實時三維圖形技術（簡體書）

實時三維圖形技術是一項充滿活力和挑戰的前沿技術，可廣泛應用於影視與遊戲、工業設計與製造、文化保護與教育培訓、軍事、公共安全與醫療手術訓練、城市規劃與管理等眾多行業領域。《實時三維圖形技術》系統總結和梳理了作者在實時三維圖形領域多年的研究工作和研究成果，重點介紹了三維圖形加速繪製技術和實時逼真繪製技術。為了知識的完整性，書中加入了三維建模技術和有關的三維圖形技術基礎，同時還介紹了天繪圖形平臺及其應用示例。書中大多數方法和算法是由作者研究團隊提出或改進的，並在天繪圖形平臺中得到應用，收到了良好效果。《實時三維圖形技術》可供虛擬現實、先進仿真和遊戲製作等技術研究和應用開發人員閱讀，亦可作為高等院校計算機、自動控制、仿真、電子等有關專業高年級本科生和研究生的教學參考用書。．

《實時三維圖形技術》是對天繪圖形平臺創新研究成果的系統總結和梳理，以三維圖形的“加速繪制”和“逼真繪制”為重點，詳細介紹了可見性剔除技術、多分辨率繪制技術、混合繪制技術、移動終端上的圖形繪制技術和GPU并行計算技術等多種三維圖形加速繪制技術，以及光照計算技術、陰影繪制技術、不定形對象表現技術和幾何對象變形技術等多種逼真繪制技術。此外，為了知識的完整性，《實時三維圖形技術》加入了三維建模技術和有關的三維圖形技術基礎，同時還介紹了天繪圖形平臺及其應用示例。《實時三維圖形技術》可供虛擬現實、先進仿真和游戲制作等技術研究和應用開發人員閱讀，亦可作為高等院校計算機、自動控制、仿真、電子等有關專業高年級本科生和研究生的教學參考用書。

前言
第1章　緒論
1.1　實時三維圖形技術概述
1.1.1　三維建模技術
1.1.2　三維圖形實時繪製技術
1.1.3　實時三維圖形技術主要應用
1.2　實時三維圖形技術基礎
1.2.1　數學基礎
1.2.2　三維圖形的構成要素
1.2.3　實時三維圖形繪製管線
1.3　實時三維圖形技術主要研究內容
1.3.1　幾何建模表示
1.3.2　真實感三維圖形繪製技術
1.3.3　加速繪製技術
1.4　實時三維圖形技術發展趨勢
1.4.1　三維建模技術發展趨勢
1.4.2　實時三維圖形逼真繪製技術發展趨勢
參考文獻

第2章　三維圖形加速繪製技術
2.1　可見性剔除技術
2.1.1　視錐體剔除
2.1.2　遮擋剔除
2.2　多分辨率繪製技術
2.2.1　三維模型化簡與視相關的遞進網格繪製
2.2.2　運用矩陣結構的可並行地形細節層次繪製技術
2.3　混合繪製加速方法
2.3.1　圖像代理算法
2.3.2　點面混合繪製方法
2.4　移動終端上的三維圖形加速繪製技術
2.4.1　遠程繪製與本地繪製
2.4.2　移動終端上的點繪製技術
2.4.3　保留細節特徵的輪廓線遠程繪製算法
2.5　繪製算法中的GPU並行計算技術
2.5.1　基於GPU的粒子系統
2.5.2　基於GPu的標量場驅動物理變形算法
參考文獻

第3章　實時逼真繪製技術
3.1　光照計算技術
3.1.1　圖像空間的近似二次折射繪製方法
3.1.2　圖像空間的近似焦散繪製方法
3.1.3　次表面散射繪製方法
3.1.4　微結構全域光照繪製方法
3.2　陰影繪製方法
3.2.1　陰影映射繪製方法
3.2.2　視點驅動的自適應陰影圖繪製方法
3.2.3　軟陰影繪製方法
3.3　不定形對象模擬技術
3.3.1　水波的模擬
3.3.2　雲的模擬技術
3.3.3　煙塵的模擬
3.4　幾何對象變形技術
3.4.1　柔性織物變形技術
3.4.2　剛性物體毀損模擬
參考文獻

第4章　天繪實時三維圖形平臺
4.1　天繪的研製概況
4.1.1　研製動因
4.1.2　研製目標
4.1.3　組織實施
4.2　天繪的系統組成
4.2.1　軟件體系結構
4.2.2　三維圖形繪製引擎
4.2.3　三維對象建模工具
4.2.4　三維佈景工具
4.3　比較與特點
4.3.1　與國外同類產品的比較
4.3.2　天繪的特點

第5章　天繪應用示例
5.1　天繪開發過程
5.1.1　工具與環境設置
5.1.2　組件插件的部件組成
5.1.3　行為控制插件的部件組成
5.2　天繪應用開發實例——軍事指揮對抗遊戲
5.2.1　軍事遊戲簡介
5.2.2　軍事指揮對抗遊戲
5.2.3　軍事遊戲中的虛擬環境構建
5.2.4　軍事指揮對抗遊戲中的虛擬實體生成
5.2.5　軍事指揮對抗遊戲仿真邏輯
5.2.6　指揮對抗遊戲的部署和操作實例
後記．

組件管理器的一部分功能是對組件對象的創建進行管理：組件管理器負責組件實例化的管理，當某一個子類型的組件首次實例化時，組件管理器在自動調用對應子類型組件的構建函數進行實例化的同時，會將該組件對象加入到組件對象列表中，若再有同類型的組件對象需要創建，組件管理器不會對組件對象進行重復創建，而只是對組件對象列表中的相應組件對象進行引用計數管理。因為大多數可視組件對象都包含具體的幾何和紋理數據，因此這種管理方式可以在很大程度上降低內存占用。此外，每個組件對象一般都具有不同的空間位置屬性，因此每個組件對象所依附的組件還需要進行一對一的創建。
組件管理器的另一部分功能是在集成開發工具中分組顯示該類組件的屬性參數，并對這些參數與圖形界面的顯示進行同步管理。通過這種管理功能，自定義的組件參數信息會自動顯示在集成開發工具中，并可對其進行交互設置，實現這些參數值的按需更改。雖然一個組件可以包含多個子類型的組件，但是由于這些子類型的組件共享一個組件管理器類型，因此在組件管理器中定義的組件屬性參數對所有的組件子類型均相同。此外，組件管理器還負責組件對象的繪制循換傳遞調用，在對集成開發工具所建立的工程文件進行讀寫時，組件管理器負責對組件信息的外存文件讀寫進行接口調用傳遞方面的管理。
3組件部件、組件對象與組件樣例
組件部件是一個邏輯概念，對應于場景管理器中的一個中間節點，位于組件對象和組件管理器之間。它對與組件相關的組件對象、材質對象進行了關聯，并作為中介來橋接組件對象、組件管理器之間的接口調用。它還提供了可在集成開發工具進行交互操作時調用的組件描述信息查詢接口，以及供工程文件讀寫調用的接口。行為控制插件可以通過該部件提供的接口訪問該組件，因此需要在該部件中提供訪問行為控制插件的方法。
組件對象在場景管理器中所處的位置類似于葉節點，對可視組件來說，它包含了具體的幾何與紋理數據。組件對象是上層命令的接受者或最終執行者。在自定義組件時，一般需要對它的構造函數以及繪制函數進行自定義實現。一般來說，一類組件的每一個子類型都會有一個組件對象類與其對應。
組件樣例相關的接口類一方面在集成開發工具中羅列顯示某類組件的信息，另一方面可以把用戶的信息通過參數返回給相應的組件。