内容简介
本书共分14章，内容涵盖了从OpenGL ES 3.x着色器的使用技巧到高 级光影效果以及物理模拟问题的解决。介绍了OpenGL ES 3.x中的各种缓冲区对象和顶点着色器与片元着色器的使用技巧，以及高 级光影效果的实现，如凹凸映射、环境反射、阴影、倒影、镜头光晕等。介绍了杰出的3D物理引擎Bullet（Java和C++版本），详细介绍了骨骼动画的开发，包括加载ms3d骨骼动画以及开发自定义格式的骨骼动画。系统地讨论了OpenGL ES 3.x开发中的性能优化问题，介绍了OpenGL ES 3.1新增的计算着色器。给出了基于NDK的大型游戏案例——火力篮球和iOS下的3D游戏案例——方块翻转，方便读者快速上手应用。
本书适合游戏开 发者、程序员阅读，也适合大专院校相关专业师生的学习用书，以及培训学校的教材。
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- 01
- 第1章 缓冲区对象
- 1.1 顶点缓冲区
- 1.1.1 基本知识
- 1.1.2 一个简单的案例
- 1.2 顶点数组对象
- 1.2.1 基本知识与案例效果
- 1.2.2 案例开发步骤
- 1.3 一致缓冲区对象
- 1.3.1 基本知识与案例效果
- 1．存储形式
- 2．相关方法
- 1.3.2 案例开发步骤
- 1.4 映射缓冲区对象
- 1.4.1 基本知识与案例效果
- 1.4.2 案例开发步骤
- 1.5 其他缓冲区对象操作
- 1.5.1 复制缓冲区对象
- 1.5.2 从颜色缓冲区复制纹理数据
- 1.6 帧缓冲与渲染缓冲
- 1.6.1 帧缓冲与渲染缓冲对象
- 1．基本结构
- 2．创建与使用帧缓冲与渲染缓冲对象
- 3．相关方法介绍
- 1.6.2 案例开发步骤
- 1.7 多重渲染目标
- 1.7.1 基本知识
- 1.7.2 一个简单的案例
- 1.8 小结
- 02
- 第2章 顶点着色器的妙用
- 2.1 飘扬的旗帜
- 2.1.1 基本原理
- 2.1.2 开发步骤
- 2.2 扭动的软糖
- 2.2.1 基本原理
- 2.2.2 开发步骤
- 2.3 风吹椰林场景的开发
- 2.3.1 椰子树随风摇摆的基本原理
- 2.3.2 开发步骤
- 2.4 展翅飞翔的雄鹰
- 2.4.1 基本原理
- 2.4.2 开发步骤
- 2.5 二维扭曲
- 2.5.1 基本原理
- XSpan= X1- X0
- 2.5.2 开发步骤
- 2.6 吹气膨胀特效
- 2.6.1 特效基本原理
- 2.6.2 特效开发步骤
- 2.7 固定渲染管线与可编程渲染管线实现方案的对比
- 1．初始化时预先计算数据
- 2．绘制每帧画面前由CPU临时计算顶点数据
- 2.8 小结
- 03
- 第3章 片元着色器的妙用
- 3.1 程序纹理技术
- 3.1.1 砖块着色器
- 3.1.2 沙滩球着色器
- 3.2 数字图像处理
- 3.2.1 卷积的基本知识
- 3.2.2 平滑过滤
- 3.2.3 边缘检测
- 3.2.4 锐化处理
- 3.2.5 浮雕效果
- 3.2.6 图像渐变
- 3.2.7 卡通渲染特效
- 3.3 分形着色器
- 3.3.1 曼德布罗集简介
- 3.3.2 曼德布罗集着色器的实现
- 3.3.3 将曼德布罗集纹理应用到实际物体上
- 3.3.4 茱莉亚集着色器的实现
- 3.4 3D纹理的妙用
- 3.4.1 噪声函数的基础知识
- 1．一维噪声
- 2．二维噪声
- 3．更高维度的噪声
- 3.4.2 柏林噪声函数生成工具
- 3.4.3 3D噪声纹理木头茶壶的开发
- 3.5 体积雾
- 3.5.1 基本原理
- 3.5.2 开发步骤
- 3.6 粒子系统火焰的开发
- 3.6.1 火焰的基本原理
- 3.6.2 普通版火焰
- 3.6.3 点精灵版火焰
- 3.6.4 变换反馈版火焰
- 1．变换反馈的基本原理
- 2．变换反馈版火焰的开发
- 3.7 小结
- 04
- 第4章 真实光学环境的模拟
- 4.1 反射环境模拟
- 4.1.1 案例效果与基本原理
- 4.1.2 反射环境开发步骤
- 4.2 折射环境模拟
- 4.2.1 案例效果与基本原理
- 4.2.2 开发步骤
- 4.3 色散效果的模拟
- 4.3.1 案例效果与基本原理
- 4.3.2 开发步骤
- 4.4 菲涅尔效果的模拟
- 4.4.1 案例效果与基本原理
- 4.4.2 菲涅尔效果开发步骤
- 4.5 凹凸映射
- 4.5.1 案例效果与基本原理
- 4.5.2 法向量纹理图的生成
- 4.5.3 切向量的计算
- 4.5.4 案例的开发
- 4.5.5 使用3ds Max制作法向量纹理图
- 4.6 高真实感地形
- 4.6.1 基本思路
- 4.6.2 一个简单的案例
- 4.7 镜头光晕
- 4.7.1 基本原理
- 4.7.2 一个简单的案例
- 4.8 小结
- 05
- 第5章 阴影及高级光照
- 5.1 投影贴图
- 5.1.1 案例效果与基本原理
- 5.1.2 开发步骤
- 5.2 阴影的重要性
- 1．阴影可以帮助判断物体在三维空间中的位置关系
- 2．阴影可以反映接收体的形状
- 3．阴影可以表现出一些当前视点看不见的物体的信息
- 4．通过阴影可以判断出光源的数目、位置
- 5.3 平面阴影
- 5.3.1 案例效果与基本原理
- 5.3.2 开发步骤
- 5.4 阴影映射
- 5.4.1 阴影映射案例效果与基本原理
- 5.4.2 距离纹理图的生成
- 5.4.3 阴影场景的绘制
- 5.5 阴影贴图
- 5.5.1 案例效果与基本原理
- 5.5.2 开发步骤
- 5.6 静态光照贴图
- 5.6.1 案例效果与基本原理
- 5.6.2 使用3ds Max制作静态光照贴图
- 5.6.3 案例的开发
- 5.7 聚光灯高级光源
- 5.7.1 案例效果与基本原理
- 5.7.2 案例的开发
- 5.8 半球光照
- 5.8.1 案例效果与基本原理
- Color=a*SkyColor+(1-a)*GroundColor
- 5.8.2 案例的开发
- 5.9 光线跟踪
- 5.9.1 光线跟踪案例效果与基本原理
- 1．基本块的绘制
- 2．通过摄像机与基本块确定光线
- 3．求出光线与场景中物体的第一个碰撞点
- 4．判断第一交点是否在阴影中
- 5.9.2 光线跟踪开发步骤
- 5.10 高级镜像技术
- 5.10.1 案例效果与基本原理
- 5.10.2 开发步骤
- 5.11 高真实感水面倒影
- 5.11.1 案例效果与基本原理
- 5.11.2 开发步骤
- 5.12 运动模糊
- 5.12.1 普通运动模糊
- 5.12.2 高级运动模糊
- 5.13 小结
- 06
- 第6章 游戏开发中的物理学
- 6.1 碰撞检测基本技术
- 6.1.1 AABB包围盒的基本原理
- 6.1.2 AABB包围盒的计算
- 6.1.3 AABB包围盒的碰撞检测
- 6.1.4 一个AABB包围盒的案例
- 6.1.5 旋转后的AABB包围盒
- 1．直接遍历旋转后的顶点集合
- 2．基于旋转后的AABB包围盒求旋转后物体的AABB包围盒
- 6.1.6 AABB包围盒的使用要点
- 6.1.7 OBB包围盒
- 6.2 穿透效应
- 6.2.1 案例的运行效果与基本原理
- 6.2.2 具体开发步骤
- 6.3 粒子系统
- 6.3.1 案例运行效果与基本原理
- 6.3.2 CPU版案例的开发
- 6.3.3 GPU版案例开发步骤
- 6.4 弹簧质点模型模拟旗帜
- 6.4.1 弹簧质点模型基本原理
- 6.4.2 弹簧质点模型案例的运行效果及开发步骤
- 6.5 弹簧质点模型模拟球网
- 6.5.1 弹簧质点模型的基本原理
- 6.5.2 弹簧质点模型的案例的运行效果及开发步骤
- 6.6 小结
- 07
- 第7章 3D物理引擎一——JBullet
- 7.1 物理引擎很重要
- 7.1.1 什么是物理引擎
- 7.1.2 常见的物理引擎
- 7.2 JBullet物理引擎概览
- 7.2.1 基本的物理学概念
- 7.2.2 JBullet中常用类的介绍
- 1．Vector3f类（三维向量类）
- 2．Transform类（变换类）
- 3．RigidBody类（刚体类）
- 4.CollisionShape类（碰撞形状抽象类）
- 5．BoxShape类（长方体盒碰撞形状）
- 6．StaticPlaneShape类（静态平面形状）
- 7．SphereShape类（球体形状）
- 8．CylinderShape类（圆柱形状）
- 9．CapsuleShape类（胶囊形状）
- 10．CompoundShape类（复合形状）
- 11．BvhTriangleMeshShape类（层次包围结构三角形组形状）
- 12．GImpactMeshShape类（GImpact三角网状形状）
- 13．TriangleIndexVertexArray类（三角形组顶点数据数组）
- 7.3 箱子相互碰撞的案例
- 7.3.1 案例运行效果及准备工作
- 7.3.2 案例的基本框架结构
- 7.3.3 常量类——Constant
- 7.3.4 3D场景渲染类——MySurfaceView
- 7.3.5 水平地面——TexFloor类
- 7.3.6 箱子——TexCube类
- 7.4 复合碰撞形状的使用
- 7.4.1 案例运行效果
- 7.4.2 立方体圆柱复合形状——CubeCylinder类
- 7.5 凹凸地形的案例
- 7.5.1 案例运行效果
- 7.5.2 地形类——LandForm
- 7.6 任意形状物体的碰撞
- 7.6.1 案例运行效果
- 7.6.2 加载物体类——LoadedObjectVertexNormal
- 7.6.3 加载物体刚体类——LoadRigidBody
- 7.7 铰链关节
- 7.7.1 铰链关节的基本知识
- 7.7.2 铰链关节案例的运行效果
- 7.7.3 铰链关节旋转角速度的计算
- 7.7.4 3D界面渲染类——MySurfaceView
- 7.8 滑动关节
- 7.8.1 滑动关节的基本知识
- 7.8.2 案例效果图
- 7.8.3 3D界面渲染类——MySurfaceView
- 7.9 六自由度关节
- 7.9.1 六自由度关节的基本知识
- 7.9.2 六自由度关节案例的运行效果
- 7.9.3 人偶类——Doll
- 7.9.4 拾取时采用的点对点关节
- 1．点对点关节简介
- 2．通过拾取实现选中、拖动的思路以及相关代码
- 7.10 交通工具
- 7.10.1 交通工具开发要点
- 7.10.2 交通工具案例的运行效果
- 7.10.3 3D场景渲染类——MySurfaceView
- 7.10.4 汽车类——Car
- 7.10.5 汽车绘制类——VehicleDraw
- 7.11 小结
- 08
- 第8章 3D物理引擎二——Bullet
- 8.1 Bullet中的常用类和结构体
- 8.1.1 btScalar类——被封装的浮点类
- 8.1.2 btVector3类——三维向量类
- 8.1.3 btTransform类——变换类
- 8.1.4 btRigidBody类——刚体类
- 8.1.5 btDynamicsWorld类——物理世界类
- 8.1.6 btDiscreteDynamicsWorld类——离散物理世界类
- 8.1.7 btSoftRigidDynamicsWorld类——支持模拟软体的物理世界类
- 8.1.8 btCollisionShape类——碰撞形状类
- 8.1.9 btStaticPlaneShape类——静态平面形状
- 8.1.10 btSphereShape类——球体形状类
- 8.1.11 btBoxShape类——长方体盒碰撞形状类
- 8.1.12 btCylinderShape类——圆柱形状类
- 8.1.13 btCapsuleShape类——胶囊形状类
- 8.1.14 btConeShape类——圆锥形状类
- 8.1.15 btCompoundShape类——复合碰撞形状类
- 8.2 简单的物理场景
- 8.2.1 案例运行效果
- 8.2.2 案例的基本框架结构
- 8.2.3 3D场景渲染类——GL2JNIView类
- 8.2.4 主控制类——HelloBulletActivity类
- 8.2.5 本地方法声明及动态库加载类——JNIPort类
- 8.2.6 封装的物体类——TexBody类
- 8.2.7 矩形绘制类——Tex1Rect类
- 8.2.8 长方体物体类——TexCuboid类
- 8.2.9 水平地面类——TexPlane类
- 8.2.10 初始化及渲染函数文件——main.cpp
- 8.3 各式各样的物体下落
- 8.3.1 案例运行效果
- 8.3.2 圆锥物体类——TexCone类
- 8.3.3 球物体类——TexBall类
- 8.3.4 胶囊物体类——TexCapsule类
- 8.3.5 圆柱物体类——TexCylinderShape类
- 8.3.6 初始化及渲染函数文件——main.cpp
- 8.4 旋转的陀螺
- 8.4.1 案例运行效果
- 8.4.2 陀螺物体类——MyCompoundShape类
- 8.4.3 初始化及渲染函数文件——main.cpp
- 8.5 消失的木块
- 8.5.1 案例运行效果
- 8.5.2 初始化及渲染函数文件——main.cpp
- 8.6 物体碰撞下落
- 8.6.1 案例运行效果
- 8.6.2 初始化及渲染函数文件——main.cpp
- 8.7 关节
- 8.7.1 关节的父类——btTypedConstraint类
- 8.7.2 铰链关节——btHingeConstraint类
- 8.7.3 铰链关节的案例——球落门开
- 1．案例运行效果
- 2．初始化及渲染函数文件——main.cpp
- 8.7.4 齿轮关节——btGearConstraint类
- 8.7.5 齿轮关节的案例——转动的齿轮
- 1．案例运行效果
- 2．初始化及渲染函数文件——main.cpp
- 8.7.6 点对点关节——btPoint2PointConstraint类
- 8.7.7 点对点关节的案例——悬挂的物体
- 1．案例运行效果
- 2．初始化及渲染函数文件——main.cpp
- 8.7.8 滑动关节——btSliderConstraint类
- 8.7.9 滑动关节的案例——六个方向的物体滑动
- 1．案例运行效果
- 2．初始化及渲染函数文件——main.cpp
- 8.7.10 六自由度关节——btGeneric6DofConstraint类
- 8.7.11 六自由度关节的案例——掉落的蜘蛛
- 1．案例运行效果
- 2．蜘蛛物体类——Spider类
- 3．初始化及渲染函数文件——main.cpp
- 8.8 三角形网格形状类
- 8.8.1 三角形索引数组类——btTriangleIndexVertexArray类
- 8.8.2 层次包围结构三角形网格形状类——btBvhTriangleMeshShape类
- 8.8.3 层次包围结构三角形网格形状类的案例——波动的水纹
- 1．案例运行效果
- 2．水波类——WaterWave类
- 3．初始化及渲染函数文件——main.cpp
- 8.9 交通工具类
- 8.9.1 交通工具类——btRaycastVehicle类
- 8.9.2 交通工具的案例——移动的小车
- 1．案例运行效果
- 2．小车类——Vehicle类
- 3．3D场景渲染类——GL2JNIView类
- 4．初始化及渲染函数文件——main.cpp
- 8.10 固定三角形网格形状类
- 8.10.1 固定三角形网格形状类——btGImpactMeshShape类
- 8.10.2 固定形状物体案例
- 1．案例运行效果
- 2．固定三角形网格物体类——TexTriangleMesh类
- 3．初始化及渲染函数文件——main.cpp
- 8.11 软体
- 8.11.1 软体帮助类——btSoftBodyHelps类
- 8.11.2 软布案例
- 1．案例运行效果
- 2．软布类——SoftCloth类
- 3．初始化及渲染函数文件——main.cpp
- 4．软布开发中需要注意的问题
- 8.11.3 三角形网格软体案例
- 1．案例运行效果
- 2．三角形网格软体类——SoftObj类
- 3．初始化及渲染函数文件——main.cpp
- 8.11.4 绳索软体案例
- 1．案例运行效果
- 2．绳索软体类——SoftRope类
- 3．初始化及渲染函数文件——main.cpp
- 8.12 光线投射回调结构体
- 8.12.1 光线投射回调结构体ClosestRayResultCallback
- 8.12.2 光线投射的案例——旋转光线
- 1．案例运行效果
- 2．光线投射类——MyRaycast类
- 3．初始化及渲染函数文件——main.cpp
- 8.13 小结
- 09
- 第9章 骨骼动画
- 9.1 自己开发骨骼动画
- 9.1.1 骨骼动画的基本原理
- 9.1.2 开发步骤
- 9.1.3 机器人模型在地面上运动时的问题
- 9.2 ms3d文件的加载
- 9.2.1 ms3d文件的格式
- 1．文件头信息
- 2．顶点信息
- 3．三角形组装信息
- 4．组信息
- 5．材质信息
- 6．帧速率信息
- 7．当前播放时间信息
- 8．关键帧数量信息
- 9．关节信息
- 9.2.2 将3ds Max动画文件转换为ms3d文件
- 1．下载及安装插件
- 2．导出PSK和PSA文件
- 3．将PSK和PSA文件转换为ms3d文件
- 4．导出时的常见问题
- 9.2.3 Java语言加载ms3d文件案例的开发
- 9.2.4 C++语言加载ms3d文件案例的开发
- 9.3 自定义格式骨骼动画的加载
- 9.3.1 bnggdh文件的格式
- 1．顶点数据
- 2．纹理坐标数据
- 3．索引数据
- 4．权重信息
- 5．顶点与骨骼绑定信息
- 6．骨骼索引信息
- 7．绝对矩阵信息
- 8．相对矩阵和父骨骼信息
- 9．骨骼动画信息
- 9.3.2 Bnggdh类
- 9.3.3 加载bnggdh文件的案例
- 1．BNModel类
- 2．MySurfaceView类
- 9.4 小结
- 10
- 第10章 必知必会的开发技术—— 游戏开发小贴士
- 10.1 3D拾取技术
- 10.1.1 3D拾取案例效果与基本原理
- 10.1.2 开发步骤
- 10.2 多点触控
- 10.2.1 多点触控案例效果与基本原理
- 10.2.2 开发步骤
- 10.3 多键监听
- 10.3.1 案例效果与基本原理
- 10.3.2 开发步骤
- 10.4 小结
- 11
- 第11章 让应用运行更流畅——性能优化
- 11.1 着色器的优化
- 11.1.1 计算量与计算频率相关的问题
- 1．着色计算的位置优化
- 2．着色计算的代码优化
- 11.1.2 其他需要注意的问题
- 11.2 纹理图的优化
- 1．纹理图的选择
- 2．纹理图使用中需要注意的问题
- 11.3 3D图形绘制的优化
- 11.3.1 CPU阶段的优化
- 11.3.2 几何阶段的优化
- 1．恰当选用顶点法或索引法执行绘制
- 2．恰当选用不同的绘制方式
- 3．大场景绘制时适当剪裁
- 4．顶点数据尽量一次提交
- 11.3.3 光栅化阶段的优化
- 11.3.4 使用帧缓冲区对象时的性能问题
- 11.3.5 尽量减少状态的变化
- 11.4 图元重启
- 11.4.1 基本原理
- 11.4.2 一个简单的案例
- 11.5 几何体实例渲染
- 11.5.1 基本原理
- 11.5.2 一个简单的案例
- 11.5.3 基于实例渲染的海量草地
- 11.6 着色器程序的外部加载
- 11.7 计算着色器的使用
- 11.7.1 基本知识
- 1．工作组
- 2．用于获取工作组位置的内置变量
- 3．用于执行计算着色器的相关宿主语言方法
- 4．内存屏障
- 11.7.2 动态法向量光照水面案例
- 1．法向量的计算
- 2．案例的开发
- 11.8 小结
- 12
- 第12章 杂项
- 12.1 遮挡查询
- 12.1.1 相关方法
- 12.1.2 案例开发步骤
- 12.2 增强现实基础
- 12.2.1 基本知识与案例效果
- 12.2.2 一个简单的案例
- 12.3 保存屏幕图像
- 12.4 读取Android系统的GPU参数
- 12.5 多重采样抗锯齿
- 12.5.1 基本知识与案例效果
- 12.5.2 一个简单的案例
- 12.6 小结
- 13
- 第13章 Android NDK体育竞技 游戏——火力篮球
- 13.1 游戏背景及功能简述
- 13.1.1 背景概述
- 13.1.2 功能介绍
- 13.2 游戏的策划及准备工作
- 13.2.1 游戏的策划
- 13.2.2 Android平台下游戏开发的准备工作
- 13.3 游戏的架构
- 13.3.1 各个类简要介绍
- 1．公共类
- 2．辅助界面相关类
- 3．游戏界面相关类
- 13.3.2 游戏的框架简介
- 13.4 游戏公共类
- 13.4.1 游戏入口类——BasketBulletActivity
- 13.4.2 场景渲染类——GL2JNIView
- 13.4.3 本地方法声明及动态库加载类——JNIPort
- 13.4.4 现实本地方法的相关文件——jni_code.c
- 13.4.5 现实本地方法的相关文件——main.cpp
- 13.5 辅助界面相关类
- 13.5.1 着色器管理类——ShaderManager
- 13.5.2 着色器脚本的开发
- 13.5.3 数据库工具类——SQLiteUtil
- 13.5.4 纹理矩形类——TextureRect
- 13.5.5 游戏资源加载界面类——LoadingView
- 13.5.6 菜单界面类——MenuView
- 13.5.7 记录界面类——RecordView
- 13.6 游戏界面相关类
- 13.6.1 游戏界面类——GameView
- 13.6.2 墙面刚体封装类——TexCuboid
- 13.6.3 篮球刚体封装类——TexBall
- 13.6.4 任何形状类——AnyShapeByVectices
- 13.6.5 任何形状刚体封装类——TexTriangleMesh
- 13.6.6 任何形状软体封装类——SoftObj
- 13.7 游戏的优化及改进
- 14
- DSBJ
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版权信息
出版社：人民邮电出版社
出版时间：2016
作者：吴亚峰
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OpenGL ES 3.x游戏开发（下卷）
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