中文名: GPU精粹3
原名: GPU Gems 3
別名: GPU.Gems, GPU精粹
作者: (美)Hubert.Nguyen
譯者: 楊柏林
陳根浪
王聰
圖書分類: 軟件
資源格式: PDF
版本: 掃描版
出版社: Tsinghua University Press
書號: 9787302220701
發行時間: 2010年6月
地區: 大陸
語言: 簡體中文
簡介:

內容介紹:
《GPU精粹3》是GPU精粹系列暢銷書的第三卷，展示了當今最前沿的圖形處理單元(GPU)編程技術。現代GPU的可編程性讓開發者不僅可以在自己的崗位上迅速脫穎而出，更使得他們可以在非圖形應用程序中運用GPU的卓越處理能力，例如，物理仿真、金融分析，甚至是病毒檢測——尤其是在CUDA體系結構下。圖形學仍然是GPU主要應用領域，通過學習《GPU精粹3》，讀者會驚喜地發現一些最新的算法，使用它們可以創建非常真實的角色，實現更逼真的光照效果，以及完成繪制後的混合效果。
《GPU精粹3》主題
·幾何體
·光照和陰影
·渲染
·圖像效果
·物理仿真
·GPU計算
內容截圖:

目錄:
第Ⅰ部分 幾何體
第1章 使用GPU 生成復雜的程序化地形
1.1 介紹
1.2 Marching Cubes 算法和密度函數
1.2.1 在單元內生成多邊形
1.2.2 查找表
1.3 地形生成系統概述
1.3.1 在地形塊內部生成多邊形
1.3.2 生成密度值
1.3.3 寫一個有趣的密度函數
1.3.4 定制地形
1.4 在地形塊中生成多邊形
1.4.1 邊緣數據
1.4.2 生成地形塊：方法1
1.4.3 生成地形塊：方法2
1.4.4 生成地形塊：方法3
1.5 紋理和光影
1.6 對實際應用的考慮
1.6.1 細節層次
1.6.2 外部對象的碰撞和光照問題
1.7 結論
1.8 參考資料
第2章 群體動畫渲染
2.1 目的
2.2 實例化的簡單回顧
2.3 技術細節
2.3.1 基於常量的實例化
2.3.2 使用動畫紋理的調色板蒙皮
2.3.3 幾何變化
2.3.4 LOD 系統
2.4 其他考慮因素
2.4.1 顏色變化
2.4.2 性能
2.4.3 整合
2.5 結論
2.6 參考資料
第3章 DirectX 10 混合形狀：打破限制
3.1 介紹
3.2 Dawn 例子的實現
3.2.1 DirectX 10 的特性
3.2.2 定義網格
3.2.3 流輸出的方法
3.2.4 緩沖區-模板方法
3.3 運行例子
3.4 性能
3.5 參考資料
第4章 下一代SpeedTree 渲染
4.1 介紹
4.2 輪廓裁減
4.2.1 輪廓鳍擠壓
4.2.2 高度追蹤
4.2.3 輪廓細節層次
4.3 陰影
4.3.1 樹葉自遮擋
4.3.2 級聯陰影貼圖
4.4 樹葉光照
4.4.1 兩邊光照
4.4.2 鏡面光照
4.5 高動態范圍和反鋸齒
4.6 半透明覆蓋
4.6.1 將半透明覆蓋應用於SpeedTree
4.6.2 細節層次的交叉衰減
4.6.3 輪廓邊反鋸齒
4.7 結論
4.8 參考資料
第5章 普遍自適應的網格優化
5.1 介紹
5.2 總覽
5.3 自適應優化模式
5.4 渲染工作流
5.4.1 深度標簽計算
5.4.2 CPU 階段的渲染循環
5.4.3 GPU 階段的優化處理
5.5 結果
5.6 結論和改進
5.7 參考資料
第6章 GPU 生成的樹的過程式風動畫
6.1 介紹
6.2 GPU 上的過程式動畫
6.3 現象學方法
6.3.1 風場
6.3.2 樹的概念結構
6.3.3 模擬的兩種分類
6.4 模擬步驟
6.5 渲染樹
6.6 分析和比較
6.6.1 優勢
6.6.2 劣勢
6.6.3 性能評估
6.7 結論
6.8 參考資料
第7章 GPU 上基於點的變形球可視化
7.1 變形球、光滑粒子流體力學和表面粒子
7.1.1 各種方法的對比
7.1.2 在GPU 上基於點的表面可視化
7.2 限制粒子
7.2.1 定義顯式表面
7.2.2 速度限制等式
7.2.3 在GPU 中計算密度場
7.2.4 選擇散列函數
7.2.5 創建並查詢散列表
7.3 局部粒子斥力
7.3.1 斥力等式
7.3.2 GPU 端最近的鄰居
7.4 全局粒子傳播
7.5 性能
7.6 渲染
7.7 結論
7.8 參考資料
第Ⅱ部分 光照和陰影
第8章 區域求和的差值陰影貼圖
8.1 介紹
8.2 相關工作
8.3 percentage-closer 過濾
8.4 差值陰影貼圖
8.4.1 過濾差值陰影貼圖
8.4.2 偏離
8.4.3 光滲色
8.4.4 數值穩定性
8.4.5 實現注釋
8.4.6 差值陰影貼圖和軟陰影
8.5 區域求和差值陰影貼圖
8.5.1 生成區域求和表
8.5.2 數字固定性重訪問
8.5.3 結果
8.6 percentage-closer 軟陰影
8.6.1 遮擋體查找
8.6.2 漸變區域尺寸估計
8.6.3 陰影過濾
8.6.4 結果
8.7 結論
8.8 參考資料
第9章 使用全局照明實現互動的電影級重光照
9.1 介紹
9.2 算法總覽
9.3 聚集樣本
9.4 一次反射的間接照明
9.5 用於壓縮的小波
9.6 增加多次反射
9.7 對稀疏矩陣數據進行壓縮
9.8 基於GPU 的重光照引擎
9.8.1 直接照明
9.8.2 小波變換
9.8.3 稀疏矩陣乘法
9.9 結果
9.10 結論
9.11 參考資料
第10章 在可編程GPU 中實現並行分割的陰影貼圖
10.1 介紹
10.2 算法
10.2.1 步驟1：分割視錐體
10.2.2 步驟2：計算光的變換矩陣
10.2.3 步驟3 和4：產生PSSM 和綜合陰影
10.3 基於硬件的實現方法
10.3.1 多步方法
10.3.2 DirectX 9 級別的加速
10.3.3 DirectX 10 級別的加速
10.4 進一步的優化
10.5 結果
10.6 結論
10.7 參考資料
第11章 使用層次化的遮擋剔除和幾何體著色器得到高效魯棒的陰影體
11.1 介紹
11.2 陰影體綜述
11.2.1 Z-Pass 和Z-Fail
11.2.2 陰影體生成
11.2.3 性能和優化方法
11.3 實現方法
11.3.1 針對低質量網絡的魯棒陰影
11.3.2 使用幾何體著色器動態生成陰影體
11.3.3 使用層次化遮擋裁剪提高性能
11.4 結論
11.5 參考資料
第12章 高質量的環境遮擋
12.1 回顧
12.2 問題
12.2.1 圓盤形狀的失真
12.2.2 高頻的尖點失真
12.3 一個魯棒的解決方法
12.3.1 對不連續性進行光滑處理
12.3.2 移除尖點並加入細節
12.4 結果
12.5 性能
12.6 一些注意事項
12.6.1 強制收斂
12.6.2 可調整的參數
12.7 後續工作
12.8 參考資料
第13章 作為後置處理的體積光照散射
13.1 介紹
13.2 雲隙光
13.3 體積光照散射
13.4 後置處理像素著色器
13.5 屏幕空間遮擋方法
13.5.1 遮擋pre-pass 方法
13.5.2 遮擋模板方法
13.5.3 遮擋對比方法
13.6 一些注意事項
13.7 演示
13.8 擴展
13.9 結論
13.10 參考資料
第Ⅲ部分 渲染
第14章 用於真實感實時皮膚渲染的高級技術
14.1 皮膚外觀
14.1.1 皮膚表面反射
14.1.2 皮膚子表面反射
14.2 皮膚渲染系統總述
14.3 鏡面表面反射
14.4 散射理論
14.4.1 漫反射剖面
14.4.2 使用漫反射剖面渲染
14.4.3 漫反射剖面的形狀
14.4.4 一個高斯和漫反射剖面
14.4.5 擬合預測的或測量的剖面
14.4.6 配置漫反射剖面
14.4.7 對皮膚的高斯和擬合
14.5 高級子表面散射
14.5.1 紋理空間漫反射
14.5.2 改進的紋理空間漫反射
14.5.3 經過修改的半透明陰影貼圖
14.6 一個快速的布隆過濾器
14.7 結論
14.8 後續工作
14.9 參考資料
第15章 可播放的全方位捕捉
15.1 介紹
15.2 數據捕捉流水線
15.3 動態紋理的壓縮和解壓
15.3.1 主要分量分析
15.3.2 壓縮
15.3.3 解壓縮
15.3.4 可變PCA
15.3.5 實際使用中的考慮
15.4 串連特性
15.5 結論
15.6 參考資料
第16章 Crysis 中植被的過程化動畫和著色
16.1 過程化動畫
16.2 植被著色
16.2.1 環境光照
16.2.2 邊的光滑化
16.2.3 整合
16.2.4 實現細節
16.3 結論
16.4 參考資料
第17章 魯棒的多鏡面反射和折射
17.1 介紹
17.2 跟蹤輔助光線
17.2.1 層次化距離圖的生成
17.2.2 層次化距離圖的光線跟蹤
17.3 反射和折射
17.4 結果
17.5 結論
17.6 參考資料
第18章 用於浮雕映射的松散式錐形步進
18.1 介紹
18.2 浮雕映射總覽
18.3 錐形步進映射
18.4 松散式錐形步進
18.4.1 計算松散式錐形映射圖
18.4.2 使用松散式錐形映射圖進行渲染
18.5 結論
18.6 補充讀物
18.7 參考資料
第19章 Tabula Rasa 中的延遲著色
19.1 介紹
19.2 一些背景知識
19.3 所支持的向前著色
19.3.1 一個受限的特效集
19.3.2 單效果，多技術
19.3.3 光照優先度
19.4 先進的光照特性
19.4.1 雙向光照
19.4.2 球體映射
19.4.3 盒式光照
19.4.4 陰影貼圖
19.4.5 進一步的擴展
19.5 可讀取深度和法線緩存的優點
19.5.1 高級水體和折射
19.5.2 與分辨率無關的邊檢測
19.6 一些注意事項
19.6.1 材質屬性
19.6.2 精確度
19.7 優化
19.7.1 高效的光照體積
19.7.2 模板掩碼
19.7.3 動態分支
19.8 問題
19.8.1 混合透明度幾何體
19.8.2 內存帶寬
19.8.3 內存管理
19.9 結果
19.10 結論
19.11 參考資料
第20章 基於GPU的重要性采樣
20.1 介紹
20.2 渲染公式
20.2.1 蒙特卡洛積分
20.2.2 重要性采樣
20.2.3 對材質函數進行采樣
20.3 擬隨機低差異序列
20.4 使用mipmap過濾的樣本
20.5 性能
20.6 結論
20.7 補充讀物及參考資料
第Ⅳ部分 圖像效果
第21章 真正的Impostor
21.1 介紹
21.2 算法和實現細節
21.3 結果
21.4 結論
21.5 參考資料
第22章 在GPU上處理法線貼圖
22.1 傳統實現
22.1.1 投影
22.1.2 包圍盒
22.2 加速結構
22.2.1 一致網格
22.2.2 3D數值微分分析
22.3 GPU的處理
22.3.1 序號限制
22.3.2 內存和結構限制
22.4 實現
22.4.1 設置以及預處理
22.4.2 單路徑實現
22.4.3 多路徑實現
22.4.4 反走樣
22.5 結果
22.6 結論
22.7 參考資料
第23章 高速的離屏粒子
23.1 動機
23.2 離屏渲染
23.2.1 離屏深度測試
23.2.2 獲取深度
23.3 向下采樣深度
23.3.1 點采樣深度
23.3.2 最大深度采樣
23.4 深度測試與柔和粒子
23.5 alpha混合
23.6 混合分辨率渲染
23.6.1 邊檢測
23.6.2 與模板進行合成
23.7 結果
23.7.1 圖像質量
23.7.2 性能
23.8 結論
23.9 參考資料
第24章 保持線性的重要性
24.1 介紹
24.2 光照、顯示以及顏色空間
24.2.1 數字圖像捕捉、生成及顯示中的問題
24.2.2 題外話：何為線性
24.2.3 顯示器並非線性、渲染器為線性
24.3 症狀
24.3.1 非線性輸入紋理
24.3.2 mipmap
24.3.3 光照
24.3.4 負負不得正
24.4 解決方法
24.4.1 輸入圖像(掃描、繪畫以及數字圖片)
24.4.2 輸出圖像(最終渲染)
24.4.3 中間顏色緩存
24.5 結論
24.6 補充讀物
第25章 在GPU 上渲染向量圖
25.1 介紹
25.2 二次曲線
25.3 三次樣條
25.3.1 彎形曲線
25.3.2 環形曲線
25.3.3 尖形曲線
25.3.4 二次曲線
25.4 三角形
25.5 抗鋸齒
25.6 代碼
25.7 結論
25.8 參考資料
第26章 通過顏色進行對象探測：使用 GPU 進行實時視頻圖像處理
26.1 圖像處理概況
26.2 根據顏色進行對象檢測
26.2.1 創建標記
26.2.2 查找質心
26.2.3 將一幅圖像整合到輸入信號上
26.3 結論
26.4 補充讀物
第27章 作為後置處理效果的運動模糊
27.1 介紹
27.2 從深度緩存提取對象位置
27.3 執行運動模糊
27.4 處理動態對象
27.5 屏蔽對象
27.6 額外的工作
27.7 結論
27.8 參考資料
第28章 實用景深後期處理
28.1 介紹
28.2 相關工作
28.2.1 總覽
28.2.2 特定技術
28.3 景深
28.4 算法的改進
28.4.1 最初的隨機方法(Stochastic Approach)
28.4.2 作為聚集的散射方法
28.4.3 模糊方法
28.5 完整的算法
28.5.1 深度信息
28.5.2 可變寬度的模糊
28.5.3 散光圈半徑
28.5.4 關於第一人稱視角武器的考慮
28.5.5 完整的著色器代碼
28.6 結論
28.7 局限和後續工作
28.8 參考資料
第Ⅴ部分 物理仿真
第29章 GPU 上實時剛體仿真
29.1 介紹
29.1.1 平移
29.1.2 旋轉
29.1.3 形狀表示
29.1.4 碰撞檢測
29.1.5 碰撞交互
29.2 GPU上剛體仿真
29.2.1 概述
29.2.2 數據結構
29.2.3 步驟1：計算粒子值
29.2.4 步驟2：網格生成
29.2.5 步驟3：碰撞檢測與交互
29.2.6 步驟4：動量計算
29.2.7 步驟5：計算位置和四元組
29.2.8 渲染
29.2.9 性能
29.3 應用
29.3.1 顆粒狀材料
29.3.2 液體
29.3.3 耦合
29.4 結論
29.5 附錄
29.6 參考資料
第30章 實時仿真與3D 流體渲染
30.1 介紹
30.2 仿真
30.2.1 背景
30.2.2 流體運動方程
30.2.3 速度求解
30.2.4 固-流體交互
30.2.5 煙霧
30.2.6 火
30.2.7 水
30.2.8 性能考慮
30.2.9 存儲
30.2.10 數值問題
30.3 渲染
30.3.1 體積渲染
30.3.2 液體渲染
30.4 結論
30.5 參考資料
第31章 使用CUDA 進行快速N-body 仿真
31.1 介紹
31.2 全隊N-body仿真
31.3 全隊N-body算法的CUDA實現
31.3.1 體-體之間力的計算
31.3.2 塊計算
31.3.3 把塊聚集到線程塊中
31.3.4 定義線程塊的網格
31.4 性能評測
31.4.1 優化
31.4.2 性能結果分析
31.5 以前使用GPU進行N-body仿真的方法
31.6 分層的N-body方法
31.7 結論
31.8 參考資料
第32章 使用CUDA 進行寬階段碰撞檢測
32.1 寬階段算法
32.1.1 排序和搜索
32.1.2 空間劃分
32.1.3 並行空間劃分
32.2 空間劃分的一種CUDA實現
32.2.1 初始化
32.2.2 構建單元ID數組
32.2.3 單元ID數組的排序
32.2.4 創建碰撞單元列表
32.2.5 遍歷碰撞單元列表
32.3 性能結果
32.4 結論
32.5 參考資料
第33章 用於碰撞檢測的LCP算法的CUDA 實現
33.1 並行處理
33.2 物理流程
33.3 確定接觸點
33.3.1 連續方法
33.3.2 離散方法(基於一致性)
33.3.3 解析接觸點
33.4 數學優化
33.4.1 線性規劃
33.4.2 線性互補問題
33.4.3 二次規劃
33.5 凸面距離計算
33.6 使用CUDA的LCP並行解決方案
33.7 結果
33.8 參考資料
第34章 使用單過程GPU 掃描和四面體轉換的有向距離場
34.1 介紹
34.1.1 有向距離場總覽
34.1.2 方法的概覽
34.2 掃描方法中的洩露瑕疵
34.2.1 平面測試
34.2.2 如何構建包圍體
34.2.3 多邊形模型的折迭
34.3 四邊形GPU掃描方法
34.3.1 計算殼
34.3.2 計算四邊形的交叉區域
34.3.3 使用角度權重的偽法線計算有向距離
34.4 結果
34.5 結論
34.6 後續工作
34.6.1 算法的改進
34.6.2 對實現方法進行改進
34.7 補充讀物
34.8 參考資料
第Ⅵ部分 GPU 計算
第35章 使用GPU 進行病毒特征的快速匹配
35.1 介紹
35.2 模式匹配
35.3 GPU實現
35.4 結果
35.5 結論和後續工作
35.6 參考資料
第36章 用GPU 進行AES 加密和解密
36.1 用於整數流處理的新功能
36.1.1 轉換反饋模式
36.1.2 GPU編程擴展
36.2 AES算法概述
36.3 AES在GPU上的實現
36.3.1 輸入/輸出和狀態
36.3.2 初始化
36.3.3 輪操作
36.3.4 最後一輪
36.4 性能
36.4.1 頂點程序與片段程序
36.4.2 與基於CPU的加密的比較
36.5 對並行的考慮
36.5.1 操作的塊密碼模式
36.5.2 用於並行處理的模式
36.6 結論和後續工作
36.7 參考資料
第37章 使用CUDA 進行高效的隨機數生成及應用
37.1 Monte Carlo仿真
37.2 隨機數生成器
37.2.1 簡介
37.2.2 均勻到高斯的轉換生成器
37.2.3 高斯轉換的類型
37.2.4 Wallace 高斯生成器
37.2.5 把wallace高斯生成器集成到仿真中
37.3 示例程序
37.3.1 亞式期權
37.3.2 回顧期權的變體
37.3.3 結果
37.4 結論
37.5 參考資料
第38章 使用CUDA 進行地球內部成像
38.1 介紹
38.2 地震數據
38.3 地震數據處理
38.3.1 震波傳播
38.3.2 使用SRMIP算法進行震波偏移
38.4 GPU實現
38.4.1 GPU/CPU通信
38.4.2 CUDA的實現
38.4.3 震波傳播內核
38.5 性能
38.6 結論
38.7 參考資料
第39章 使用CUDA 的並行前綴和(掃描方法)
39.1 介紹
39.2 實現
39.2.1 並行掃描的雛形
39.2.2 一種高效的並行掃描算法
39.2.3 避免bank沖突
39.2.4 隨機長度的數組
39.2.5 進一步優化及性能結果
29.2.6 CUDA對OpenGL實現的優勢
29.3 掃描的應用
39.3.1 流壓縮
39.3.2 區域求和表
29.3.3 基數排序
39.3.4 前人的貢獻
29.4 結論
29.5 參考資料
第40章 高斯函數的增量計算
40.1 介紹相關工作
40.2 多項式向前差分
40.3 增量高斯算法
40.4 誤差分析
40.5 性能
40.6 結論
40.7 參考資料
第41章 使用幾何體著色器處理緊湊和可變長度的GPU 反饋
41.1 介紹
41.2 為什麼要使用幾何體著色器
41.3 幾何體著色器的動態輸出
41.4 算法和應用
41.4.1 構建直方圖
41.4.2 壓縮
41.4.3 Hough變換
41.4.4 角點檢測
41.5 優勢：GPU 本地性和SLI
41.6 性能和限制
41.6.1 總據
41.6.2 Hough圖最大值檢測的性能
41.7 結論
41.8 參考資料