کتاب صوتی صفر تا صد برنامه‌نویسی Vertex و Pixel Shaders با مثال‌های کاربردی

📚 کتاب آموزشی جامع

📚 اطلاعات کتاب

عنوان کتاب: کتاب صفر تا صد برنامه‌نویسی Vertex و Pixel Shaders با مثال‌های کاربردی

موضوع کلی: برنامه‌نویسی گرافیک کامپیوتری

موضوع میانی: سایه‌زن‌های Vertex و Pixel

📋 سرفصل‌های کتاب (100 موضوع)

• 1. مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی گرافیک کامپیوتری مدرن
• 2. Pipeline رندرینگ گرافیکی و جایگاه Shaders
• 3. تاریخچه و تکامل Vertex و Pixel Shaders
• 4. مفاهیم اصلی: Vertex Shader چیست؟
• 5. مفاهیم اصلی: Pixel Shader چیست؟
• 6. مروری بر جبر خطی کاربردی در گرافیک
• 7. بردارها: عملیات پایه و کاربردها
• 8. ماتریس‌ها: ساختار، عملیات و کاربردها
• 9. تبدیلات هندسی: انتقال (Translation)
• 10. تبدیلات هندسی: چرخش (Rotation)
• 11. تبدیلات هندسی: مقیاس (Scaling)
• 12. ترکیب تبدیلات و ترتیب اعمال آن‌ها
• 13. سیستم‌های مختصات: Local, World, View, Projection
• 14. ماتریس View: دوربین و فضای دید
• 15. ماتریس Projection: پرسپکتیو و اورتوگرافیک
• 16. معرفی زبان‌های Shading (HLSL/GLSL): سینتکس و مفاهیم مشترک
• 17. ساختار کلی یک Shader: ورودی‌ها، خروجی‌ها، یونیفرم‌ها
• 18. انواع داده‌ها، ساختارها و آرایه‌ها در Shaders
• 19. عملگرها، کنترل جریان (If/Else, Loops) در Shader
• 20. توابع ذاتی (Intrinsic Functions) مهم برای محاسبات گرافیکی
• 21. تعریف Constant Buffers و انتقال داده از CPU به GPU
• 22. منابع (Resources): Texture ها و Sampler State ها
• 23. کامپایل و لینک کردن Shaders به Pipeline
• 24. مدیریت خطا و اشکال‌زدایی اولیه در Shader
• 25. Workflow توسعه Shader: از ایده تا پیاده‌سازی
• 26. ورودی‌های Vertex Shader: Vertex Attributes (Position, Normal, UV)
• 27. خروجی‌های Vertex Shader و Interpolatorها
• 28. تبدیل مختصات در Vertex Shader: فضای مدل به جهانی
• 29. تبدیل مختصات در Vertex Shader: فضای جهانی به دید
• 30. تبدیل مختصات در Vertex Shader: فضای دید به Clip
• 31. فضای Clip و تبدیل به Normalized Device Coordinates (NDC)
• 32. مفهوم Rasterization و Interpolation داده‌ها
• 33. انتقال Normal Vectors و Tangents به Pixel Shader
• 34. مثال کاربردی: اعمال تبدیلات پایه به مدل
• 35. مثال کاربردی: متحرک‌سازی ساده Vertex ها (موج آب)
• 36. مثال کاربردی: ایجاد افکت‌های هندسی با Vertex Shader
• 37. Buffers: Vertex Buffer و Index Buffer
• 38. هندسه پایه: رسم نقاط، خطوط و مثلث‌ها
• 39. Data Packing: بهینه‌سازی فضای VRAM
• 40. Instancing: رسم چندین شیء با یک Vertex Shader
• 41. ورودی‌های Pixel Shader: داده‌های Interpolated
• 42. خروجی‌های Pixel Shader: رنگ نهایی پیکسل
• 43. رنگ‌دهی ثابت و ترکیب رنگ‌ها (Color Blending)
• 44. مفهوم Texel و Texture Sampling
• 45. Texture Coordinates (UV) و Wrapping Modes
• 46. فیلترینگ Texture: Bilinear, Trilinear, Anisotropic
• 47. Mipmapping: بهبود کیفیت و عملکرد Texture
• 48. انواع Texture: 1D, 2D, 3D, Cube Map
• 49. شفافیت (Transparency) و Alpha Blending
• 50. Alpha Test و Discard کردن پیکسل‌ها
• 51. Z-Buffering و عمق‌سنجی در Pixel Shader
• 52. Back-Face Culling و نقش آن در Pipeline
• 53. مثال کاربردی: اعمال Texture به یک شیء
• 54. مثال کاربردی: ترکیب چند Texture برای جزئیات
• 55. مثال کاربردی: ایجاد افکت‌های شفافیت پویا
• 56. مبانی نورپردازی فیزیکی در گرافیک
• 57. مولفه نورپردازی Ambient: روشنایی محیطی
• 58. مولفه نورپردازی Diffuse: بازتاب مات و قانون Lambert
• 59. مولفه نورپردازی Specular: بازتاب براق و Phong Exponent
• 60. مدل نورپردازی Phong: Ambient + Diffuse + Specular
• 61. مدل نورپردازی Blinn-Phong: بهبود یافته و کارآمدتر
• 62. پیاده‌سازی Point Light در Shaders
• 63. پیاده‌سازی Directional Light در Shaders
• 64. پیاده‌سازی Spot Light در Shaders
• 65. معرفی PBR (Physically Based Rendering): مفاهیم پایه
• 66. Multi-Texturing و Layered Textures
• 67. Texture Atlases: بهینه‌سازی Call draw
• 68. Normal Mapping: شبیه‌سازی جزئیات سطوح
• 69. تکنیک‌های Parallax Mapping: افزایش عمق ظاهری
• 70. Displacement Mapping: تغییر هندسه واقعی
• 71. Material Properties: Metallic, Roughness, Specular Maps
• 72. Cubemaps و Environment Mapping برای بازتاب‌ها
• 73. Texture Arrays و استفاده در Shaders
• 74. Procedural Textures: ایجاد الگوهای دینامیک
• 75. Voxel Textures و Shading حجمی
• 76. Smooth Shading: Gouraud و Phong Shading
• 77. سایه‌ها: مفهوم Shadow Mapping
• 78. ایجاد Shadow Map در Render Pass اول
• 79. استفاده از Shadow Map در Pixel Shader برای سایه‌ها
• 80. Screen Space Ambient Occlusion (SSAO): بهبود عمق
• 81. بازتاب‌ها (Reflections): SSR (Screen Space Reflections)
• 82. شکست نور (Refraction): پیاده‌سازی و افکت‌های آن
• 83. Post-Processing Effects: Pipeline و کاربردها
• 84. Post-Processing: Grayscale, Sepia, Invert Color
• 85. Post-Processing: Bloom Effect برای نورهای خیره‌کننده
• 86. Post-Processing: Motion Blur و Depth of Field (مفاهیم)
• 87. Post-Processing: Gaussian Blur و افکت‌های فیلترینگ
• 88. Color Grading و LUT (Look-Up Table) در Post-Processing
• 89. Tessellation Shaders: افزایش جزئیات هندسه در زمان اجرا
• 90. Geometry Shaders: تولید هندسه پویا در GPU
• 91. بهینه‌سازی عملکرد Shaders: اصول و تکنیک‌ها
• 92. Overdraw: شناسایی و کاهش آن
• 93. استفاده بهینه از Texture Sampler ها و Caching
• 94. تکنیک‌های Debugging پیشرفته Shader
• 95. Profiling GPU: ابزارها و تحلیل گلوگاه‌ها
• 96. جمع‌بندی: سفر از صفر تا صد برنامه‌نویسی Shaders
• 97. ساخت یک پروژه نهایی: پیاده‌سازی یک صحنه کامل
• 98. معرفی و ادغام Shaders در موتورهای بازی (Unity/Unreal Engine)
• 99. مروری بر مفاهیم پیشرفته: Ray Tracing و Compute Shaders
• 100. منابع برای یادگیری بیشتر و مسیر شغلی در گرافیک