳遞到著色器 295
18.9 未來(lái)：可視化著色器編輯 295
18.10 小結(jié) 296
附錄A 重要代碼片段 297
A.1 計(jì)算網(wǎng)格的切線 297
A.2 ofxEasyCubemap類(lèi) 298