DirectX 11高级图形开发技术实践

　　目录
　　前言
　　专业名词
　　第1章 DirectX概况 1
　　1.1 DirectX的版本发展 1
　　1.1.1 DirectX版本的历史 1
　　1.1.2 DirectX 10与DirectX9的比较 3
　　1.1.3 DirectX 11与DirectX10的比较 3
　　1.1.4 Direct3D 11与OpenGL 4.0的比较 4
　　1.1.5 版本更新升级 4
　　1.2 DirectX11 API 5
　　1.2.1 DirectX API的组成 5
　　1.2.2 过时的DirectX API 6
　　1.2.3 Direct3D 11 API介绍 7
　　1.3 .NET 三维开发技术路线 9
　　1.3.1 Managed DirectX 9
　　1.3.2 XNA Framework 9
　　1.3.3 SlimDX 10
　　1.3.4 OpenTK 10
　　1.3.5 Tao.OpenGL 10
　　1.3.6 各种技术的研究对比 11
　　1.4 DirectX SDK 开发调试11
　　1.4.1 浏览器与文档实例 11
　　1.4.2 PIX着色程序调试器 12
　　1.4.3 DirectX功能支持查看器 12
　　1.4.4 诊断工具 13
　　1.4.5 纹理工具 13
　　1.4.6 错误查找工具 13
　　1.4.7 控制面板 13
　　1.4.8 跨平台的音频制作工具 13
　　1.4.9 游戏定义文件编辑器 14
　　第2章 可编程图形管道流水线 15
　　2.1 新一代图形管道流水线 15
　　2.1.1 图形管道流水线的发展历史 15
　　2.1.2 统一渲染架构图形管道逻辑流水线 17
　　2.1.3 GPU 的发展 19
　　2.2 可编程着色器 19
　　2.2.1 顶点着色器 20
　　2.2.2 外壳着色器/域着色器 20
　　2.2.3 几何着色器 21
　　2.2.4 像素着色器 21
　　2.2.5 计算着色器 22
　　2.3 三维空间变换基础 22
　　2.3.1 三维空间 23
　　2.3.2 空间变换 25
　　2.4 思考练习题 27
　　第3章 GPU命令集与Shader Model 5.0 28
　　3.1 GPU命令集 28
　　3.2 Shader Model 5.0命令集 29
　　3.2.1 属性 30
　　3.2.2 内部函数 30
　　3.2.3 资源对象 31
　　3.2.4 系统值 32
　　3.3 双精度运算支持 32
　　3.3.1 双精度运算编程开发 33
　　3.3.2 双精度编程的应用 34
　　3.4 资源类型与访问方式 34
　　3.4.1 资源类型 34
　　3.4.2 资源访问方式 36
　　3.5 思考练习题 37
　　第4章 高级着色语言 38
　　4.1 高级着色语言简介 38
　　4.1.1 着色语言 38
　　4.1.2 着色程序开发工具 38
　　4.1.3 HLSL的特点 40
　　4.2 HLSL变量定义 40
　　4.2.1 变量访问类型 41
　　4.2.2 变量存储类型 41
　　4.2.3 变量数据类型 42
　　4.2.4 语义关键字 42
　　4.2.5 全局常量定义 43
　　4.2.6 缓冲区存储类型限定 44
　　4.3 HLSL程序语法 44
　　4.3.1 流程控制 44
　　4.3.2 函数定义 45
　　4.3.3 运算操作符 45
　　4.3.4 类与接口 45
　　4.4 HLSL提供的API函数 47
　　4.5 着色程序开发 49
　　4.5.1 共享成员变量 49
　　4.5.2 接口与类声明 50
　　4.5.3 着色程序初始化 52
　　4.6 思考练习题 52
　　第5章 着色器功能程序开发 53
　　5.1 着色器编程开发基础 53
　　5.1.1 着色器的功能分布 53
　　5.1.2 着色器的结构 54
　　5.1.3 输入/输出布局结构 55
　　5.1.4 自动生成系统值 57
　　5.2 顶点着色器开发 58
　　5.2.1 顶点空间变换 58
　　5.2.2 顶点属性计算 59
　　5.2.3 顶点光照处理 60
　　5.2.4 无源顶点生成 60
　　5.3 外壳着色器/域着色器开发 61
　　5.3.1 外壳着色器 61
　　5.3.2 曲面细分器 62
　　5.3.3 域着色器 63
　　5.3.4 外壳着色器编程开发 63
　　5.3.5 域着色器编程开发 65
　　5.4 几何着色器开发 66
　　5.4.1 几何着色器结构定义 66
　　5.4.2 几何着色器的工作原理 67
　　5.4.3 应用开发实例 68
　　5.4.4 流水线输出 70
　　5.5 像素着色器开发 71
　　5.5.1 输入/输出结构 71
　　5.5.2 着色器颜色应用处理 72
　　5.6 计算着色器开发 73
　　5.6.1 并行计算核心分配与空间分配 74
　　5.6.2 计算着色器应用开发 75
　　5.7 思考练习题 77
　　第6章 着色效果文件应用 78
　　6.1 渲染效果文件 78
　　6.1.1 渲染效果文件结构 78
　　6.1.2 效果文件的组成 79
　　6.1.3 渲染技术组织格式 81
　　6.2 效果编译与加载 84
　　6.2.1 加载与使用效果文件进行渲染 84
　　6.2.2 着色器动态链接 85
　　6.3 效果应用程序接口 87
　　6.3.1 效果组织反射接口 87
　　6.3.2 资源状态反射接口 88
　　6.3.3 复制效果与资源同步更新 90
　　6.4 思考练习题 91
　　第7章 Direct2D平面图形开发 92
　　7.1 Direct2D介绍 92
　　7.1.1 Windows二维图形API发展进程 92
　　7.1.2 Direct2D与传统GDI比较 93
　　7.1.3 Direct2D体系结构 94
　　7.2 SlimDX二维图形开发 97
　　7.2.1 创建设备和设备环境 97
　　7.2.2 图形绘制流程 98
　　7.2.3 二维图形绘制环境 100
　　7.3 Direct2D图形对象 101
　　7.3.1 几何图形对象 102
　　7.3.2 位图对象 103
　　7.3.3 文本对象 104
　　7.4 Direct2D图形功能与优化表达 104
　　7.4.1 Direct2D几何图形操作 104
　　7.4.2 Direct2D图形处理功能 105
　　7.4.3 Direct2D资源优化利用 108
　　7.5 思考练习题 109
　　第8章 DirectX图形架构 110
　　8.1 DirectX图形框架介绍 110
　　8.1.1 计算机图形硬件系统 110
　　8.1.2 操作系统图形接口 112
　　8.1.3 DXGI图形架构实现 115
　　8.2 交换链路 116
　　8.2.1 交换链路与后台缓冲区 116
　　8.2.2 交换链路传送模式 117
　　8.2.3 DXGI翻转传送模式 118
　　8.2.4 交换链路设置 119
　　8.2.5 图形呈现方式 121
　　8.3 图形设备 123
　　8.3.1 DirectX图形设备 123
　　8.3.2 图形设备检测 126
　　8.3.3 版本兼容与功能级别 128
　　8.3.4 设备驱动类型 130
　　8.3.5 设备创建特性 131
　　8.4 DXGI其他优化技术 132
　　8.4.1 全屏模式切换 132
　　8.4.2 多显示器支持 134
　　8.4.3 DXGI与窗口样式 134
　　8.4.4 DXGI与多线程支持 134
　　8.5 Windows图形API互操作 135
　　8.5.1 Windows的图形技术构成 135
　　8.5.2 DXGI画面共享互操作 136
　　8.5.3 DXGI设备共享互操作 138
　　8.6 思考练习题 138
　　第9章 Direct3D 11资源管理 139
　　9.1 数据资源管理 139
　　9.1.1 资源类型与格式 139
　　9.1.2 资源视图 140
　　9.1.3 SlimDX资源对象 141
　　9.2 缓冲区资源 141
　　9.2.1 缓冲区资源类型 142
　　9.2.2 创建缓冲区 143
　　9.2.3 使用缓冲区资源 144
　　9.3 纹理资源 146
　　9.3.1 纹理资源 146
　　9.3.2 MipMap衍生纹理 147
　　9.3.3 多纹理融合 147
　　9.4 图形管道设备 149
　　9.4.1 资源型设备 150
　　9.4.2 状态型设备 150
　　9.4.3 着色器设备 151
　　9.5 思考练习题 152
　　第10章 Direct3D 11应用开发 153
　　10.1 SlimDX开发环境与配置 153
　　10.1.1 软硬件环境 153
　　10.1.2 创建SlimDX应用程序 153
　　10.2 Direct3D 11图形设备创建 154
　　10.2.1 创建设备 154
　　10.2.2 渲染表达 155
　　10.2.3 循环更新机制 156
　　10.3 设备状态与环境设置 157
　　10.3.1 流水线布局结构设置 158
　　10.3.2 设备状态设置 159
　　10.4 实体模型表达 161
　　10.4.1 设置顶点数据流与缓冲区 161
　　10.4.2 对着色器进行编程 162
　　10.4.3 三维模型管道流程操作 163
　　10.5 思考练习题 164
　　第11章 设备环境与高级图形渲染 165
　　11.1 设备环境 165
　　11.1.1 图形渲染周期与表达周期 165
　　11.1.2 立即设备环境与延迟设备环境 166
　　11.1.3 延迟渲染技术 168
　　11.2 命令列表与多线程渲染 169
　　11.2.1 命令列表的概念 169
　　11.2.2 命令列表的录制与回放 170
　　11.2.3 多线程渲染的概念 171
　　11.2.4 多线程同步资源 173
　　11.3 思考练习题 173
　　第12章 Direct3D统一图形接口开发 174
　　12.1 Direct3D统一图形接口体系设计 174
　　12.1.1 需求分析与目标 174
　　12.1.2 渲染库结构体系设计 175
　　12.2 资源管理接口 178
　　12.2.1 纹理资源的管理接口设计 178
　　12.2.2 数据资源的管理接口设计 180
　　12.3 实体对象绘制工具 182
　　12.3.1 三维绘制接口设计 182
　　12.3.2 二维绘制接口设计 184
　　12.4 统一渲染流程 190
　　12.4.1 业务绘制行为 190
　　12.4.2 应用开发的调用流程 191
　　12.5 统一图形接口库构成 193
　　12.5.1 集成渲染环境的构成 193
　　12.5.2 集成渲染环境的应用 195
　　12.5.3 Direct3D 9设备空间 196
　　12.5.4 Direct3D 11设备空间 197
　　12.6 着色器管理接口 198
　　12.6.1 着色器的接口设计

　　《DirectX 11高级图形开发技术实践》主要围绕新一代可编程图形管道流水线技术，介绍了DirectX图形应用中各个环节的开发知识。从图形硬件的可编程图形管道流水线认识开始，到基于GPU命令集与Shader Model图形编程接口标准、高级着色语言（HLSL）所构成的着色程序开发知识，全面地介绍了各种不同着色器的功能编程过程，再到以DXGI、Direct2D、Direct3D整合的DirectX 11图形开发，*后给出了具体的项目实践过程，构成了新一代图形应用开发完备的知识链。《DirectX 11高级图形开发技术实践》以Direct3D 11的.NET图形应用开发为主线，基于**的Windows 8、DXGI 1.2高级图形技术，面向具体的工程实践，通过与Direct3D 9的开发对比，论述了Direct3D 11进行二维图形开发与三维图形应用程序开发的技术与实践过程。