●第1章入門1
1.1語言和庫1
1.1.1C++2
1.1.2OpenGL/GLSL2
1.1.3窗口管理2
1.1.4擴展庫3
1.1.5數學庫3
1.1.6紋理管理3
1.1.7可選庫4
1.2安裝和配置4
參考資料4
第2章OpenGL圖像管線5
2.1OpenGL管線5
2.1.1C++/OpenGL應用程序6
2.1.2頂點著色器和片段著色器9
2.1.3曲面細分著色器12
2.1.4幾何著色器13
2.1.5光柵化14
2.1.6片段著色器15
2.1.7像素操作16
2.2檢測OpenGL和GLSL錯誤17
2.3從文件讀取GLSL源代碼19
2.4從頂點構建對像20
2.5場景動畫21
2.6C++代碼文件結構23
補充說明24
習題24
參考資料25
第3章數學基礎26
3.13D坐標繫統26
3.2點26
3.3矩陣27
3.4變換矩陣29
3.4.1平移矩陣29
3.4.2縮放矩陣29
3.4.3旋轉矩陣30
3.5向量31
3.5.1點積的應用32
3.5.2叉積的應用33
3.6局部和世界空間33
3.7視覺空間和合成相機34
3.8投影矩陣36
3.8.1透視投影矩陣36
3.8.2正射投影矩陣37
3.9LookAt矩陣38
3.10用來構建矩陣變換的GLSL函數39
補充說明40
習題40
參考資料41
第4章管理3D圖形數據42
4.1緩衝區和頂點屬性42
4.2統一變量44
4.3頂點屬性插值45
4.4模型-視圖和透視矩陣46
4.5我們的第一個3D程序——一個3D立方體47
4.6渲染一個對像的多個副本53
4.7在同一個場景中渲染多個不同模型57
4.8矩陣堆棧59
4.9應對“Z衝突”偽影64
4.的其他選項65
4.11性能優先的編程方法66
4.11.1盡量減少動態內存空間分配66
4.11.2預先計算透視矩陣67
4.11.3背面剔除68
補充說明69
習題70
參考資料70
第5章紋理貼圖71
5.1加載紋理圖像文件71
5.2紋理坐標72
5.3創建紋理對像74
5.4構建紋理坐標74
5.5將紋理坐標載入緩衝區75
5.6在著色器中使用紋理：采樣器變量和76
5.7紋理貼圖：示例程序77
5.8多級漸遠紋理貼圖79
5.9各向異性過濾83
5.10環繞和平鋪84
5.11透視變形85
5.12材質——更多OpenGL細節86
補充說明86
習題87
參考資料87
第6章3D模型88
6.1程序構建模型——構建一個球體88
6.2OpenGL索引——構建一個環面94
6.2.1環面94
6.2.2OpenGL中的索引95
6.3加載外部構建的模型99
補充說明106
習題107
參考資料107
第7章光照108
7.1光照模型108
7.2光源109
7.3材質111
7.4ADS光照計算112
7.5實現ADS光照114
7.5.1Gouraud著色（雙線性光強插值法）115
7.5.2Phong著色120
7.6結合光照與紋理124
補充說明126
歷史記錄126
習題126
參考資料127
第8章陰影128
8.1陰影的重要性128
8.2投影陰影129
8.3陰影體129
8.4陰影貼圖130
8.4.1陰影貼圖（第1輪）——從光源位置“繪制”物體131
8.4.2陰影貼圖（中間步驟）——將Z緩衝區復制到紋理132
8.4.3陰影貼圖（第2輪）——渲染帶陰影的場景132
8.5陰影貼圖示例135
8.6陰影貼圖的偽影139
8.7柔和陰影142
8.7.1現實世界中的柔和陰影142
8.7.2生成柔和陰影——百分比鄰近濾波（PCF）143
8.7.3柔和陰影/PCF程序146
補充說明148
習題148
參考資料149
第9章天空和背景150
9.1天空盒150
9.2天空穹頂152
9.3實現天空盒153
9.3.1從頭開始構建天空盒153
9.3.2使用OpenGL立方體貼圖156
9.4環境貼圖158
補充說明161
習題162
參考資料163
第10章增強表面細節164
10.1凹凸貼圖164
10.2法線貼圖166
10.3高度貼圖172
補充說明174
習題175
參考資料175
第11章參數曲面176
11.1二次貝塞爾曲線176
11.2三次貝塞爾曲線177
11.3二次貝塞爾曲面180
11.4三次貝塞爾曲面181
補充說明183
習題183
參考資料183
第12章曲面細分184
12.1OpenGL中的曲面細分184
12.2貝塞爾曲面細分188
12.3地形、高度圖的細分193
12.4控制細節級別（LOD）198
補充說明200
習題201
參考資料201
第13章幾何著色器202
13.1OpenGL中的處理202
13.2203
13.3206
13.4207
13.5類型209
補充說明211
習題211
參考資料211
第14章其他技術212
14.1霧212
14.2復合、混合、透明度213
14.3用戶定義剪裁平面218
14.43D紋理219
14.5噪聲223
14.6噪聲應用——大理石227
14.7噪聲應用——木材230
14.8噪聲應用——雲233
14.9噪聲應用——特殊效果236
補充說明238
習題238
參考資料239
附錄APC（Windows）上的安裝與設置240
A.1安裝庫和開發環境240
A.1.1安裝開發環境240
A.1.2安裝OpenGL/
GLSL240
A.1.3準備GLFW240
A.1.4準備GLEW241
A.1.5準備GLM241
A.1.6準備SOIL2241
A.1.7準備共享的“lib”和“include”文件夾241
A.2在MSVisualStudio中開發和部署OpenGL項目242
參考資料243
附錄BMacintosh（macOS）平臺上的安裝與設置244
B.1安裝庫和開發環境244
B.1.1準備並安裝依賴庫244
B.1.2準備開發環境245
B.2修改Mac的C++/OpenGL/GLSL應用程序代碼246
B.2.1修改C++代碼247
B.2.2修改GLSL代碼247
B.2.3補充說明248
參考資料248
附錄C使用Nsight圖形調試器249
C.1關於NVIDIANsight249
C.2設置Nsight249
C.3在Nsight中運行C++/OpenGL應用程序250
參考資料252

本書以C++和OpenGL作為工具，教授計算機圖形學編程。全書共14章和3個附錄。
首先從圖形編程的基礎和準備工作開始，依次介紹了OpenGL圖像管線、圖形編程數學基礎、管理3D圖形數據、紋理貼圖、3D模型、光照、陰影、天空和背景、增強表面細節、參數曲面、曲面細分、幾何著色器，以及其他相關的圖形編程技術。附錄分別介紹了Windows、macOS平臺上的安裝設置，以及Nsight圖形調試器的應用。本書每章最後配備了不同形式的習題，供讀者鞏固所學知識。
本書適合作為高等院校計算機科學專業的計算機圖形編程課程的教材或輔導書，也適合對計算機圖形編程感興趣的讀者自學。