DirectX遊戲程序設計（簡體書）

目 錄
前 言
第1章 相關數學知識回顧 1
1.1 三維坐標系 1
1.2 三維空間向量 2
1.2.1 獲取向量長度——求模 2
1.2.2 向量與標量相乘 3
1.2.3 向量規范化 3
1.2.4 向量的加法運算 3
1.2.5 向量的減法運算 3
1.2.6 向量的點積運算 4
1.2.7 向量的叉積運算 4
1.3 矩陣 5
1.3.1 方陣 6
1.3.2 矩陣的基本運算 7
1.3.3 逆矩陣 8
1.3.4 矩陣轉置 9
1.4 幾何變換 9
1.4.1 齊次坐標 9
1.4.2 基本變換矩陣 10
1.4.3 組合變換矩陣 12
1.5 幾何圖元 16
1.5.1 表示方法 16
1.5.2 直線和射線 16
1.5.3 球 18
1.5.4 矩形邊界框 18
1.5.5 平面 19
1.5.6 三角形 20
第2章 Windows編程必備知識 22
2.1 Windows程序運行機制 22
2.1.1 API與SDK 22
2.1.2 窗口與句柄 23
2.1.3 消息與消息隊列 24
2.1.4 WinMain函數 25
2.2 創建一個Windows程序 26
2.2.1 設計Windows類 26
2.2.2 注冊Windows類 29
2.2.3 創建窗口 29
2.2.4 顯示及更新窗口 31
2.2.5 消息循環 32
2.2.6 窗口過程函數 35
第3章 DirectX及其API 37
3.1 DirectX概述 37
3.1.1 DirectX的發展歷史 38
3.1.2 DirectX的安裝與配置 39
3.2 Direct3D預備知識 44
3.2.1 左手坐標系 44
3.2.2 表面和內存池 44
3.2.3 頂點緩存和索引緩存 45
3.2.4 深度緩存 46
3.2.5 多重采樣 46
3.3 Direct3D初始化 47
3.3.1 獲取接口IDirect3D9的指針 47
3.3.2 校驗硬件頂點運算 47
3.3.3 填充D3DPRESENT_PARAMETERS結構 48
3.3.4 創建IDirect3DDevice9接口 50
3.4 一個簡單的Direct3D程序框架 51
第4章 繪制流水線 64
4.1 模型表示 64
4.1.1 靈活頂點格式 65
4.1.2 三角形單元 66
4.1.3 頂點的索引 67
4.2 繪制流水線 67
4.2.1 局部坐標系 68
4.2.2 世界坐標系 68
4.2.3 觀察坐標系 72
4.2.4 消隱 73
4.2.5 光照 74
4.2.6 裁剪 74
4.2.7 投影 74
4.2.8 視口變換 76
4.2.9 渲染 77
第5章 Direct3D的繪制 78
5.1 Direct3D基本圖元 78
5.2 Direct3D顏色表示法 80
5.3 頂點緩存和索引緩存 82
5.3.1 創建頂點緩存 82
5.3.2 訪問頂點緩存內容 84
5.3.3 頂點緩存繪制狀態 84
5.3.4 頂點緩存例程 85
5.3.5 創建索引緩存 89
5.3.6 訪問索引緩存內容 89
5.3.7 索引緩存繪制狀態 89
5.3.8 開始繪制 89
5.3.9 索引緩存例程 90
5.4 繪制2D文本 93
5.5 創建3D文本 96
第6章 顏色、光照與材質 100
6.1 顏色 100
6.1.1 顏色表示 100
6.1.2 頂點顏色 103
6.1.3 著色模式 104
6.2 光照 107
6.2.1 光照模型 107
6.2.2 光源的類型 109
6.2.3 光源的設置 111
6.3 材質 114
6.3.1 Direct3D材質 114
6.3.2 頂點的法向量 116
6.3.3 實例——光照四面體 117
第7章 紋理、混合與模板 120
7.1 紋理 120
7.1.1 紋理坐標 120
7.1.2 創建并啟用紋理 122
7.1.3 紋理過濾器 123
7.1.4 多級漸進紋理 124
7.1.5 紋理尋址 125
7.1.6 環境貼圖 128
7.1.7 實例——八面體紋理貼圖 129
7.2 混合 132
7.2.1 混合方程 132
7.2.2 混合因子 133
7.2.3 透明度和Alpha混合 134
7.2.4 創建Alpha通道 135
7.2.5 顏色混合實例——透明茶壺 136
7.3 模板 139
7.3.1 模板緩存 139
7.3.2 模板測試 140
7.3.3 更新模板緩存 141
第8章 網格 148
8.1 網格模型基礎 148
8.1.1 幾何信息 148
8.1.2 鄰接信息 150
8.1.3 網格子集和屬性緩存 151
8.1.4 網格優化 152
8.2 網格基本操作 154
8.2.1 創建網格模型 154
8.2.2 簡單幾何體 158
8.2.3 克隆網格模型 162
8.3 文件網格模型 162
8.3.1 模型文件格式 162
8.3.2 X文件網格模型 163
8.3.3 3DS文件轉換為X文件 175
8.3.4 加載網格 176
8.3.5 漸進網格 181
8.3.6 d3dMesh類 184
8.4 骨骼動畫網格模型 196
8.4.1 骨骼動畫基本原理 196
8.4.2 骨骼層次信息和矩陣棧 197
8.4.3 X文件中的骨骼動畫信息 198
8.4.4 頂點混合技術 200
8.4.5 骨骼動畫的實現 203
8.4.6 骨骼動畫控制器 210
第9章 場景繪制 218
9.1 攝像機 218
9.1.1 攝像機的基本原理 218
9.1.2 攝像機的變換 219
9.2 地形繪制 223
9.2.1 高度圖 224
9.2.2 創建地形幾何信息 224
9.2.3 繪制地形 228
9.2.4 在地形中行走 232
9.3 天空繪制 235
9.3.1 矩形天空 235
9.3.2 天空盒 237
9.3.3 球形天空 240
第10章 粒子系統 242
10.1 粒子系統基本原理 242
10.2 點精靈（點圖元） 243
10.2.1 點精靈結構體 244
10.2.2 點精靈的大小 245
10.2.3 點精靈的渲染 246
10.3 粒子系統的實現 246
10.3.1 粒子結構和頂點結構 246
10.3.2 粒子系統類的定義 247
10.3.3 粒子系統的構造函數和初始化函數 248
10.3.4 粒子系統的創建、銷毀和隨機性 249
10.3.5 粒子系統的更新 250
10.3.6 粒子系統的繪制 251
10.3.7 粒子系統示例 253
第11章 拾取與碰撞檢測 261
11.1 外接體 261
11.2 拾取 264
11.2.1 屏幕到投影窗口的變換 265
11.2.2 拾取射線的計算 266
11.2.3 對射線進行變換 267
11.2.4 射線與物體的相交判定 268
11.3 碰撞檢測 270
11.3.1 外接球碰撞檢測 270
11.3.2 AABB碰撞檢測 272
第12章 著色器和高級著色器語言 274
12.1 CPU與GPU 275
12.2 GPU的并行計算 276
12.3 GPU的向量計算SIMD 277
12.4 CPU與GPU的同步 278
12.5 著色器的版本與歷史 279
12.6 著色器的使用 280
12.7 HLSL工作模型 281
12.8 編寫HLSL著色器 283
12.9 編譯HLSL著色器 285
12.10 HLSL變量類型 288
12.10.1 標量類型 288
12.10.2 向量類型 288
12.10.3 矩陣類型 289
12.10.4 數組 290
12.10.5 結構體 291
12.10.6 typedef關鍵字 291
12.10.7 變量前綴 291
12.11 HLSL關鍵字、語句和強制轉換 292
參考文獻 297