کتاب صوتی جامع گرافیک سه‌بعدی موبایل با OpenGL ES: از صفر تا پیاده‌سازی حرفه‌ای

📚 کتاب آموزشی جامع

📚 اطلاعات کتاب

عنوان کتاب: کتاب جامع گرافیک سه‌بعدی موبایل با OpenGL ES: از صفر تا پیاده‌سازی حرفه‌ای

موضوع کلی: گرافیک کامپیوتری و توسعه بازی

موضوع میانی: توسعه گرافیک سه‌بعدی برای پلتفرم‌های موبایل

📋 سرفصل‌های کتاب (100 موضوع)

• 1. مقدمه بر گرافیک سه‌بعدی و کاربردهای آن در موبایل
• 2. تاریخچه گرافیک موبایل: از M3G تا Vulkan
• 3. معرفی OpenGL ES: استاندارد صنعتی برای گرافیک تعاملی
• 4. راه‌اندازی محیط توسعه برای اندروید (NDK و JNI)
• 5. راه‌اندازی محیط توسعه برای iOS (OpenGL ES و GLKit)
• 6. پایپ‌لاین گرافیکی (Graphics Pipeline) به زبان ساده
• 7. مفاهیم بنیادی: ورتکس، فِرگمنت و پیکسل
• 8. سیستم‌های مختصات: فضای محلی، جهانی، دید و کلیپ
• 9. مقدمه‌ای بر ریاضیات گرافیک: بردارها و نقاط
• 10. عملیات بر روی بردارها: جمع، تفریق، ضرب اسکالر و نرمال‌سازی
• 11. ضرب داخلی (Dot Product) و ضرب خارجی (Cross Product)
• 12. مقدمه‌ای بر ماتریس‌ها و کاربرد آن‌ها در تبدیلات
• 13. عملیات ماتریسی: جمع، ضرب و ماتریس همانی
• 14. معرفی کواترنیون‌ها (Quaternions) برای چرخش‌های بدون قفل گیمبال
• 15. مفاهیم رنگ: مدل‌های RGB و RGBA
• 16. آشنایی با EGL: ارتباط OpenGL ES با سیستم پنجره‌بندی
• 17. ساختار اصلی یک برنامه گرافیکی: حلقه رندر (Render Loop)
• 18. رسم اولین شکل: یک مثلث رنگی
• 19. انواع Primitiveها: نقاط، خطوط و مثلث‌ها
• 20. آشنایی با شیدرها (Shaders) و زبان برنامه‌نویسی GLSL
• 21. شیدر رأس (Vertex Shader): پردازش ورتکس‌ها
• 22. شیدر قطعه (Fragment Shader): رنگ‌آمیزی پیکسل‌ها
• 23. کامپایل، لینک و استفاده از برنامه‌های شیدر
• 24. بافرهای ورتکس (VBO): ارسال داده‌های هندسی به GPU
• 25. بافرهای ایندکس (EBO/IBO): رندر بهینه با استفاده از ایندکس
• 26. آبجکت‌های آرایه ورتکس (VAO): مدیریت وضعیت ورتکس‌ها
• 27. ارسال داده به شیدرها از طریق Attributeها
• 28. ارسال داده‌های سراسری به شیدرها با Uniformها
• 29. تنظیم Viewport و پاک کردن بافرها (رنگ و عمق)
• 30. تبدیلات دوبعدی: انتقال، چرخش و تغییر مقیاس
• 31. فضای سه‌بعدی و مفهوم عمق
• 32. ماتریس مدل (Model Matrix): قرار دادن اشیاء در صحنه
• 33. ماتریس دید (View Matrix): تعریف جایگاه دوربین
• 34. ماتریس پروجکشن (Projection Matrix): از سه‌بعدی به دوبعدی
• 35. پروجکشن Orthographic برای رندر دو و نیم بعدی
• 36. پروجکشن Perspective برای ایجاد حس عمق واقعی
• 37. ترکیب ماتریس‌ها: ساختار کامل MVP (Model-View-Projection)
• 38. ارسال ماتریس MVP به ورتکس شیدر
• 39. بافر عمق (Depth Buffer) و فعال‌سازی تست عمق
• 40. جلوگیری از Z-Fighting: مشکلات رایج در تست عمق
• 41. پیاده‌سازی یک دوربین ساده با قابلیت حرکت
• 42. مفهوم تکسچر (Texture) و نقشه‌برداری UV
• 43. مختصات تکسचर (UV Coordinates)
• 44. بارگذاری فایل‌های تصویری (PNG, JPG) در حافظه
• 45. ساخت و اتصال یک آبجکت تکسچر در OpenGL ES
• 46. واحدهای تکسچر (Texture Units) و استفاده همزمان از چند تکسچر
• 47. نمونه‌برداری (Sampling) از تکسچر در فرگمنت شیدر
• 48. فیلتر کردن تکسچر: Nearest Neighbor و Linear Filtering
• 49. بهینه‌سازی با Mipmapping
• 50. حالت‌های پوشش تکسچر (Texture Wrapping): Repeat, Clamp, Mirror
• 51. ترکیب رنگ تکسچر با رنگ پایه ورتکس
• 52. مبانی نورپردازی در گرافیک کامپیوتری
• 53. مدل نورپردازی Phong: نور محیطی (Ambient)
• 54. مدل نورپردازی Phong: نور پخشی (Diffuse)
• 55. مدل نورپردازی Phong: نور آینه‌ای (Specular)
• 56. بردارهای نرمال (Normals) و اهمیت آن‌ها در نورپردازی
• 57. پیاده‌سازی نورپردازی Diffuse در شیدرها
• 58. پیاده‌سازی نورپردازی Specular و مفهوم درخشندگی (Shininess)
• 59. تعریف مواد (Materials) برای کنترل خواص سطح اشیاء
• 60. تبدیل بردارهای نرمال با استفاده از ماتریس نرمال
• 61. منابع نور: نور جهت‌دار (Directional Light)
• 62. منابع نور: نور نقطه‌ای (Point Light) و مفهوم تضعیف نور (Attenuation)
• 63. منابع نور: نور موضعی (Spotlight)
• 64. پیاده‌سازی چندین منبع نور در یک صحنه
• 65. مدل نورپردازی Blinn-Phong: یک بهینه‌سازی بر مدل Phong
• 66. تفاوت سایه‌زنی Gouraud و Phong
• 67. ترکیب رنگ و شفافیت (Alpha Blending)
• 68. حذف سطوح پشتی (Back-face Culling) برای بهینه‌سازی
• 69. بارگذاری مدل‌های سه‌بعدی: آشنایی با فرمت OBJ
• 70. تجزیه (Parsing) یک فایل OBJ و استخراج داده‌های ورتکس
• 71. الهام از M3G: مفهوم گراف صحنه (Scene Graph)
• 72. پیاده‌سازی یک گراف صحنه ساده: نودها و تبدیلات سلسله‌مراتبی
• 73. آبجکت‌های فریم‌بافر (FBO): رندر در یک تکسچر
• 74. افکت‌های پس‌پردازش (Post-Processing): سیاه و سفید کردن تصویر
• 75. افکت پس‌پردازش: اعمال فیلتر بلور (Blur) ساده
• 76. ساخت Skybox برای شبیه‌سازی آسمان و محیط
• 77. نقشه‌برداری محیطی (Environment Mapping) برای انعکاس
• 78. تکنیک Normal Mapping برای ایجاد جزئیات سطح بدون افزایش پلی‌گان‌ها
• 79. رندرینگ نمونه‌ای (Instanced Rendering) برای رسم تعداد زیادی شیء مشابه
• 80. پیاده‌سازی سایه‌های ساده با تکنیک Shadow Mapping
• 81. رندر متن با استفاده از Font Atlases
• 82. معماری GPUهای موبایل: رندرینگ مبتنی بر تایل (Tile-Based Rendering)
• 83. شناسایی گلوگاه‌های عملکرد (Bottlenecks) در اپلیکیشن‌های گرافیکی
• 84. بهینه‌سازی با دسته‌بندی تماس‌های رسم (Draw Call Batching)
• 85. حذف اشیاء خارج از دید دوربین (Frustum Culling)
• 86. فرمت‌های فشرده‌سازی تکسچر مخصوص موبایل (ETC, PVRTC, ASTC)
• 87. نکات بهینه‌سازی شیدرها برای پلتفرم موبایل
• 88. مدیریت حافظه و منابع گرافیکی به صورت بهینه
• 89. کنترل دوربین و اشیاء با ورودی لمسی (Touch Input)
• 90. پیاده‌سازی ژست‌های حرکتی مانند زوم و چرخش
• 91. ملاحظات مربوط به مصرف باتری و مدیریت حرارت
• 92. پروژه نهایی: ساخت یک نمایشگر مدل سه‌بعدی تعاملی
• 93. برنامه‌ریزی و معماری پروژه نهایی
• 94. پیاده‌سازی بارگذار مدل و مدیریت منابع (Resource Manager)
• 95. ادغام سیستم نورپردازی، مواد و دوربین تعاملی
• 96. افزودن یک رابط کاربری ساده (UI Overlay) بر روی صحنه سه‌بعدی
• 97. جمع‌بندی دوره و نگاهی به آینده: Vulkan و Metal
• 98. مسیر یادگیری بیشتر: موتورهای بازی‌سازی موبایل (Unity, Unreal)