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出版者:清华大学出版社

作者:丁凤刚

出品人:

页数:196

译者:

出版时间:2002-7-1

价格:18.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787302056621

丛书系列:

图书标签:

• 汇编语言
• 程序设计
• 自学考试
• 计算机
• 教材
• 教学
• 入门
• 8086
• 微机原理
• 考试辅导

计算机图形学基础与应用 本书简介 本书系统地介绍了计算机图形学的基本原理、核心算法及其在现代工业、科学研究和娱乐领域的广泛应用。内容涵盖了从基础的几何建模到复杂的三维渲染管线，旨在为读者提供一个全面且深入的理论框架和实践指南。 第一部分：图形学基础与数学原理 本部分着重于奠定读者理解后续复杂主题所需的数学和概念基础。 1. 计算机图形学的历史与发展： 追溯图形学从早期的向量显示技术到现代实时光线追踪的发展历程，探讨其在人机交互、可视化领域的关键作用。 2. 几何表示与变换： 详细阐述了二维和三维空间中的点、线、多边形、曲线和曲面的数学表示方法。重点解析了齐次坐标系在图形学中的重要性，并深入讲解了刚体变换（平移、旋转、缩放）的矩阵运算，包括如何组合和优化这些变换。此外，对四元数在三维旋转表示中的优势和应用进行了详尽的讨论。 3. 投影几何： 区分正交投影和透视投影，分析透视收缩的原理及其在模拟人眼视觉中的作用。详细介绍如何构建和应用投影矩阵，将三维世界坐标准确地映射到二维屏幕空间（裁剪空间）。 4. 扫描转换算法： 这是图形学管线中至关重要的一环。本书细致地比较和分析了直线（如DDA算法、中点直线算法）和圆的扫描转换技术。对于填充多边形，深入探讨了边界填充算法（如Sutherland-Hodgman裁剪算法）和光栅化技术，确保几何模型能被精确地转换成屏幕上的像素点集。 第二部分：三维建模与表示 本部分聚焦于如何高效、灵活地描述复杂的现实世界对象。 1. 曲线与曲面表示： 介绍了参数化曲线（如贝塞尔曲线、B样条曲线）的定义、控制点机制和局部/全局修正特性。对于曲面，详细阐述了Bézier曲面和NURBS（非均匀有理B样条）曲面，强调NURBS在工业设计和CAD领域中的统治地位，包括其权重和节点向量的控制机制。 2. 实体建模技术： 对比分析了三种主要的实体建模范式：边界表示法（B-Rep）、构造实体几何（CSG）和体素表示。CSG通过布尔操作组合简单原始体的方法被深入剖析，并讨论了这些模型如何转换为可供渲染的三角形网格。 3. 网格处理与细分： 重点讲解了多边形网格（Mesh）的组织结构（如半边数据结构）。阐述了网格简化（如边坍塌）和细分算法（如Catmull-Clark细分），这些技术是实现高细节模型和实时动态细节的关键。 第三部分：光照、着色与渲染 这是图形学中最具挑战性也最引人入胜的部分，涉及光如何与物体表面交互以及如何形成最终图像。 1. 颜色模型与感知： 介绍人眼对颜色的感知特性，以及标准颜色模型，包括RGB、CMY以及用于颜色均匀性分析的CIE XYZ空间。深入讨论了伽马校正的重要性，确保颜色在显示设备上的准确再现。 2. 局部光照模型： 详细分析了Phong和Blinn-Phong反射模型，分解了环境光、漫反射和镜面反射三个核心分量。随后引入了更精确的经验模型，如基于物理的渲染（PBR）的基础，讨论了菲涅尔效应和微表面理论的初步概念。 3. 纹理映射与表面细节： 讲解了如何通过纹理坐标将二维图像信息映射到三维表面上。除了基础的纹理映射，本书还深入探讨了环境贴图（Reflection Mapping）、凹凸贴图（Bump Mapping）和法线贴图（Normal Mapping），这些技术极大地丰富了表面的视觉细节，而无需增加几何复杂度。 4. 经典渲染算法： 扫描线算法（Rasterization Pipeline）： 全面解析现代GPU的核心——固定功能或可编程的栅格化流水线，从模型变换到片段处理的每一步骤。 光线追踪（Ray Tracing）： 阐述了光线追踪的基本原理，包括射线与几何体的求交测试（如射线-三角形求交）。重点分析了加速结构，如包围盒层次结构（BVH）和Kd树，这些是实现高效光线追踪的基石。 全局光照基础： 介绍了如何模拟间接光照。讨论了辐射度方法（Radiosity）的原理，以及路径追踪（Path Tracing）作为蒙特卡洛方法在渲染逼真图像中的强大能力。 第四部分：高级主题与实践 本部分将理论知识与工程实践相结合。 1. 可编程管线（Shader编程）： 介绍了顶点着色器（Vertex Shader）和片段着色器（Fragment Shader）在现代图形API（如OpenGL或DirectX）中的作用。通过示例代码，展示如何编写自定义程序来控制几何处理和像素颜色计算。 2. 动画与运动学： 探讨了关键帧动画、插值技术（如样条插值）以及骨骼动画（Skeletal Animation）的基本原理，包括皮肤权重和蒙皮过程。 3. 可视化与交互： 简要介绍数据可视化（如体绘制的初步概念）和沉浸式技术中的图形学挑战，如立体渲染和延迟渲染（Deferred Shading）的基础概念。 目标读者： 本书适合于计算机科学、软件工程、数字媒体艺术等专业的本科生和研究生，以及希望系统学习三维图形技术，并应用于游戏开发、虚拟现实、仿真或专业可视化领域的工程师和专业人士。读者应具备扎实的线性代数和微积分基础。

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这本书在处理抽象概念的具象化方面做得极为出色，这是我阅读过的关于底层编程书籍中最令人称赞的一点。汇编语言本身就容易让人觉得“虚无缥缈”，一堆十六进制代码和内存地址让人望而生畏。但作者似乎深谙此道，他们大量运用流程图、时序图以及内存状态的快照来辅助说明。特别是当讲解中断处理和I/O端口操作时，书中的图示清晰地展示了CPU和外部设备之间的数据交换过程，这让原本晦涩难懂的硬件交互变得像看电影一样直观。我过去花了大量时间去理解的内存段和堆栈的相互作用关系，在这本书里通过几个精妙的例子，几分钟内就豁然开朗了。这种“眼见为实”的学习体验，极大地激发了我继续深入学习的兴趣。它有效地将理论知识与硬件实际操作连接起来，避免了纯理论带来的枯燥感和脱离实际的弊病。

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我对比了市面上几本主流的汇编教材，发现《汇编语言程序设计自学考试指导》在“考点覆盖的全面性与讲解的精炼性”之间找到了一个近乎完美的平衡点。它没有像某些巨著那样面面俱到地涵盖所有历史版本的指令集，而是精准地聚焦于当前自考体系所要求的核心知识体系，做到了既不遗漏关键考点，又避免了不必要的知识点干扰。对于一些需要深入理解的底层概念，比如浮点运算的实现或者向量中断的向量表结构，它没有浅尝辄止，而是提供了足够的支持材料和思考方向，帮助有余力的读者进行拓展。这种恰到好处的深度控制，使得学习路径非常高效。对于时间有限的在职考生来说，选择这样一本目标明确、内容精炼的指导书，无疑是事半功倍的最佳策略。它就像一张精准导航的地图，直接把你带向终点，而不是让你在广阔的知识海洋里盲目航行。

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坦白说，我拿到这本书的时候，内心是抱着一丝怀疑的，毕竟“自学考试指导”这类书籍质量参差不齐，很多都是堆砌知识点，缺乏系统性和深度。然而，这本书彻底颠覆了我的看法。它的内容组织简直是一门艺术，仿佛一位经验丰富的老教师在为你量身定制学习路径。它没有那种冗长乏味的理论说教，而是紧密围绕“如何高效通过考试”这一核心目标展开。对于那些历年真题中反复出现的难点和易混淆的概念，书中会用特别的标记和深入的分析来强调，确保你不会在考场上掉入陷阱。更出色的是，它对不同CPU架构下的汇编语言（比如x86和ARM的对比介绍）做了简要的概述，虽然重点仍在主流体系上，但这种广度体现了编者的专业性。我感觉自己不是在看一本教材，而是在跟一位高水平的私人导师交流，他知道哪里是学习的难点，并提前为你准备好了克服难关的工具和方法。这本书的价值，远超其定价。

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这本《汇编语言程序设计自学考试指导》真的让我受益匪浅，特别是对于我这种初次接触汇编语言的学习者来说，简直是雪中送炭。书中的讲解逻辑非常清晰，从最基础的寄存器、内存寻址方式，到复杂的循环结构和子程序调用，每一步都循循善诱，不会让人感到突兀。我尤其喜欢它对各种指令集的详细剖析，不仅仅是告诉我们“这个指令是做什么的”，更深入地解释了“为什么用这个指令”以及在不同场景下的效率对比。书中穿插的那些精心设计的例题，完全贴合自考大纲的要求，而且每道例题后面都有详尽的解题思路和代码注释，让我能够真正理解代码是如何一步步执行的，而不是死记硬背语法。很多教材往往只停留在理论层面，但这本书却非常注重实践，它引导读者搭建自己的实验环境，手把手教你如何调试程序，定位错误，这对于建立起对底层硬件的直观认识至关重要。可以说，这本书为我打下了非常坚实的汇编基础，让我对计算机底层运作的理解提升到了一个新的高度，备考起来也更有信心了。

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这本书的排版和阅读体验也值得称赞，这对于一本技术类书籍来说至关重要。字体选择适中，关键代码和术语的标注清晰明确，不会出现那种一团乱麻的文本块。特别是代码示例部分，采用了专业的代码高亮格式，使得指令、操作数、立即数之间的界限一目了然。我发现自己阅读速度明显加快了，因为我的眼睛不需要在寻找重点和理解内容之间来回切换。此外，书中的术语表和附录部分非常实用，需要快速查阅特定指令的格式或寄存器功能时，可以直接翻到对应位置，节省了大量查阅网络资料的时间。整体而言，这本书的设计充分考虑了长时间阅读的疲劳感，力求让学习过程尽可能高效和舒适。这体现了编者对目标读者群体的深刻理解和人文关怀。

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