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第1章 固定功能管线1

传统的视见方案1

顶点操作1

管线的片元处理3

图形管线中的状态4

传统视见机制的实现方案5

顶点处理操作5

渲染处理操作6

固定管线中的齐次坐标9

顶点数组10

本章小结13

本章练习14

第2章 OpenGL着色器的发展16

着色器发展史17

OpenGL着色器发展史19

OpenGL 2.0/GLSL 1.1019

OpenGL 3.x/GLSL 3.3019

OpenGL 4.0/GLSL 4.0020

OpenGL 4.x/GLSL 4.x021

内部原因21

OpenGL ES22

处理不同版本22

本书方案22

变量名命名规则23

本章练习23

第3章 着色器基本概念24

图形管线中的着色器24

顶点着色器26

片元着色器29

细分着色器31

几何着色器34

GLSL着色器语言35

应用程序与着色器之间的数据传递38

在应用程序中定义attribute变量38

在应用程序中定义uniform变量40

GLSL新版本之间的转换方式42

本章练习44

第4章 glman的使用45

使用glman46

加载GLIB文件47

编辑GLIB文件和着色器文件47

生成GLIB场景47

窗口和视见操作47

转换操作48

定义几何对象48

定义纹理50

定义着色器名50

其他命令51

定义uniform变量51

GLIB文件示例53

纹理和噪声54

使用纹理55

使用噪声纹理55

glman界面窗口功能56

生成并显示场景的硬拷贝56

全局场景转换57

眼睛转换57

对象拾取和转换57

纹理转换58

显示帧速率58

其他功能项59

本章练习59

第5章 GLSL着色器语言61

着色器语言的成因61

图形卡功能项62

通用GLSL语言63

共享命名空间64

函数扩展和操作符功能项64

新增函数64

新增变量类型65

新增函数参数类型65

具体实现65

忽略的语言功能项66

新增矩阵和向量类型66

名称集67

向量构造函数67

矩阵和向量扩展函数68

矩阵和向量的扩展操作70

新增函数71

混合操作75

新增函数参数类型75

const变量76

兼容模式76

定义兼容模式76

OpenGL 2.1内建数据类型77

综述81

本章练习81

第6章 光照82

ADS光照模型82

ADS光照模型函数83

光源类型85

固定光源85

有向光源86

聚光灯86

构建基于着色器的光照机制88

固定着色88

平滑着色89

Phong着色方案89

各向异性着色90

本章练习91

第7章 顶点着色器92

图形管线中的顶点着色器93

顶点着色器的输入数据93

源自顶点着色器的输出数据94

几何体94

顶点着色器之后的固定功能处理96

顶点着色器和细分着色器之间的关系96

顶点着色器和几何着色器之间的关系96

利用顶点着色器替换固定功能图形操作97

标准的顶点处理过程97

基于顶点着色器的固定功能管线扩展97

顶点修正98

顶点着色器中的问题100

生成法线100

综述101

本章练习102

第8章 片元着色器和表面外观103

片元着色器的基本功能104

片元着色器的输入数据104

片元着色器的in变量105

坐标系106

片元着色器处理机制107

源自片元着色器的输出数据107

利用片元处理器替换固定功能处理107

着色机制107

传统的纹理贴图108

伪色108

片元着色器后续步骤110

其他着色器效果110

像素丢弃111

Phong着色111

基于解析法线的着色机制112

各向异性着色113

基于数据驱动的色彩方案114

使用其他数据生成图像115

本章练习116

第9章 片元着色器中的表面纹理117

纹理坐标117

传统的纹理贴图117

GLSL纹理贴图118

纹理上下文120

固定功能管线中的纹理环境121

纹理采样参数121

采样器122

过程纹理122

凹凸贴图127

立方体贴图132

渲染至纹理135

渲染至纹理（glman多路渲染）138

本章练习140

第10章 噪声141

噪声的基本概念141

3种噪声类型：数值、梯度以及数值+梯度142

三次插值和五次插值142

噪声方程143

其他噪声145

分形布朗运动（FBM，1/f倍频程）146

二维噪声和三维噪声146

基于g1man的噪声148

基于内建GLSL函数使用噪声纹理149

湍流149

不同环境中的噪声示例151

大理石着色器153

云彩着色器153

木材着色器155

与噪声相关的高级话题156

noisegraph应用程序156

本章练习157

第11章 基于着色器的图像处理159

基本概念160

单幅图像处理160

亮度160

CMYK转换161

色调转换163

图像过滤机制165

图像模糊操作166

色度键图像167

立体视图169

3D电视171

边检测技术173

浮雕效果174

卡通着色器176

艺术视觉效果177

图像的翻转、旋转和扭曲178

图像混合处理182

基于固定基图像的图像混合操作183

反像183

亮度184

对比度184

图像的自身混合操作185

饱和度185

锐利度186

不同图像间的混合操作187

其他合成方案188

图像渐变190

内容提示194

本章练习195

第12章 几何着色器的概念和示例198

几何着色器的功能198

新型邻接图元200

基于输入和输出变量的布局结构201

新增OpenGL API函数201

新增GLSL变量以及变量类型203

顶点着色器或细分着色器与几何着色器之间的通信203

几何着色器中的法线204

应用示例205

Bezier曲线205

收缩三角形207

球体细分208

3D对象轮廓边211

本章练习213

第13章 细分着色器214

细分着色器定义214

细分着色器与几何着色器215

细分着色器概念216

设置细分级别时的问题219

应用示例219

等值线219

Bezier曲面222

球体细分228

基于屏幕覆盖率的整球细分233

PN三角形236

综述241

本章练习241

第14章 GLSLAPI243

OpenGL程序处理中的着色器243

处理OpenGL扩展244

GLSL着色器程序的创建方式245

创建并编译着色器对象245

CheckGLErrors（）函数247

创建、绑定、链接并激活着色器程序248

生成着色器程序并绑定着色器对象248

着色器程序的链接操作249

激活着色器程序250

向着色器传递数据250

在应用程序中定义uniform变量251

兼容模式下的uniform变量253

在应用程序中定义attribute变量254

兼容模式下的attribute变量255

着色器程序的C+++控制类256

本章练习257

第15章 基于着色器的科学可视化计算258

基于图像的可视化技术258

负像258

图像边检测259

卡通渲染259

双曲线几何学260

3D标量数据可视化计算263

点云264

剖切面267

体探测270

直接体渲染271

其他转换函数276

通过几何对象传递数据值279

地形凹凸贴图280

流显示283

2D线积分卷积283

3D线积分卷积285

获取流线对象286

几何可视化289

轮廓边技术289

刺状区290

本章练习292

第16章 着色器应用295

光线干涉现象295

衍射光栅295

油膜299

透镜效果301

浴室玻璃304

大气效果306

彩虹307

辉光效果310

其他视效函数312

glman Timer函数313

迪斯科球313

雾效果315

3D几何体变形316

算法艺术319

Connett圆319

运动状态下的可见信息321

爆炸效果着色器322

本章练习324

参考文献326

附录A基于GLSL程序的C++类329

附录B Matrix4 C++类331

附录C Vec C++类334

附录D顶点数组类336