第一部分 3D游戲編程簡介
第1章 3D游戲編程入門
1.1 簡介
1.2 2D/3D游戲的元素
1.2.1 初始化
1.2.2 進(jìn)入游戲循環(huán)
1.2.3 讀取玩家輸入
1.2.4 執(zhí)行AI和游戲邏輯
1.2.5 渲染下一幀
1.2.6 同步顯示
1.2.7 循環(huán)
1.2.8 關(guān)閉
1.3 通用游戲編程指南
1.4 使用工具
1.4.1 3D關(guān)卡編輯器
1.4.2 使用編譯器
1.5 一個3D游戲范例：Raiders 3D
1.5.1 事件循環(huán)
1.5.2 核心3D游戲邏輯
1.5.3 3D投影
1.5.4 星空
1.5.5 激光炮和碰撞檢測
1.5.6 爆炸
1.5.7 玩Raiders3D
1.6 總結(jié)

第2章 Windows和DirectX簡明教程
2.1 Win32編程模型
2.2 Windows程序的最小需求
2.3 一個基本的Windows應(yīng)用程序
2.3.1 Windows類
2.3.2 注冊Windows類
2.3.3 創(chuàng)建窗口
2.3.4 事件處理程序
2.3.5 主事件循環(huán)
2.3.6 構(gòu)建實(shí)時事件循環(huán)
2.4 DirectX和COM簡明教程
2.4.1 HEL和HAL
2.4.2 DirectX基本類
2.5 COM簡介
2.5.1 什么是COM對象
2.5.2 創(chuàng)建和使用DirectX COM接口
2.5.3 查詢接口
2.6 總結(jié)

第3章 使用虛擬計算機(jī)進(jìn)行3D游戲編程
3.1 虛擬計算機(jī)接口簡介
3.2 建立虛擬計算機(jī)接口
3.2.1 幀緩存和視頻系統(tǒng)
3.2.2 使用顏色
3.2.3 緩存交換
3.2.4 完整的虛擬圖形系統(tǒng)
3.2.5 I/O、聲音和音樂
3.3 T3DLIB游戲控制臺
3.3.1 T3DLIB系統(tǒng)概述
3.3.2 基本游戲控制臺
3.4 T3DLIB1庫
3.4.1 DirectX圖形引擎體系結(jié)構(gòu)
3.4.2 基本常量
3.4.3 工作宏
3.4.4 數(shù)據(jù)類型和結(jié)構(gòu)
3.4.5 函數(shù)原型
3.4.6 全局變量
3.4.7 DirectDraw接口
3.4.8 2D多邊形函數(shù)
3.4.9 數(shù)學(xué)函數(shù)和錯誤函數(shù)
3.4.10 位圖函數(shù)
3.4.11 8位調(diào)色板函數(shù)
3.4.12 實(shí)用函數(shù)
3.4.13 BOB（Blitter對象）引擎
3.5 T3DLIB2 DirectX輸入系統(tǒng)
3.6 T3DLIB3聲音和音樂庫
3.6.1 頭文件
3.6.2 類型
3.6.3 全局變量
3.6.4 DirectSound API封裝函數(shù)
3.6.5 DirectMusic API封裝函數(shù)
3.7 建立最終的T3D游戲控制臺
3.7.1 映射真實(shí)圖形到虛擬接口的非真實(shí)圖形
3.7.2 最終的T3DLIB游戲控制臺
3.8 范例T3LIB應(yīng)用程序
3.8.1 窗口應(yīng)用程序
3.8.2 全屏應(yīng)用程序
3.8.3 聲音和音樂
3.8.4 處理輸入
3.9 總結(jié)

第二部分 3D數(shù)學(xué)和變換
第4章 三角學(xué)、向量、矩陣和四元數(shù)
4.1 數(shù)學(xué)表示法
4.2 2D坐標(biāo)系
4.2.1 2D笛卡爾坐標(biāo)
4.2.2 2D極坐標(biāo)
4.3 3D坐標(biāo)系
4.3.1 3D笛卡爾坐標(biāo)
4.3.2 3D柱面坐標(biāo)
4.3.3 3D球面坐標(biāo)
4.4 三角學(xué)
4.4.1 直角三角形
4.4.2 反三角函數(shù)
4.4.3 三角恒等式
4.5 向量
4.5.1 向量長度
4.5.2 歸一化
4.5.3 向量和標(biāo)量的乘法
4.5.4 向量加法
4.5.5 向量減法
4.5.6 點(diǎn)積
4.5.7 叉積
4.5.8 零向量
4.5.9 位置和位移向量
4.5.10 用線性組合表示的向量
4.6 矩陣和線性代數(shù)
4.6.1 單位矩陣
4.6.2 矩陣加法
4.6.3 矩陣的轉(zhuǎn)置
4.6.4 矩陣乘法
4.6.5 矩陣運(yùn)算滿足的定律
4.7 逆矩陣和方程組求解
4.7.1 克來姆法則
4.7.2 使用矩陣進(jìn)行變換
4.7.3 齊次坐標(biāo)
4.7.4 應(yīng)用矩陣變換
4.8 基本幾何實(shí)體
4.8.1 點(diǎn)
4.8.2 直線
4.8.3 平面
4.9 使用參數(shù)化方程
4.9.1 2D參數(shù)化直線
4.9.2 3D參數(shù)化直線
4.10 四元數(shù)簡介
4.10.1 復(fù)數(shù)理論
4.10.2 超復(fù)數(shù)
4.10.3 四元數(shù)的應(yīng)用
4.11 總結(jié)

第5章 建立數(shù)學(xué)引擎
5.1 數(shù)學(xué)引擎概述
5.1.1 數(shù)學(xué)引擎的文件結(jié)構(gòu)
5.1.2 命名規(guī)則
5.1.3 錯誤處理
5.1.4 關(guān)于C++的最后說明
5.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和類型
5.2.1 向量和點(diǎn)
5.2.2 參數(shù)化直線
5.2.3 3D平面
5.2.4 矩陣
5.2.5 四元數(shù)
5.2.6 角坐標(biāo)系支持
5.2.7 2D極坐標(biāo)
5.2.8 3D柱面坐標(biāo)
5.2.9 3D球面坐標(biāo)
5.2.10 定點(diǎn)數(shù)
5.3 數(shù)學(xué)常量
5.4 宏和內(nèi)聯(lián)函數(shù)
5.4.1 通用宏
5.4.2 點(diǎn)和向量宏
5.4.3 矩陣宏
5.4.4 四元數(shù)
5.4.5 定點(diǎn)數(shù)宏
5.5 函數(shù)原型
5.6 全局變量
5.7 數(shù)學(xué)引擎API清單
5.7.1 三角函數(shù)
5.7.2 坐標(biāo)系支持函數(shù)
5.7.3 向量支持函數(shù)
5.7.4 矩陣支持函數(shù)
5.7.5 2D和3D參數(shù)化直線支持函數(shù)
5.7.6 3D平面支持函數(shù)
5.7.7 四元數(shù)支持函數(shù)
5.7.8 定點(diǎn)數(shù)支持函數(shù)
5.7.9 方程求解支持函數(shù)
5.8 浮點(diǎn)單元運(yùn)算初步
5.8.1 FPU體系結(jié)構(gòu)
5.8.2 FPU堆棧
5.8.3 FPU指令集
5.8.4 經(jīng)典指令格式
5.8.5 內(nèi)存指令格式
5.8.6 寄存器指令格式
5.8.7 寄存器彈出指令格式
5.8.8 FPU范例
5.8.9 FLD范例
5.8.10 FST范例
5.8.11 FADD范例
5.8.12 FSUB范例
5.8.13 FMUL范例
5.8.14 FDIV范例
5.9 數(shù)學(xué)引擎使用說明游戲控制臺
5.10 關(guān)于數(shù)學(xué)優(yōu)化的說明
5.11 總結(jié)

第6章 3D圖形學(xué)簡介
6.1 3D引擎原理
6.2 3D游戲引擎的結(jié)構(gòu)
6.2.1 3D引擎
6.2.2 游戲引擎
6.2.3 輸入系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)
6.2.4 動畫系統(tǒng)
6.2.5 碰撞檢測和導(dǎo)航系統(tǒng)
6.2.6 物理引擎
6.2.7 人工智能系統(tǒng)
6.2.8 3D模型和圖像數(shù)據(jù)庫
6.3 3D坐標(biāo)系
6.3.1 模型（局部）坐標(biāo)
6.3.2 世界坐標(biāo)
6.3.3 相機(jī)坐標(biāo)
6.3.4 有關(guān)相機(jī)坐標(biāo)的說明
6.3.5 隱藏物體（面）消除和裁剪
6.3.6 透視坐標(biāo)
6.3.7 流水線終點(diǎn)：屏幕坐標(biāo)
6.4 基本的3D數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
6.4.1 表示3D多邊形數(shù)據(jù)時需要考慮的問題
6.4.2 定義多邊形
6.4.3 定義物體
6.4.4 表示世界
6.5 3D工具
動畫數(shù)據(jù)和運(yùn)動數(shù)據(jù)
6.6 從外部加載數(shù)據(jù)
6.6.1 PLG文件
6.6.2 NFF文件
6.6.3 3D Studio文件
6.6.4 Caligari COB文件
6.6.5 Microsoft DirectX .X文件
6.6.6 3D文件格式小結(jié)
6.7 基本剛性變換和動畫
6.7.1 3D平移
6.7.2 3D旋轉(zhuǎn)
6.7.3 3D變形
6.8 再看觀察流水線
6.9 3D引擎類型
6.9.1 太空引擎
6.9.2 地形引擎
6.9.3 FPS室內(nèi)引擎
6.9.4 光線投射和體素引擎
6.9.5 混合引擎
6.10 將各種功能集成到引擎中
6.11 總結(jié)

第7章 渲染3D線框世界
7.1 線框引擎的總體體系結(jié)構(gòu)
7.1.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和3D流水線
7.1.2 主多邊形列表
7.1.3 新的軟件模塊
7.2 編寫3D文件加載器
7.3 構(gòu)建3D流水線
7.3.1 通用變換函數(shù)
7.3.2 局部坐標(biāo)到世界坐標(biāo)變換
7.3.3 歐拉相機(jī)模型
7.3.4 UVN相機(jī)模型
7.3.5 世界坐標(biāo)到相機(jī)坐標(biāo)變換
7.3.6 物體剔除
7.3.7 背面消除
7.3.8 相機(jī)坐標(biāo)到透視坐標(biāo)變換
7.3.9 透視坐標(biāo)到屏幕（視口）坐標(biāo)變換
7.3.10 合并透視變換和屏幕變換
7.4 渲染3D世界
7.5 3D演示程序
7.5.1 單個3D三角形
7.5.2 3D線框立方體
7.5.3 消除了背面的3D線框立方體
7.5.4 3D坦克演示程序
7.5.5 相機(jī)移動的3D坦克演示程序
7.5.6 戰(zhàn)區(qū)漫步演示程序
7.6 總結(jié)

第三部分 基本3D渲染
第8章 基本光照和實(shí)體造型
8.1 計算機(jī)圖形學(xué)的基本光照模型
8.1.1 顏色模型和材質(zhì)
8.1.2 光源類型
8.2 三角形的光照計算和光柵化
8.2.1 為光照做準(zhǔn)備
8.2.2 定義材質(zhì)
8.2.3 定義光源
8.3 真實(shí)世界中的著色
8.3.1 16位著色
8.3.2 8位著色
8.3.3 一個健壯的用于8位模式的RGB模型
8.3.4 一個簡化的用于8位模式的強(qiáng)度模型
8.3.5 固定著色
8.3.6 恒定著色
8.3.7 Gouraud著色概述
8.3.8 Phong著色概述
8.4 深度排序和畫家算法
8.5 使用新的模型格式
8.5.1 分析器類
8.5.2 輔助函數(shù)
8.5.3 3D Studio MAX ASCII格式.ASC
8.5.4 TrueSpace ASCII.COB格式
8.5.5 Quake II二進(jìn)制.MD2格式概述
8.6 3D建模工具簡介
8.7 總結(jié)

第9章 插值著色技術(shù)和仿射紋理映射
9.1 新T3D引擎的特性
9.2 更新T3D數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和設(shè)計
9.2.1 新的#defines
9.2.2 新增的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)
9.2.3 實(shí)用宏
9.2.4 添加表示3D網(wǎng)格數(shù)據(jù)的特性
9.2.5 更新物體結(jié)構(gòu)和渲染列表結(jié)構(gòu)
9.2.6 函數(shù)清單和原型
9.3 重新編寫物體加載函數(shù)
9.3.1 更新.PLG/PLX加載函數(shù)
9.3.2 更新3D Studio .ASC加載函數(shù)
9.3.3 更新Caligari .COB加載函數(shù)
9.4 回顧多邊形的光柵化
9.4.1 三角形的光柵化
9.4.2 填充規(guī)則
9.4.3 裁剪
9.4.4 新的三角形渲染函數(shù)
9.4.5 優(yōu)化
9.5 實(shí)現(xiàn)Gouraud著色處理
9.5.1 沒有光照時的Gouraud著色
9.5.2 對使用Gouraud Shader的多邊形執(zhí)行光照計算
9.6 基本采樣理論
9.6.1 一維空間中的采樣
9.6.2 雙線性插值
9.6.3 u和v的插值
9.6.4 實(shí)現(xiàn)仿射紋理映射
9.7 更新光照/光柵化引擎以支持紋理
9.8 對8位和16位模式下優(yōu)化策略的最后思考
9.8.1 查找表
9.8.2 網(wǎng)格的頂點(diǎn)結(jié)合性
9.8.3 存儲計算結(jié)果
9.8.4 SIMD
9.9 最后的演示程序
Raider 3D II
9.10 總結(jié)

第10章 3D裁剪
10.1 裁剪簡介
10.1.1 物體空間裁剪
10.1.2 圖像空間裁剪
10.2 裁剪算法
10.2.1 有關(guān)裁剪的基本知識
10.2.2 Cohen-Sutherland裁剪算法
10.2.3 Cyrus-Beck/梁友棟-Barsky裁剪算法
10.2.4 Weiler-Atherton裁剪算法
10.2.5 深入學(xué)習(xí)裁剪算法
10.3 實(shí)現(xiàn)視景體裁剪
10.3.1 幾何流水線和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
10.3.2 在引擎中加入裁剪功能
10.4 地形小議
10.4.1 地形生成函數(shù)
10.4.2 生成地形數(shù)據(jù)
10.4.3 沙地汽車演示程序
10.5 總結(jié)

第11章 深度緩存和可見性
11.1 深度緩存和可見性簡介
11.2 z緩存基礎(chǔ)
11.2.1 z緩存存在的問題
11.2.2 z緩存范例
11.2.3 平面方程法
11.2.4 z坐標(biāo)插值
11.2.5 z緩存中的問題和1/Z緩存
11.2.6 一個通過插值計算z和1/z的例子
11.3 創(chuàng)建z緩存系統(tǒng)
11.4 可能的z緩存優(yōu)化
11.4.1 使用更少的內(nèi)存
11.4.2 降低清空z緩存的頻率
11.4.3 混合z緩存
11.5 z緩存存在的問題
11.6 軟件和z緩存演示程序
11.6.1 演示程序I：z緩存可視化
11.6.2 演示程序II：Wave Raider
11.7 總結(jié)

第四部分 高級3D渲染
第12章 高級紋理映射技術(shù)
12.1 紋理映射--第二波
12.2 新的光柵化函數(shù)
12.2.1 最終決定使用定點(diǎn)數(shù)
12.2.2 不使用z緩存的新光柵化函數(shù)
12.2.3 支持z緩存的新光柵化函數(shù)
12.3 使用Gouruad著色的紋理映射
12.4 透明度和alpha混合
12.4.1 使用查找表來進(jìn)行alpha混合
12.4.2 在物體級支持alpha混合功能
12.4.3 在地形生成函數(shù)中加入alpha支持
12.5 透視修正紋理映射和1/z緩存
12.5.1 透視紋理映射的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
12.5.2 在光柵化函數(shù)中加入1/z緩存功能
12.5.3 實(shí)現(xiàn)完美透視修正紋理映射
12.5.4 實(shí)現(xiàn)線性分段透視修正紋理映射
12.5.5 透視修正紋理映射的二次近似
12.5.6 使用混合方法優(yōu)化紋理映射
12.6 雙線性紋理濾波
12.7 mipmapping和三線性紋理濾波
12.7.1 傅立葉分析和走樣簡介
12.7.2 創(chuàng)建mip紋理鏈
12.7.3 選擇mip紋理
12.7.4 三線性濾波
12.8 多次渲染和紋理映射
12.9 使用單個函數(shù)來完成渲染工作
12.9.1 新的渲染場境
12.9.2 設(shè)置渲染場境
12.9.3 調(diào)用對渲染場境進(jìn)行渲染的函數(shù)
12.10 總結(jié)

第13章 空間劃分和可見性算法
13.1 新的游戲引擎模塊
13.2 空間劃分和可見面判定簡介
13.3 二元空間劃分
13.3.1 平行于坐標(biāo)軸的二元空間劃分
13.3.2 任意平面空間劃分
13.3.3 使用多邊形所在的平面來劃分空間
13.3.4 顯示/訪問BSP樹中的每個節(jié)點(diǎn)
13.3.5 BSP樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和支持函數(shù)
13.3.6 創(chuàng)建BSP樹
13.3.7 分割策略
13.3.8 遍歷和顯示BSP樹
13.3.9 將BSP樹集成到圖形流水線中
13.3.10 BSP關(guān)卡編輯器
13.3.11 BSP的局限性
13.3.12 使用BSP樹的零重繪策略
13.3.13 將BSP樹用于剔除
13.3.14 將BSP樹用于碰撞檢測
13.3.15 集成BSP樹和標(biāo)準(zhǔn)渲染
13.4 潛在可見集
13.4.1 使用潛在可見集
13.4.2 潛在可見集的其他編碼方法
13.4.3 流行的PVS計算方法
13.5 入口
13.6 包圍體層次結(jié)構(gòu)和八叉樹
13.6.1 使用BHV樹
13.6.2 運(yùn)行性能
13.6.3 選擇策略
13.6.4 實(shí)現(xiàn)BHV
13.6.5 八叉樹
13.7 遮掩剔除
13.7.1 遮掩體
13.7.2 選擇遮掩物
13.7.3 混合型遮掩物選擇方法
13.8 總結(jié)

第14章 陰影和光照映射
14.1 新的游戲引擎模塊
14.2 概述
14.3 簡化的陰影物理學(xué)
14.4 使用透視圖像和廣告牌來模擬陰影
14.4.1 編寫支持透明功能的光柵化函數(shù)
14.4.2 新的庫模塊
14.4.3 簡單陰影
14.4.4 縮放陰影
14.4.5 跟蹤光源
14.4.6 有關(guān)模擬陰影的最后思考
14.5 平面網(wǎng)格陰影映射
14.5.1 計算投影變換
14.5.2 優(yōu)化平面陰影
14.6 光照映射和面緩存技術(shù)簡介
14.6.1 面緩存技術(shù)
14.6.2 生成光照圖
14.6.3 實(shí)現(xiàn)光照映射函數(shù)
14.6.4 暗映射（dark mapping）
14.6.5 光照圖特效
14.6.6 優(yōu)化光照映射代碼
14.7 整理思路
14.8 總結(jié)

第五部分 高級動畫、物理建模和優(yōu)化
第15章 3D角色動畫、運(yùn)動和碰撞檢測
15.1 新的游戲引擎模塊
15.2 3D動畫簡介
15.3 Quake II .MD2文件格式
15.3.1 .MD2文件頭
15.3.2 加載Quake II .MD2文件
15.3.3 使用.MD2文件實(shí)現(xiàn)動畫
15.3.4 .MD2演示程序
15.4 不基于角色的簡單動畫
15.4.1 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和平移運(yùn)動
15.4.2 復(fù)雜的參數(shù)化曲線移動
15.4.3 使用腳本來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動
15.5 3D碰撞檢測
15.5.1 包圍球和包圍圓柱
15.5.2 使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來提高碰撞檢測的速度
15.5.3 地形跟蹤技術(shù)
15.6 總結(jié)

第16章 優(yōu)化技術(shù)
16.1 優(yōu)化技術(shù)簡介
16.2 使用Microsoft Visual C++和Intel VTune剖析代碼
16.2.1 使用Visual C++進(jìn)行剖析
16.2.2 分析剖析數(shù)據(jù)
16.2.3 使用VTune進(jìn)行優(yōu)化
16.3 使用Intel C++編譯器
16.3.1 下載Intel的優(yōu)化編譯器
16.3.2 使用Intel編譯器
16.3.3 使用編譯器選項(xiàng)
16.3.4 手工為源文件選擇編譯器
16.3.5 優(yōu)化策略
16.4 SIMD編程初步
16.4.1 SIMD基本體系結(jié)構(gòu)
16.4.2 使用SIMD
16.4.3 一個SIMD 3D向量類
16.5 通用優(yōu)化技巧
16.5.1 技巧1：消除_ftol（）
16.5.2 技巧2：設(shè)置FPU控制字
16.5.3 技巧3：快速將浮點(diǎn)變量設(shè)置為零
16.5.4 技巧4：快速計算平方根
16.5.5 技巧5：分段線性反正切
16.5.6 技巧6：指針遞增運(yùn)算
16.5.7 技巧7：盡可能將if語句放在循環(huán)外面
16.5.8 技巧8：支化（branching）流水線
16.5.9 技巧9：數(shù)據(jù)對齊
16.5.10 技巧10：將所有簡短函數(shù)都聲明為內(nèi)聯(lián)的
16.5.11 參考文獻(xiàn)
16.6 總結(jié)

第六部分 附錄
附錄A 光盤內(nèi)容簡介
附錄B 安裝DirectX和使用Visual C/C++
B.1 安裝DirectX
B.2 使用Visual C/C++編譯器
B.3 編譯提示

附錄C 三角學(xué)和向量參考
C.1 三角學(xué)
C.2 向量
C.2.1 向量長度
C.2.2 歸一化
C.2.3 標(biāo)量乘法
C.2.4 向量加法
C.2.5 向量減法
C.2.6 點(diǎn)積
C.2.7 叉積
C.2.8 零向量
C.2.9 位置向量
C.2.10 向量的線性組合

附錄D C++入門
D.1 C++是什么
D.2 必須掌握的C++知識
D.3 新的類型、關(guān)鍵字和約定
D.3.1 注釋符
D.3.2 常量
D.3.3 引用型變量
D.3.4 即時創(chuàng)建變量
D.4 內(nèi)存管理
D.5 流式輸入/輸出
D.6 類
D.6.1 新結(jié)構(gòu)
D.6.2 一個簡單的類
D.6.3 公有和私有
D.6.4 類的成員函數(shù)（方法）
D.6.5 構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)
D.6.6 編寫構(gòu)造函數(shù)
D.6.7 編寫析構(gòu)函數(shù)
D.7 域運(yùn)算符
在類外部定義成員函數(shù)
D.8 函數(shù)和運(yùn)算符重載
D.9 基本模板
D.10 異常處理簡介
異常處理的組成部分
D.11 總結(jié)

附錄E 游戲編程資源
E.1 游戲編程和新聞網(wǎng)站
E.2 下載站點(diǎn)
E.3 2D/3D引擎
E.4 游戲編程書籍
E.5 微軟公司的Direct X多媒體展示
E.6 新聞組
E.7 跟上行業(yè)的步伐
E.8 游戲開發(fā)雜志
E.9 Quake資料
E.10 免費(fèi)模型和紋理
E.11 游戲網(wǎng)站開發(fā)者
附錄F ASCII碼表