Physically Based Rendering

Physically Based Rendering pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

☆☆☆☆☆
出版者:Morgan Kaufmann
作者:Matt Pharr
出品人:
頁數:1042
译者:
出版時間:2004-8-18
價格:USD 103.00
裝幀:Hardcover
isbn號碼:9780125531801
叢書系列:
圖書標籤:
  • CG
  • 圖形學
  • Graphics
  • Rendering
  • 計算機圖形學
  • Physically
  • 計算機
  • 遊戲編程
  • 渲染
  • 物理渲染
  • 光綫追蹤
  • 計算機圖形學
  • 圖形渲染
  • PBR
  • 材質
  • 光照
  • 渲染方程
  • 圖像閤成
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具體描述

From movies to video games, computer-rendered images are pervasive today. Physically Based Rendering introduces the concepts and theory of photorealistic rendering hand in hand with the source code for a sophisticated renderer. By coupling the discussion of rendering algorithms with their implementations, Matt Pharr and Greg Humphreys are able to reveal many of the details and subtleties of these algorithms. But this book goes further; it also describes the design strategies involved with building real systems—there is much more to writing a good renderer than stringing together a set of fast algorithms. For example, techniques for high-quality antialiasing must be considered from the start, as they have implications throughout the system. The rendering system described in this book is itself highly readable, written in a style called literate programming that mixes text describing the system with the code that implements it. Literate programming gives a gentle introduction to working with programs of this size. This lucid pairing of text and code offers the most complete and in-depth book available for understanding, designing, and building physically realistic rendering systems.

好的,這裏有一份關於一本名為《Photorealistic Digital Imaging》的圖書的詳細簡介,該書與您提到的“Physically Based Rendering”主題無直接關聯,專注於數字圖像處理和渲染的基礎理論與實踐: --- 圖書名稱:《Photorealistic Digital Imaging》 作者: [此處可虛構一位資深圖像科學傢或專業CG藝術傢姓名,例如:Dr. Evelyn Reed & Marcus Thorne] 齣版社: [此處可虛構一傢專業技術齣版社,例如:Veritas Technical Press] 頁數: 約 850 頁 裝幀: 精裝,包含大量全彩插圖與技術圖解 --- 圖書簡介:駕馭數字光影的藝術與科學 《Photorealistic Digital Imaging》是一部麵嚮專業CG藝術傢、視覺特效技術人員、高級圖形程序員以及緻力於數字媒體創作的學者的深度著作。本書超越瞭單純的軟件操作指南,深入探討瞭構建真實感數字圖像所必需的底層物理原理、數學模型以及高效的計算方法。它旨在填補理論知識與實際應用之間的鴻溝,指導讀者如何從根本上理解並控製數字世界中的光綫行為。 本書的核心哲學在於強調“真實感”並非僅僅是視覺上的欺騙,而是對現實世界光學現象的精確數學重現。我們假設讀者已具備一定的綫性代數和微積分基礎,從而能夠更深入地理解紋理空間、光照積分和采樣理論等復雜概念。 第一部分:光學的基石與成像的數學基礎 本部分奠定瞭構建任何真實感係統的理論框架。 第 1 章:視覺感知與攝影基礎迴顧 我們首先從人眼的工作機製和傳統攝影原理入手,探討人對光綫的感知局限性,這對於模擬“看起來真實”的圖像至關重要。內容涵蓋瞭光度學(Radiometry)與光通量(Photometry)的基本概念,以及色彩空間理論(如 CIE XYZ, sRGB)在數字工作流程中的應用和轉換。我們將重點分析如何用數學語言描述亮度、對比度和動態範圍。 第 2 章:介質中的光傳輸與物質交互 這是理解圖像生成復雜性的關鍵。我們詳細剖析瞭光子與物質錶麵(固體、液體、氣體)的相互作用。內容包括: 菲涅爾方程(Fresnel Equations)的深入解析: 如何精確計算特定角度下的反射與摺射能量。 散射模型: 漫反射(Lambertian)的局限性,以及次錶麵散射(Subsurface Scattering, SSS)在模擬皮膚、蠟質或大理石等半透明材料中的應用,包括 BSSRDF 的簡化模型。 吸收、透射與衰減: 探討光綫穿過非歐幾裏得介質(如煙霧或水體)時的能量損失機製。 第 3 章:幾何與坐標係統的轉換 真實感渲染需要精確地在三維空間中定位對象、光源和觀察者。本章聚焦於齊次坐標係、變換矩陣(平移、鏇轉、縮放)的構建與組閤,以及在不同坐標係統(世界空間、對象空間、相機空間)之間高效轉換的算法。 第二部分:渲染方程與求解策略 本部分將讀者帶入現代渲染的核心——渲染方程的解析。 第 4 章:渲染方程的推導與意義 本書基於 Kajiya 在 1986 年提齣的全局渲染方程(The Rendering Equation)進行深入講解。我們不僅展示如何推導該積分方程,更關鍵的是分析其物理意義:它代錶瞭場景中任一點的輻射度是來自直接照明、反射,還是更高階的間接光照。 第 5 章:基於采樣的光綫追蹤 由於渲染方程通常無法直接求解,本書詳盡闡述瞭如何使用濛特卡洛(Monte Carlo)方法進行數值近似。 路徑追蹤基礎: 詳細介紹單次反彈路徑追蹤的實現邏輯、生存期與俄羅斯輪盤賭(Russian Roulette)的使用,以平衡計算成本與收斂速度。 重要性采樣(Importance Sampling): 如何根據 BRDF 或光源的分布來優化采樣方嚮,顯著減少噪點並提高效率。本書提供瞭多種高級采樣策略,例如使用多重重要性采樣(Multiple Importance Sampling, MIS)來整閤不同采樣技術的優勢。 第 6 章:加速結構與空間劃分 對於擁有數百萬多邊形的復雜場景,必須依賴高效的數據結構來定位光綫與幾何體的交點。本章詳述瞭: 邊界體積層次結構(BVH): 從構建、遍曆到動態更新的完整實現細節,包括錶麵積啓發式(SAH)的應用。 八叉樹與 k-d 樹: 討論它們在特定應用場景下的適用性,以及與 BVH 的性能對比。 第三部分:高級材料模型與著色係統 本部分關注如何為數字對象賦予逼真的錶麵特性,這是區分“卡通渲染”與“真實感渲染”的關鍵。 第 7 章:雙嚮反射分布函數(BRDFs)的構造 我們超越傳統的 Phong 或 Blinn 模型,專注於基於微錶麵(Microfacet)理論的 BRDFs。 微錶麵模型詳解: 深入探討 Trowbridge-Reitz(GGX)和 Beckmann 分布函數,它們如何準確描述高光點的形狀和能量分布。 各嚮異性著色: 模擬拉絲金屬、CD 錶麵等方嚮依賴的反射效果。 材料的能量守恒: 確保任何 BRDF 在任何入射光下都不會産生多餘能量。 第 8 章:紋理映射與程序化內容生成 講解如何將二維數據準確地投影到三維錶麵上(UV 映射的陷阱與解決方案),並介紹過程化紋理(如 Perlin 噪聲、Worley 噪聲)在創建自然、無限細節方麵的強大能力。 第四部分:全局光照的實現與優化 本部分探討如何模擬場景中光綫的多次彈射,這是營造環境氛圍的關鍵。 第 9 章:輻射度方法迴顧與現代結閤 迴顧經典的輻射度(Radiosity)方法,理解其優勢與局限性。重點在於如何將輻射度技術與基於光綫的路徑追蹤結閤,以實現高質量的全局光照效果,尤其是在處理環境光遮蔽和軟陰影方麵。 第 10 章:延遲光綫追蹤與混閤渲染管綫 針對實時應用(如遊戲引擎或交互式設計工具),本書介紹瞭一種摺衷方案——延遲光綫追蹤(Ray Traced in Deferred Shading)。我們將詳細分析如何高效地在屏幕空間進行光綫投射,以實現實時反射和環境光遮蔽,並討論其與完全路徑追蹤的性能差異和視覺妥協點。 第 11 章:渲染結果的後處理與感知優化 圖像的最終呈現階段同樣關鍵。本章涵蓋瞭色調映射(Tone Mapping)技術,例如 ACES 工作流,用於將 HDR 渲染結果壓縮到 LDR 顯示設備,以及電影級的運動模糊、景深(Depth of Field)的精確模擬方法。 --- 本書的獨特價值 《Photorealistic Digital Imaging》的價值在於其嚴謹的數學基礎與前沿的工程實踐相結閤。它不僅僅是一本“如何做”的書,更是一本“為什麼這樣做”的百科全書。通過大量的僞代碼示例、性能分析圖錶以及對經典論文的引用與解讀,本書為讀者提供瞭一套穩固的知識體係,使其能夠設計、實現和優化下一代的高性能、高保真數字成像係統。無論您是構建離綫渲染器還是開發實時光綫追蹤內核,本書都將是您工具箱中不可或缺的理論指南。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

評分☆☆☆☆☆

这个翻译我真是无力吐槽,像是用百度翻译的,谷歌翻译都比这本书翻译的强,本来看英文吃力想看中文来着,没想到看中文更加吃力,根本不知道在说啥,直译的太厉害,作者你可长点心吧,这么经典的一本书就被你毁了,大家还是看英文原版吧,简直误人子弟!!!简直误人子弟!!!...  

評分☆☆☆☆☆

网上有很多讲pbr算法的文章,但是如果你真想认真学习,这本书恐怕是你绕不开的,读网上的文章,恐怕你会频频卡住:”这个常数怎么来的?”,”这个公式哪里冒出来的?”即使文章看完,对于很多公式怎么来的依然会一头雾水。 而这本书由浅入深的一步一步构建一个离线渲染器,事无...  

評分☆☆☆☆☆

Matte Pharr, renderman开发团队骨干, 这本书应该叫关于实现renderman的一切,语言轻松,逻辑清晰,叙述详细,代码易懂.这本书就是个渲染器. 由于是04年出的. 很多技术可能已经落伍了. 它从noval变成了classical 如果你想写渲染器,这是第一本书.

評分☆☆☆☆☆

这个翻译我真是无力吐槽,像是用百度翻译的,谷歌翻译都比这本书翻译的强,本来看英文吃力想看中文来着,没想到看中文更加吃力,根本不知道在说啥,直译的太厉害,作者你可长点心吧,这么经典的一本书就被你毁了,大家还是看英文原版吧,简直误人子弟!!!简直误人子弟!!!...  

評分☆☆☆☆☆

但是啃起来难!数学,C++,基本的图形学原理都得具备。去年啃了三章,断了,后来撸了5个MIT的图形学的作业勉强算是入门吧,对了顺便也炒写并debug了《Realistic Ray Tracing》的代码。 今年要跟着Stanford CS348B 的assignments一定要过一遍,目的是CS348B的projects,顺带撸...  

用戶評價

评分☆☆☆☆☆

這是一本能讓你在數字世界中觸及真實的書。我從一位熱衷於視覺效果的朋友那裏聽說過它,他當時正在研究如何在遊戲中模擬齣雨滴落在光滑錶麵上的那種逼真光澤。我本身對圖形學一直很感興趣,但之前接觸的更多是偏嚮於算法和實現層麵的,而《Physically Based Rendering》這本書,從名字就能感受到它直擊核心——物理。它不是告訴你“如何讓東西看起來像”,而是“為什麼東西會看起來像”。我猜這本書會深入探討光與物質的互動,比如漫反射、鏡麵反射、摺射、次錶麵散射這些概念,並且會用嚴謹的數學和物理原理來解釋它們。我特彆期待看到書裏是如何將這些抽象的理論轉化為實際渲染方程的,以及如何用計算機程序來求解這些方程。我設想書中會提供大量的公式推導和細節講解,這或許會需要相當的數學基礎,但一旦掌握,我想我對CG世界裏的光影理解將會上升到一個全新的維度。我喜歡那種能讓我真正理解事物背後原理的書,而不是僅僅學會一套操作步驟,從這一點上來說,《Physically Based Rendering》聽起來就是我一直在尋找的那種寶藏。

评分☆☆☆☆☆

這本《Physically Based Rendering》的書,我把它放在我的案頭已經有一段時間瞭。每次當我為某個模型的光照效果感到睏擾時,我都會不自覺地把它拿起來翻閱。它就像一位耐心的老師,用最嚴謹的邏輯和最紮實的理論,一點一點地揭示著光綫如何在三維空間中與物體發生交互。我最喜歡的部分是它對各種光照模型的深入剖析,從最初的簡單近似,到後來更加復雜的物理模擬。比如,書中關於全局光照(Global Illumination)的講解,我印象非常深刻。它解釋瞭光綫是如何從一個錶麵反射到另一個錶麵,從而産生間接照明的效果,這對於創造齣真實感強的場景至關重要。我也很欣賞書中對不同材質特性的細緻描述,比如透明物體如何摺射光綫,或者半透明物體(如皮膚)如何産生次錶麵散射,這些細節的捕捉,正是讓CG畫麵從“看起來不錯”提升到“栩栩如生”的關鍵。這本書不僅僅是關於渲染算法,它更是關於如何“觀看”世界,並用代碼去“重現”這個觀看的過程。

评分☆☆☆☆☆

對於我這樣一名剛剛接觸三維渲染領域的學生來說,《Physically Based Rendering》這本書簡直打開瞭新世界的大門。我之前接觸的渲染技術,很多時候感覺像是在“拍腦袋”決定參數,讓畫麵看起來“差不多”就行。但這本書,它教我的是“為什麼”要這樣做。我特彆喜歡書中對BRDF(雙嚮反射分布函數)的講解,它把錶麵反射的復雜性用一個函數概括起來,並且解釋瞭不同的BRDF模型如何模擬齣不同材質的反射特性。書中還花瞭很多篇幅講解濛特卡洛積分,這是一種用來求解復雜積分的方法,在渲染領域應用非常廣泛。雖然一開始閱讀起來有些吃力,需要反復琢磨,但我能感受到,一旦我理解瞭這些基本原理,我將能夠更深入地理解各種渲染器的工作方式,並且能夠更有效地調整參數來達到我想要的效果。這本書讓我意識到,逼真渲染並非魔法,而是建立在紮實的物理和數學基礎之上的科學。

评分☆☆☆☆☆

我一直在尋找一本能夠係統性地講解“物理正確”渲染的書,直到我發現瞭《Physically Based Rendering》。我曾經嘗試過一些渲染教程,它們大多教你如何使用特定的軟件工具,但對於背後的原理卻語焉不詳。這本書不一樣,它從最基礎的光物理學齣發,一步步地構建起整個物理渲染的理論框架。我最期待的部分是它如何講解光子在場景中的傳播路徑,以及如何通過重要的采樣技術來高效地計算最終的圖像。書中對輻射度(Radiance)、輻亮度(Radiance)、輻照度(Irradiance)等物理量的定義和計算方式的闡述,讓我對光照的量化有瞭更清晰的認識。我也相信,書中對於各種光綫追蹤(Ray Tracing)和路徑追蹤(Path Tracing)算法的講解,將是我理解更高級渲染技術的基石。這本書不僅僅是技術手冊,更是一本關於如何用科學的方式去理解和模擬現實世界視覺現象的指南,它讓我對未來的CG創作充滿瞭期待。

评分☆☆☆☆☆

當我翻開《Physically Based Rendering》時,我首先被它嚴謹的排版和清晰的圖示所吸引。這本書的封麵設計就透露著一種專業和厚重感,而內容更是毫不含糊。它沒有花哨的介紹,直接切入瞭核心——如何用物理學的定律來指導計算機圖形的渲染。我之前在一些三維建模軟件的渲染器設置中,經常會遇到PBR這個術語,但我一直不明白它到底意味著什麼,以及它和傳統渲染有什麼區彆。這本書顯然會解答我的所有疑惑。我期待它能夠係統地講解PBR的理論基礎,比如金屬度(Metallic)和粗糙度(Roughness)這些參數是如何與現實世界中的材質屬性相對應的,以及它們在渲染過程中扮演的角色。書中可能還會涉及微錶麵模型(Microfacet Models),這是理解錶麵反射的關鍵,我希望它能用易於理解的方式解釋清楚復雜的數學模型,並配以相應的代碼示例或者僞代碼,這樣我纔能將理論知識轉化為實踐。對於任何想要製作逼真CG作品的人來說,理解PBR的原理是不可或缺的一步,而《Physically Based Rendering》這本書,在我看來,就是通往這個領域的“聖經”。

评分☆☆☆☆☆

第一版大概翻瞭一下,於是毅然精讀第二版。

评分☆☆☆☆☆

第一版大概翻瞭一下,於是毅然精讀第二版。

评分☆☆☆☆☆

High end rendering technology強力推薦。

评分☆☆☆☆☆

High end rendering technology強力推薦。

评分☆☆☆☆☆

沒啥說的,給六星。博大精深,深入淺齣,不像《advanced global illumination》那麼偏理論,但該點到的都點到瞭,比較符閤工程師們的口味。不過我個人覺得實現細節說得有點囉嗦。 貌似第二版加瞭一些比較重要的東西,比如Metropolis Light Transport,Subsurface scattering,球諧光照等等,能讀最新版的同學們不要錯過哦~

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