简介
《GPU精粹3》是GPU精粹系列畅销书的第三卷，本卷的目的是让“软件
开发和科学研究人员充分挖掘GPU的并行运算潜力”，即充分发挥GPU的通
用计算能力。所以，本书所描述的技术除了能为游戏开发、影视特效、虚
拟现实与增强现实、仿真系统、图像处理等传统的图形应用领域“创造极
其逼真的人物角色、更好的光照效果和渲染合成效果”之外，而且还增强
了对“金融模拟、金融分析，甚至病毒检测，尤其是NVIDIA CUDA编程架构
”等需求更为广阔的非图形类领域的应用。
本书主要分为六大部分，分别是：几何体、光照和阴影、绘制、图像
效果、物理仿真和GPU计算，涵盖了图形学领域的几乎所有应用方向，给出
了当前GPU发展的最新技术，汇集了下一代3D引擎所需要的最关键的运算法
则。图形领域中几乎所有知名企业和研究机构都参与了此书的编写和技术
提供工作，可谓阵容强大，其中包括NVIDIA、苹果、微软研究院、世嘉、
Crytek、EA、Infinity Ward、康乃尔大学、伊利诺斯大学、英国达特茅斯
学院、伦敦帝国理工学院、东京大学等。
目录
第Ⅰ部分 几何体
第1章 使用GPU 生成复杂的程序化地形
1.1 介绍
1.2 Marching Cubes算法和密度函数
1.2.1 在单元内生成多边形
1.2.2 查找表
1.3 地形生成系统概述
1.3.1 在地形块内部生成多边形
1.3.2 生成密度值
1.3.3 写一个有趣的密度函数
1.3.4 定制地形
1.4 在地形块中生成多边形
1.4.1 边缘数据
1.4.2 生成地形块：方法1
1.4.3 生成地形块：方法2
1.4.4 生成地形块：方法3
1.5 纹理和光影
1.6 对实际应用的考虑
1.6.1 细节层次
1.6.2 外部对象的碰撞和光照问题
1.7 结论
1.8 参考资料
第2章 群体动画渲染
2.1 目的
2.2 实例化的简单回顾
2.3 技术细节
2.3.1 基于常量的实例化
2.3.2 使用动画纹理的调色板蒙皮
2.3.3 几何变化
2.3.4 LOD系统
2.4 其他考虑因素
2.4.1 颜色变化
2.4.2 性能
2.4.3 整合
2.5 结论
2.6 参考资料
第3章 DirectX 10混合形状：打破限制
3.1 介绍
3.2 Dawn例子的实现
3.2.1 DirectX 10的特性
3.2.2 定义网格
3.2.3 流输出的方法
3.2，4 缓冲区-模板方法
3.3 运行例子
3.4 性能
3.5 参考资料
第4章 下一代Spoed Tree渲染
4.1 介绍
4.2 轮廓裁减
4.2.1 轮廓鳍挤压
4.2.2 高度追踪
……
第5章 普遍自适应的网格优化
第6章 GPU 生成的树的过程式风动画
第7章 GPU 上基于点的变形球可视化
第Ⅱ部分 光照和阴影
第8章 区域求和的差值阴影贴图
第9章 使用全局照明实现互动的电影级重光照
第10章 在可编程GPU 中实现并行分割的阴影贴图
第11章 使用层次化的遮挡剔除和几何体着色器得到高效鲁棒的阴影体
第12章 高质量的环境遮挡
第13章 作为后置处理的体积光照散射
第Ⅲ部分 渲染
第14章 用于真实感实时皮肤渲染的高级技术
第15章 可播放的全方位捕捉
第16章 Crysis 中植被的过程化动画和着色
第17章 鲁棒的多镜面反射和折射
第18章 用于浮雕映射的松散式锥形步进
第19章 Tabula Rasa 中的延迟着色
第20章 基于GPU 的重要性采样
第Ⅳ部分 图像效果
第21章 真正的Impostor
第22章 在GPU 上处理法线贴图
第23章 高速的离屏粒子
第24章 保持线性的重要性
第25章 在GPU 上渲染向量图
第26章 通过颜色进行对象探测：使用 GPU 进行实时视频图像处理
第28章 实用景深后期处理
第Ⅴ部分 物理仿真
第29章 GPU 上实时刚体仿真
第30章 实时仿真与3D 流体渲染
第31章 使用CUDA 进行快速N-body 仿真
第32章 使用CUDA 进行宽阶段碰撞检测
第33章 用于碰撞检测的LCP算法的CUDA 实现
第34章 使用单过程GPU 扫描和四面体转换的有向距离场
第Ⅵ部分 GPU 计算
第35章 使用GPU 进行病毒特征的快速匹配
第36章 用GPU 进行AES 加密和解密
第37章 使用CUDA 进行高效的随机数生成及应用
第38章 使用CUDA 进行地球内部成像
第39章 使用CUDA 的并行前缀和(扫描方法)
第40章 高斯函数的增量计算
第41章 使用几何体着色器处理紧凑和可变长度的GPU 反馈
第1章 使用GPU 生成复杂的程序化地形
1.1 介绍
1.2 Marching Cubes算法和密度函数
1.2.1 在单元内生成多边形
1.2.2 查找表
1.3 地形生成系统概述
1.3.1 在地形块内部生成多边形
1.3.2 生成密度值
1.3.3 写一个有趣的密度函数
1.3.4 定制地形
1.4 在地形块中生成多边形
1.4.1 边缘数据
1.4.2 生成地形块：方法1
1.4.3 生成地形块：方法2
1.4.4 生成地形块：方法3
1.5 纹理和光影
1.6 对实际应用的考虑
1.6.1 细节层次
1.6.2 外部对象的碰撞和光照问题
1.7 结论
1.8 参考资料
第2章 群体动画渲染
2.1 目的
2.2 实例化的简单回顾
2.3 技术细节
2.3.1 基于常量的实例化
2.3.2 使用动画纹理的调色板蒙皮
2.3.3 几何变化
2.3.4 LOD系统
2.4 其他考虑因素
2.4.1 颜色变化
2.4.2 性能
2.4.3 整合
2.5 结论
2.6 参考资料
第3章 DirectX 10混合形状：打破限制
3.1 介绍
3.2 Dawn例子的实现
3.2.1 DirectX 10的特性
3.2.2 定义网格
3.2.3 流输出的方法
3.2，4 缓冲区-模板方法
3.3 运行例子
3.4 性能
3.5 参考资料
第4章 下一代Spoed Tree渲染
4.1 介绍
4.2 轮廓裁减
4.2.1 轮廓鳍挤压
4.2.2 高度追踪
……
第5章 普遍自适应的网格优化
第6章 GPU 生成的树的过程式风动画
第7章 GPU 上基于点的变形球可视化
第Ⅱ部分 光照和阴影
第8章 区域求和的差值阴影贴图
第9章 使用全局照明实现互动的电影级重光照
第10章 在可编程GPU 中实现并行分割的阴影贴图
第11章 使用层次化的遮挡剔除和几何体着色器得到高效鲁棒的阴影体
第12章 高质量的环境遮挡
第13章 作为后置处理的体积光照散射
第Ⅲ部分 渲染
第14章 用于真实感实时皮肤渲染的高级技术
第15章 可播放的全方位捕捉
第16章 Crysis 中植被的过程化动画和着色
第17章 鲁棒的多镜面反射和折射
第18章 用于浮雕映射的松散式锥形步进
第19章 Tabula Rasa 中的延迟着色
第20章 基于GPU 的重要性采样
第Ⅳ部分 图像效果
第21章 真正的Impostor
第22章 在GPU 上处理法线贴图
第23章 高速的离屏粒子
第24章 保持线性的重要性
第25章 在GPU 上渲染向量图
第26章 通过颜色进行对象探测：使用 GPU 进行实时视频图像处理
第28章 实用景深后期处理
第Ⅴ部分 物理仿真
第29章 GPU 上实时刚体仿真
第30章 实时仿真与3D 流体渲染
第31章 使用CUDA 进行快速N-body 仿真
第32章 使用CUDA 进行宽阶段碰撞检测
第33章 用于碰撞检测的LCP算法的CUDA 实现
第34章 使用单过程GPU 扫描和四面体转换的有向距离场
第Ⅵ部分 GPU 计算
第35章 使用GPU 进行病毒特征的快速匹配
第36章 用GPU 进行AES 加密和解密
第37章 使用CUDA 进行高效的随机数生成及应用
第38章 使用CUDA 进行地球内部成像
第39章 使用CUDA 的并行前缀和(扫描方法)
第40章 高斯函数的增量计算
第41章 使用几何体着色器处理紧凑和可变长度的GPU 反馈
GPU gems.3
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