Shaders for Game Programmers and Artists（游戏图形学开发）

【实例简介】Shaders for Game Programmers and Artists（游戏图形学开发）

游戏开发shader

【实例截图】

【核心代码】

Contents
TEAM LinG - Live, Informative, Non-cost and Genuine !
Viewing It from a Camera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Under the Hood . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3D APIs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
OpenGL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
DirectX and Direct3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Which One Is Better? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Hardware Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Shaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
It’s Your Turn! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
What’s Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Chapter 3 RenderMonkey Version 1.5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Introduction to RenderMonkey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Our First Look at RenderMonkey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Autopsy of a Shader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
It’s Your Turn! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
What’s Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Chapter 4 Getting Started, Your First Shaders. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Your First Shader. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Texturing Your Object. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Seeing Double. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
It’s Your Turn! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Exercise 1: ANIMATING A TEXTURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Exercise 2: BLENDING TWO TEXTURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
What’s Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Part II Screen Effects. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Chapter 5 Looking Through a Filter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Rendering to a Sketchpad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Texture Coordinates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Finally Rendering Your Render Target . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Don’t Adjust Your TV!. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Black and White, Like in the Old Times . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Generalizations Are Good!. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Things Are Not Always Linear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Contents xiii
TEAM LinG - Live, Informative, Non-cost and Genuine !
Blurring Things Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Bring on the Filters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Motion Blur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Building the Motion Blur Shader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
It’s Your Turn! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Exercise 1: OLD TIME MOVIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Exercise 2: GAUSS FILTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
What’s Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Chapter 6 Blurring Things Up. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
What Is Depth of Field? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
It’s All About Faking It!. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Blurring Things, Take Two . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
Depth Impostors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
A Note About Z-Buffers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Using the Alpha Channel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
A Note About Multiple Render Targets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
Doing It Twice. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
What About the Z-Buffer? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Special Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
It’s Your Turn! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Exercise 1: MULTIPLE IMPOSTORS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Exercise 2: USING A LOOKUP TEXTURE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Exercise 3: USING INTERMEDIATE BLUR TEXTURES
TO CREATE A SMOOTHER TRANSITION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
What’s Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Chapter 7 It’s Getting Hot in Here . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
What Is Heat Haze?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Uses for Heat Haze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
It’s All About Distortion Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Putting a Background to Your Shader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Hitting the Pavement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
Looking Above the Flame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
It’s Your Turn! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Exercise 1: YOUR OWN REFRACTION SHADER . . . . . . . . . . . . . . 132
Exercise 2: MAKING IT MORE LIVELY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
What’s Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Contents xiv
TEAM LinG - Live, Informative, Non-cost and Genuine !
Chapter 8 Making Your Day Brighter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
What Is High Dynamic Range? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Glare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Streaks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Lens Flares. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
A Few HDR Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
What About Floating-Point Textures? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Exposure Control: The First Step. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
A Note on Automatic Exposure Control. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Time for Some High Dynamic Range Effects. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Your First HDR Shader: The Glare! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
Time for Some Streaking!. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Lens Flare Free-for-All. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Putting It All Together . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
Solutions for Today’s Hardware. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
It’s Your Turn! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
Exercise 1: USING A BIG FILTER. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
Exercise 2: STREAKING ON TODAY’S HARDWARE . . . . . . . . . . . 152
What’s Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
Part III Making It Look Real . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Chapter 9 May There Be Light . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Of Light and Magic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
What Makes Light in the First Place . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Types of Lights. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Directional Light . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Point Lights. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
Spot Lights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
Area Lights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Let’s Get Shading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
Ambient Lighting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
Diffuse Lighting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
Specular Lighting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
Putting It Together . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
Contents xv
TEAM LinG - Live, Informative, Non-cost and Genuine !
It’s Your Turn! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
Exercise 1: DIRECTION LIGHTS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
Exercise 2: ANIMATING LIGHTS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
What’s Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
Chapter 10 Shiny Little Pixels. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Why Isn’t Vertex Lighting Enough?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
Basic Pixel Lighting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
Diffuse Lighting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
Specular Lighting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
Putting It All Together . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
Giving You Goose Bumps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
Bumpmapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
Tangent Space. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
Normal Maps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
It’s Your Turn! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Exercise 1: DIRECTION LIGHTS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Exercise 2: MULTIPLE LIGHTS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
What’s Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Chapter 11 Mirror, Mirror, On the Wall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
From Reflections to Refractions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
Reflections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
Refraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
Walking Hand in Hand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
Building Dynamic Environment Maps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
It’s Your Turn! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
Exercise 1: DOING IT ALL PER-PIXEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
Exercise 2: COLOR-BASED REFRACTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
What’s Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Chapter 12 Not All Materials Are the Same. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
BRDFs Are Your Friends. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
Soft and Velvety . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
Determining BRDFs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
Oren-Nayer Velvet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
It’s Your Turn! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Exercise 1: USING LOOKUP TEXTURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
Exercise 2: MULTIPLE BRDFs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
What’s Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
Contents xvi
TEAM LinG - Live, Informative, Non-cost and Genuine !
Chapter 13 Building Materials from Scratch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
Turning Up the Noise!. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
Clouds, Clouds in the Sky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
Wood and Marble. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
Using Noise to Move Things Around . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
It’s Your Turn! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
Exercise 1: ANIMATING CLOUDS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
Exercise 2: RENDERING STRATA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
What’s Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
Chapter 14 Why Does It Always Need to Look Real? . . . . . . . . . . . . . 245
Just Like a Television Cartoon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
Outline Rendering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
Other Outlining Ideas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
Toon Shading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
Real-Time Hatching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
It’s Your Turn! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
Exercise 1: DEPTH-BASED OUTLINE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
Exercise 2: SILHOUETTE AND TOON SHADING . . . . . . . . . . . . . . 260
What’s Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
Part IV Advanced Topics. . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
Chapter 15 Watch Out for That Morning Fog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
The Basics of Fog. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
Hardware Fog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
Not Just Your Everyday Fog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
Giving Your Fog a Little Depth. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
Rendering the Atmosphere. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
It’s Your Turn! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
Exercise 1: ROUND FOG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
What’s Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
Chapter 16 Moving Objects Around . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
Light, Camera, Action! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
Object Metamorphosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
Of Skin and Bones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
It’s Your Turn! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
What’s Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
Contents xvii
TEAM LinG - Live, Informative, Non-cost and Genuine !
Chapter 17 Advanced Lighting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
Outdoor Scene Lighting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
Some General Approaches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
Hemisphere Lighting Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
Polynomial Texture Maps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
Combining BRDF and Bumpmapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
Building the Shader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
Spherical Harmonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
The Basic Idea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302
Lighting with Spherical Harmonics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
It’s Your Turn! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
Exercise 1: PER-PIXEL SPHERICAL HARMONICS. . . . . . . . . . . . . . 306
What’s Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
Chapter 18 Shadowing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
The Basics of Shadows. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
Shadow Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
Shadow Volumes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320
Taking Advantage of the Hardware. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323
It’s Your Turn! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
Exercise 1: SOFT SHADOW MAPPING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325
What’s Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326
Chapter 19 Geometry Tricks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327
Level of Detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
Static LOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
Progressive LOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331
Re-Creating Lost Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334
Displacement Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336
It’s Your Turn! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337
What’s Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
Part V Appendixes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
Appendix A High-Level Shader Language Reference . . . . . . . . . . . . . . 343
Data Types. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
Scalar Types. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
Vector Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
Contents xviii
TEAM LinG - Live, Informative, Non-cost and Genuine !
Matrix Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345
Structure Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
Predefined Types. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
Typecasts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
Statements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
Expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349
User-Defined Functions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351
Built-In Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352
Appendix B RenderMonkey Version 1.5 User Manual . . . . . . . . . . . . . 379
Installation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
Installing RenderMonkey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
Using RenderMonkey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
Application Toolbar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381
Application Menu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
Workspace View . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385
Application Preferences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394
Modules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395
Where Do We Go from Here?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
Appendix C What’s on the CD. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
Source Code. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
RenderMonkey . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
High Resolution Illustrations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
DirectX 9.0 SDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
NVIDIA Texture Library . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404
NVIDIA Photoshop Plug-In . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405
Appendix D Exercise Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
Appendix E Shader Library . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
Basic Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
Object Transformation and Projection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
Basic Texturing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
Color Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
Depth Encoding and Decoding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
Contents xix
TEAM LinG - Live, Informative, Non-cost and Genuine !
Screen Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
Rendering to a Full Screen Quad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
Color Matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
Basic Filtering Pixel Shader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454
Box Blur Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
Gauss Blur Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455
Edge Detection Filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456
Lighting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
Diffuse Lighting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
Specular Lighting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
Tangent Space Lighting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458
Per-Pixel Bumpmapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
Polynomial Texture Mapping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460
Spherical Harmonics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
Reflection and Refraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
Reflection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
Refraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
Velvet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
Oren-Nayer Lighting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
Basic Perlin Noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
Marble and Wood Noise Materials. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467