第一章 绪论

1.1 虚拟地球渲染中的挑战

1.2 内容简介

1.2.1 基础知识

1.2.2 精度修正

1.2.3 矢量数据

1.2.4 三维球面地形构建

1.3 OpenGlobe结构

1.4 约定惯例

第一部分 基础知识

第二章 数学基础

2.1 虚拟地球坐标系

2.1.1 地理坐标系

2.1.2 WGS84坐标系

2.2 椭球体基础

2.2.1 WGS84椭球体

2.2.2 椭球体表面法线

2.2.3 大地纬度和高度

2.3 坐标变换

2.3.1 地理坐标系向WGS84坐标系转换

2.3.2 WGS84坐标系向地理坐标系转换

2.4 椭球体上的曲线

2.5 资源

第三章 渲染设计

3.1 渲染需求

3.2 概要

3.2.1 代码结构

3.3 状态管理

3.3.1 全局状态

3.3.2 定义渲染状态

3.3.3 GL状态与渲染状态同步

3.3.4 绘图状态

3.3.5 清除状态

3.3.6 通过状态排序

3.4 shader

3.4.1 编译和连接shader

3.4.2 顶点属性

3.4.3 片元输出

3.4.4 uniform单元

3.4.5 自动的uniform单元

3.4.6 高速缓存shader

3.5 顶点数据

3.5.1 顶点缓冲区

3.5.2 引导缓冲区

3.5.3 顶点数组

3.5.4 GL渲染操作

3.5.5 Direct3D中的顶点数据

3.5.6 网格

3.6 纹理

3.6.1 创建纹理

3.6.2 采样器

3.6.3 用纹理渲染

3.6.4 GL渲染操作

3.6.5 Direct3D中的纹理

3.7 帧缓冲区

3.7.1 GL渲染操作

3.7.2 Direct3D中的帧缓冲区

3.8 完整流程：渲染一个三角形

3.9 资源

第四章 球面渲染

4.1 分格化

4.1.1 细分表面

4.1.2 细分表面操作

4.1.3 立方体图分格化

4.1.4 地理网格分格化

4.1.5 分格化算法比较

4.2 着色

4.2.1 光照

4.2.2 纹理

4.2.3 CPU/GPU权衡

4.2.4 经纬度网格

4.2.5 夜间照明

4.3 GPU光线投射

4.4 资源

第二部分 精度修正

第五章 顶点位置精度修正

5.1 抖动产生原因

5.1.1 浮点舍入误差

5.1.2 导致抖动的根本原因

5.1.3 为什么缩放不能解决抖动问题

5.2 根据中心渲染物体

5.3 使用CPU根据视点进行渲染

5.4 在GPU上根据视点进行渲染

5.4.1 通过DSFUN90提高精度

5.4.2 精度LOD

5.5 一些建议

5.6 资源

第六章 深度缓存精度

6.1 深度缓存误差的原因

6.1.1 最小三角分隔

6.2 基本解决方案

6.3 补偿深度缓存

6.4 对数深度缓存

6.5 多视锥体渲染

6.5.1 性能影响

6.6 w缓存

6.7 算法总结

6.8 资源

第三部分 矢量数据

第七章 矢量数据和折线

7.1 矢量数据源

7.2 解决z冲突

7.3 折线

7.3.1 批处理

7.3.2 静态缓存

7.3.3 线宽

7.3.4 轮廓线

7.3.5 采样

7.4 资源

第八章 多边形

8.1 纹理渲染

8.2 多边形镶嵌

8.2.1 输入整理

8.2.2 三角化

8.2.3 耳部剪除优化

8.2.4 细分

8.2.5 设置高度

8.2.6 绘制

8.2.7 管线修正

8.3 地形上的多边形

8.3.1 绘制方法

8.3.2 阴影体

8.3.3 采用阴影体绘制多边形

8.3.4 优化

8.4 资源

第九章 球面布告板

9.1 基础渲染

9.2 最小化纹理切换

9.2.1 纹理图集装箱算法

9.2.2 基于纹理图集的渲染

9.3 原点与偏移

9.4 文本渲染

9.5 资源

第十章 并行化资源准备

10.1 并行化无处不在

10.1.1 CPU并行化

10.1.2 GPU并行化

10.1.3 多线程并行化

10.2 数字地球中任务级的并行化

10.3 多线程的体系结构

10.3.1 消息队列

10.3.2 粗粒度线程

10.3.3 细粒度线程

10.3.4 异步I/O

10.3.5 单线程测试／调试模式

10.4 OpenGL多线程编程

10.4.1 一个GL线程，多个工作线程

10.4.2 多个线程，一个GL上下文

10.4.3 多线程，多内容

10.4.4 多线程驱动

10.5 参考资料

第四部分 三维球面地形构建

第十一章 地形基础知识

11.1 地形表示的基础理论

11.1.1 高度图

11.1.2 体素渲染

11.1.3 内隐式曲面

11.1.4 不规则三角网格

11.1.5 地形表示法小结

11.2 渲染高度图

11.2.1 创建三角形网格

11.2.2 顶点着色位移图

11.2.3 GPU光线投射算法

11.2.4 高度放大技术

11.3 计算法向量

11.3.1 前向求差分算法

11.3.2 中心差分算法

11.3.3 Sobel滤波方法

11.3.4 法向量计算方法小结

11.4 地形着色

11.4.1 颜色图和纹理坐标

11.4.2 细节图

11.4.3 程序着色

11.5 相关资料

第十二章 大面积地形渲染

12.1 细节等级（LOD）

12.1.1 离散LOD

12.1.2 连续LOD

12.1.3 层次LOD

12.1.4 屏幕空间误差

12.1.5 Artifacts

12.2 预处理

12.2.1 高度图转换为Mipmaps和Clipmaps

12.2.2 瓦片

12.2.3 网格简化

12.3 外存绘制

12.3.1 缓存层次结构

12.3.2 加载顺序策略

12.3.3 替换策略

12.3.4 预取

12.3.5 压缩

12.4 剔除

12.4.1 背面剔除

12.4.2 视锥体剔除

12.4.3 地平线剔除

12.4.4 硬件遮挡查询

12.4.5 从前往后绘制

12.5 资源

第十三章 geometry clipmapping算法

13.1 clipmap金字塔

13.2 顶点缓冲区

13.3 顶点和片断shader

13.4 融合

13.5 clipmap更新

13.5.1 环形寻址

13.5.2 更新区域

13.5.3 更新高程

13.5.4 更新法线

13.5.5 多线程Out-of-Core更新

13.5.6 上采样

13.5.7 替换和预取

13.5.8 比较和综合

13.6 着色

13.7 球体上的geometry clipmapping算法

13.7.1 在顶点shader中映射到椭球体表面

13.7.2 spherical clipmapping算法

13.7.3 coordinate clipmapping算法

13.8 相关资料

第十四章 chunked LOD算法

14.1 chunks

14.2 选择过程

14.3 chunk之间的裂痕

14.4 转换算法

14.5 生成算法

14.5.1 更新

14.5.2 激活顶点

14.5.3 网格化

14.6 着色

14.7 Out-of-Core渲染

14.8 地球上执行chunked LOD算法

14.9 chunked LOD算法与geometry clipmapping算法的比较

14.10 相关资料

附录A 消息队列实现

参考文献

关于作者