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出版者:中国水利水电出版社

作者:银红霞

出品人:

页数:260

译者:

出版时间:2005-5-1

价格:26.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787508428987

丛书系列:

图书标签:

• 计算机图形学
• 计算机图形学
• 图形学
• 渲染
• OpenGL
• DirectX
• CG
• 着色器
• 三维建模
• 图像处理
• 可视化

《算法艺术：解构视觉世界的构建块》 欢迎踏入一个关于创造与逻辑交织的迷人旅程。本书并非直接教授“计算机图形学”这一广阔的领域，而是深入探究那些支撑起数字世界绚丽景象背后的核心算法思想和数学原理。我们将一起解构视觉表现的基石，从最基本的几何构造出发，逐步揭示如何将抽象的数学概念转化为我们所见到的生动图像。 本书的开篇，我们将从点、线、面这些最基础的几何元素开始。你将学习如何用数学语言精确地定义它们，理解它们之间的关系，以及如何在数字空间中对它们进行有效的表示和操作。这不仅仅是理论的探讨，更将引导你理解如何在计算机中实现这些基本元素的绘制。我们将深入探讨向量数学，这门语言是理解所有图形变换的关键。你将学习向量的加减、点乘、叉乘等运算，以及它们如何应用于方向、距离、投影等概念的计算。这些基础将为后续更复杂的建模和渲染奠定坚实的基础。 随后，我们将转向坐标系与变换。从笛卡尔坐标系的引入，到世界坐标系、视图坐标系、投影坐标系之间的转换，我们将一步步解析计算机如何理解和定位三维空间中的物体。你会了解到平移、旋转、缩放这些基本的几何变换是如何通过矩阵运算实现的，以及它们在动画和场景构建中的重要作用。我们还将探讨透视投影的原理，理解为何远处的物体看起来更小，以及这种视觉效果是如何被模拟出来的。 在掌握了基本的几何和变换之后，我们将开始构建更复杂的三维模型。本书将介绍不同的建模技术，例如多边形建模，这是目前最主流的建模方式。你将了解如何通过顶点、边、面来构成三维物体，以及如何对这些模型进行编辑和优化。此外，我们还会触及曲面建模的一些基本概念，比如NURBS曲线和曲面，它们能够生成更平滑、更自然的形状，广泛应用于工业设计和动画制作。 接下来的章节将重点关注光照与着色。这是让静态模型“活起来”的关键。我们将从最基础的光照模型开始，例如朗伯模型，理解物体表面如何反射光线，产生明暗效果。然后，我们将深入探讨更复杂的菲涅尔效应和反射、折射的原理，理解透明物体和镜面物体是如何工作的。你还会接触到着色器的概念，了解如何通过编程来控制物体表面的颜色、纹理和光照响应，从而创造出逼真的材质效果。 本书还将带你探索纹理映射的奥秘。我们将学习如何将二维图像“粘贴”到三维模型的表面，从而赋予物体丰富的细节和纹理。从简单的UV映射到更复杂的纹理坐标生成，你将理解如何将图像的像素与三维模型的表面点对应起来，实现各种材质的模拟，如木纹、石材、织物等。 在渲染的最后阶段，我们还会简要介绍阴影生成的基本算法。你将理解光线如何在场景中被物体阻挡，以及如何通过特定的技术来计算和绘制阴影，增加场景的真实感。 本书的设计理念是循序渐进，从最基本的数学概念出发，逐步构建起对复杂视觉效果的理解。我们避免了直接提供现成的“库”或“工具”的使用说明，而是着重于让读者理解其背后的“为什么”和“如何做”。通过学习这些基础算法和数学原理，你将获得一种强大的思维工具，能够更深入地理解和分析现有的图形技术，甚至能够独立地创造出属于自己的视觉解决方案。这本书将是你踏入数字视觉创造领域的一块坚实跳板，让你能够以一种更深刻、更具创造力的方式去理解和构建你所看到的数字世界。

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我一直努力寻找一本能平衡理论深度和实际可操作性的图形学教材，而这本给我带来了惊喜。它最大的亮点在于，它没有将理论与实践完全割裂。书中不仅有详尽的理论推导，还穿插了大量的伪代码和算法实现的关键步骤描述。虽然它没有提供完整的源代码项目，但那些清晰的伪代码足以让一个有编程经验的读者快速将其转化为C++或Python等语言的实际代码。这种“告诉你原理，并指明实现路径”的教学方式，极大地提高了学习效率。更值得称赞的是，作者在介绍一些关键算法（比如多边形裁剪）时，会对比不同方法的性能差异和适用场景，这体现了作者深厚的工程实践经验。如果能再多一些针对不同硬件平台的优化技巧的讨论，那就更完美了，但即便如此，它依然是我目前接触到的最“干货”满满的一本工具书。

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这本书的叙述方式极其严谨，学术气息非常浓厚，阅读起来更像是与一位经验丰富的教授进行一对一的深度对话。作者对每一个概念的定义都力求精确无误，引用了大量的经典文献和最新的研究成果作为支撑，这为想要深入探究特定领域的读者提供了极佳的参考路径。我特别欣赏作者在描述光照模型时所展现出的那种追求极致精确的态度，从基础的兰伯特定律到复杂的次表面散射模型，层次分明，逻辑链条完整得让人叹服。但说实话，这种严谨性也带来了一定的阅读门槛。对于那些仅仅想了解“如何做出漂亮图像”的爱好者来说，大量的数学公式和证明可能会让人望而却步。书中的习题设计也颇具挑战性，它们并非简单的计算题，而是需要读者整合多个章节知识点才能解决的综合性项目，这对于想通过实践来巩固理论的读者来说是极好的训练，但同时也意味着需要投入大量的时间和精力去啃读。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面采用了一种深邃的午夜蓝作为主色调，搭配上抽象的光线追踪艺术图样，视觉冲击力很强。我本来以为这会是一本晦涩难懂的纯理论著作，但翻开内页才发现，作者在排版和图示上下了很大的功夫。每一个算法的推导过程，都有清晰的流程图辅助说明，即便是初次接触这类复杂数学模型的读者，也能大致跟上思路。特别是关于几何变换那几个章节，作者巧妙地引入了实际游戏引擎中的应用案例，让枯燥的矩阵运算瞬间变得生动起来。不过，我个人觉得在某些高级主题的引入上，过渡略显仓促，比如对实时渲染管线的介绍，感觉像是直接跳到了一个高阶应用场景，缺乏一个中间环节的铺垫，初学者可能需要额外查阅一些资料才能完全消化这部分内容。整体而言，作为一本入门或进阶的参考书，它的视觉体验和基础概念的梳理是相当出色的，值得放在书架上时常翻阅，不是那种只看不动的“镇宅之宝”。

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这本书的内容广度让人印象深刻，它几乎涵盖了从二维图形处理到三维空间建模与渲染的整个技术谱系。我发现作者在处理传统技术（如Bresenham直线算法、扫描转换）时，保持了应有的尊重和详细讲解，同时没有忽视现代图形学的前沿进展，比如对GPU编程模型的简要介绍，虽然篇幅不大，但为后续学习指明了方向。这本书最吸引我的地方在于它对“流程”的把握。它不是零散地介绍各种技术点，而是将它们有机地组织成一个完整的渲染流水线。这种自上而下的结构，帮助我建立起一个宏观的知识框架，明白了为什么需要法线、纹理坐标以及深度缓冲等一系列概念。唯一的遗憾是，由于内容包罗万象，某些相对较新的、特定领域（比如体积渲染或者基于物理的渲染的最新发展）的介绍，深度略显不足，更像是一个概览而非深入剖析，这大概是篇幅限制下难以避免的权衡吧。

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这本书的行文风格非常独特，带着一种沉静的、近乎哲学的思辨色彩，探讨的不仅仅是“如何做”，更是“为什么是这样”。它在解释一些基础概念时，会深入到几何学的本质，试图探讨视觉认知的底层逻辑。例如，在讨论投影变换时，作者花了相当的篇幅去阐述透视如何影响人类的直观感受，这种跨学科的视角让人耳目一新。这种深度思考的写作风格，让阅读过程变成了一种智力上的探索，而不是简单的信息获取。然而，对于那些习惯了快节奏、重实效的读者来说，这种慢热的、需要耐心体会的叙述方式可能会显得有些拖沓。全书的节奏把握得非常均匀，没有明显的高潮或低谷，始终保持着一种稳定、沉稳的学术基调，适合那些追求深层理解、不急于求成的学习者。

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