计算机绘图精学精练教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:化学工业出版社

作者:吴巨龙

出品人:

页数:229

译者:

出版时间:2005-5

价格:24.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502567187

丛书系列:

图书标签:

• 计算机绘图
• 图形学
• OpenGL
• DirectX
• 渲染技术
• 图像处理
• 游戏开发
• 可视化
• 算法
• 编程

好的，以下是一本名为《图形学基础与三维建模实战》的图书简介，旨在与您提到的《计算机绘图精学精练教程》形成互补，详细介绍其内容，而不涉及您原书的任何特定主题。 --- 图形学基础与三维建模实战：从原理到应用的深度探索 图书名称：《图形学基础与三维建模实战》 作者： [此处可填写作者信息，例如：李明 教授 / 王强 高级工程师] 出版社： [此处可填写出版社信息] ISBN： [此处可填写ISBN信息] --- 丛书定位与读者对象 本书是一本聚焦于计算机图形学核心理论构建与现代三维建模实践的综合性教材与工具书。它旨在为计算机科学、数字媒体艺术、游戏设计、虚拟现实（VR）/增强现实（AR）工程领域的学生、初级到中级开发者以及对底层图形渲染技术感兴趣的工程师，提供一个系统、深入且高度实用的学习路径。 本书不侧重于特定软件的操作手册，而是深入探讨支撑所有主流三维软件和图形API（如OpenGL、Vulkan、DirectX）运行的数学基础、几何原理和渲染算法。 内容概述：构建现代图形系统的基石 《图形学基础与三维建模实战》全书共分为四个主要部分，共计约 1500 页（假设篇幅），旨在构建一个从数学概念到最终像素输出的完整认知体系。 第一部分：图形学的数学与几何基础（约 300 页） 本部分是理解所有图形变换和可视化的理论支柱。我们着重于建立严谨的数学框架，确保读者能够理解“为什么”某些技术有效，而非仅仅停留在“如何使用”的层面。 核心内容涵盖： 1. 线性代数回顾与扩展： 深入讲解向量代数在三维空间中的应用，包括向量的叉积、点积在光照和法线计算中的角色。重点剖析矩阵运算，特别是齐次坐标系统（Homogeneous Coordinates）如何统一处理平移、旋转和缩放，并详述 4x4 变换矩阵的构建与应用顺序。 2. 空间几何建模： 详细阐述参数化曲线和曲面的数学描述，包括贝塞尔曲线（Bézier Curves）、B 样条（B-Splines）及其在工业设计中的应用。探讨曲面细分算法（如 Loop 细分）的基本原理，为高精度建模打下基础。 3. 透视投影与观察空间： 严格推导从世界坐标系到摄像机坐标系，再到裁剪坐标系的完整投影流水线。区分正交投影与透视投影的数学差异，并详细分析视锥体的定义与裁剪算法（如 Cohen-Sutherland 和 Liang-Barsky 裁剪算法）。 第二部分：实时渲染管线的深度解析（约 450 页） 本部分是本书的核心，全面覆盖现代实时渲染流水线（Rendering Pipeline）的每一个阶段，重点解析 GPU 编程模型。 核心内容涵盖： 1. 可编程管线架构： 详细介绍从输入装配到最终像素输出的固定功能阶段与可编程阶段的交接点。重点阐释顶点着色器（Vertex Shader）如何处理几何体变形和光照参数传递。 2. 光栅化与片段处理： 深入探讨像素填充算法（Scan Conversion），包括边函数（Edge Functions）在三角形光栅化中的应用。在片段着色器（Fragment Shader）部分，详述深度测试（Z-Buffering）、模板测试（Stencil Testing）的精确实现机制。 3. 高级着色技术： 详述基于物理的渲染（PBR）的核心概念，如 BRDF（双向反射分布函数）的基本模型（如 Lambert、Phong-Blinn）。特别关注能量守恒原则在现代着色模型中的实现，并提供 Cook-Torrance 或 GGX 模型的数学解析。 4. 纹理映射与过滤： 讲解二维纹理如何映射到三维表面，包括 UV 坐标系的生成与处理。详细对比 Mipmap 技术、各向异性过滤（Anisotropic Filtering）的工作原理及其对纹理质量的影响。 第三部分：现代光照、阴影与全局光照的近似（约 350 页） 本部分关注如何模拟真实世界的光照现象，尤其是在性能受限的实时环境中。 核心内容涵盖： 1. 实时阴影技术： 详细介绍阴影贴图（Shadow Mapping）的实现细节，包括深度缓冲区采集、深度比较的精度问题。深入探讨软阴影（Percentage-Closer Filtering, PCF）的实现与优化。 2. 环境光照与预计算： 讲解环境光遮蔽（Ambient Occlusion, AO）的屏幕空间实现（SSAO）及其采样策略。系统介绍辐射度（Radiosity）的理论基础，并侧重于球谐函数（Spherical Harmonics, SH）在近似间接光照（如预计算辐照度贴图 IBL）中的应用。 3. 体积渲染与雾效： 探讨如何使用雾图（Fog）和吸收/散射模型来模拟大气效果。介绍体积渲染的基本积分方法，用于模拟云、烟雾等半透明介质。 第四部分：高效能建模与优化策略（约 450 页） 本部分将理论知识转化为实际的性能优化和数据结构应用，是面向专业开发者的关键章节。 核心内容涵盖： 1. 层次细节（LOD）系统设计： 讲解基于视点距离、屏幕空间误差或几何复杂度的 LOD 切换策略。详细介绍 Mesh Simplification（网格简化）算法，如二次误差度量（Quadric Error Metrics, QEM）的工作流程。 2. 几何数据结构优化： 深入分析空间划分数据结构，如 BSP 树、四叉树（Quadtrees）和八叉树（Octrees）在加速射线追踪和碰撞检测中的应用原理与构建算法。 3. 后处理技术与视觉增强： 全面介绍现代渲染管线中常用的后处理效果，包括抗锯齿（如 FXAA, TAA 的原理）、运动模糊（Motion Blur）、景深（Depth of Field）的实现机制，以及屏幕空间环境光遮蔽（SSAO）的高级变体。 4. 数据流与并行计算： 探讨如何设计高效的顶点/索引缓冲区（Buffer Objects），以及利用 GPU 计算着色器（Compute Shader）来并行处理几何体数据和后处理任务的策略。 本书特色与价值 数学严谨性： 所有图形概念均建立在扎实的线性代数和微积分基础上，避免“黑箱”操作。 跨平台通用性： 讲解的算法和原理独立于任何特定的商业软件或游戏引擎，适用于 OpenGL、Vulkan 或 DirectX 的学习者。 面向工程实践： 大量篇幅用于讨论精度损失、浮点误差、内存布局对渲染性能的影响，指导读者构建稳定、高效的渲染引擎。 深度与广度兼顾： 既覆盖了图形学经典算法（如透视除法），也深入探讨了 PBR、IBL 等前沿实时渲染技术。 本书的目标是使读者不仅能够“使用”图形API，更能“设计”和“优化”图形渲染系统，为进入专业图形开发领域奠定坚实的基础。

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我这次的阅读体验简直像是在攀登一座知识的高峰，过程虽然艰辛，但山顶的风景绝对令人心旷神怡。这本书在实践案例的丰富性上做得极其出色，它没有停留在理论的象牙塔里，而是紧密结合了现代图形学应用的前沿。我记得有一章专门讲解了光照模型，它不仅详细对比了冯氏、Blinn-Phong等经典模型，还引入了更贴近真实世界的辐射度（Radiosity）和路径追踪（Path Tracing）的基本概念，虽然深度可能不及专业巨著，但对于想快速了解行业发展方向的读者来说，这简直是量身定制的“导览图”。书里附带的代码示例也十分实用，清晰地展示了如何将抽象的算法转化为可运行的程序，这对于我们这些动手能力要求高的学习者来说太重要了。我试着跟着敲了一遍环境光遮蔽（AO）的实现，立刻就对阴影的生成有了更直观的认识。总的来说，这本书的实用性和前瞻性拿捏得恰到好处，它就像一个经验丰富的导师，知道什么时候该让你抬起头看星空，什么时候该让你低头扎进代码的泥泞里。

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这本书的编排结构简直是艺术品级别的，每一个章节的过渡都流畅自然，让人忍不住一页接一页地往下读，完全没有那种为了凑页数而堆砌内容的冗余感。我特别欣赏它对“可视化”这个核心概念的强调，它不仅仅是关于如何画出三维物体，更是关于如何有效地传达信息和情感。书中对颜色理论、纹理映射（尤其是程序化纹理）的深入探讨，拓展了我对“什么是图形”的理解边界。它让我意识到，图形学远超出了游戏和电影的范畴，它渗透在我们日常生活的方方面面，从医疗成像到数据分析的可视化报告，无不闪耀着图形学的智慧。特别是它在介绍抗锯齿技术时的讲解，详尽对比了MSAA、SSAA以及后处理FXAA/TAA的优缺点和性能权衡，让我对如何平衡视觉质量与实时渲染性能有了更深层次的认识。这种全局性的视野，让这本书的价值超越了单纯的技术手册，更像是一部关于“视觉科学”的入门宝典。

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这本书的深度和广度都让人感到惊喜，它似乎在努力囊括图形学领域从经典到现代的各个重要分支，并且做到了在有限的篇幅内，对每个主题都有相对深入的剖析。我尤其喜欢它对几何数据结构和空间划分方法的介绍，比如Kd-Tree和Octree的构建与查询效率分析，这些是构建高效渲染系统的基石，但往往在初级教材中被一带而过。这本书却花费了大量篇幅进行详细的算法分析和复杂度讨论，这对于希望从事底层开发或图形引擎优化的读者来说，简直是如获至宝。它在讲解这些结构时，不只是给出算法流程，还会配上不同场景下性能差异的讨论，这种“知其然更知其所以然”的讲解方式，极大地提升了读者的批判性思维能力。总而言之，这是一本具有高阶视野的入门教材，它为你打下了扎实的理论基础，让你有足够的“弹药”去探索更前沿的实时渲染或离线渲染领域，绝不是那种读完就忘的快餐读物，而是能长期放在案头，随时翻阅参考的经典之作。

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说实话，在接触这本书之前，我对图形学一直抱有一种敬而远之的态度，总觉得那是一片充满线性代数和微积分的“蛮荒之地”。然而，这本书的叙述风格却出乎意料地平易近人，简直像一位和蔼的邻家长者在娓娓道来。它最厉害的地方在于，它懂得如何“包装”那些枯燥的数学公式，不是直接把公式砸在你脸上，而是先用一个生动的生活场景或一个直观的视觉现象来引入概念，然后再优雅地导出背后的数学表达。这种“先感性认识，再理性升华”的教学路径，极大地降低了初学者的畏难情绪。例如，在讲解曲线曲面的插值时，作者用到了很多动画制作中的案例来佐证Bézier曲线的优越性，让我瞬间理解了为什么我们要用复杂的控制点来定义一条曲线，而不是简单的函数方程。这本书的行文节奏把握得非常好，有详略得当之处，重点内容会反复强调并配以不同的角度解析，确保你不会遗漏任何关键知识点。对于想要系统入门，但又担心被深奥术语劝退的朋友们，我强烈推荐你们先拿这本翻翻看，它会让你发现图形学远没有想象中那么高冷。

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这本书简直是我在图形学学习道路上的“救星”！拿到手上翻阅的时候，那种迫不及待想啃完的冲动就涌上心头。作者显然是下了大功夫梳理了整个领域的脉络，从最基础的向量变换到复杂的渲染管线，讲解得层层递进，逻辑严密得像教科书的典范。我尤其欣赏它在理论阐述上的深度，不是那种浮于表面的概念堆砌，而是真正深入到数学原理和算法实现的底层逻辑中去。比如，它对透视投影和观察变换的推导过程，详细到连我这个非科班出身的读者都能大致跟上思路，这在很多同类书籍中是极为罕见的。更别提书中的插图和示意图，设计得极其精巧，很多复杂的几何关系通过一两张图就能瞬间明了，大大减少了理解的认知负担。这本书的价值不仅仅在于“教你做”，更在于“教你懂”，理解了背后的原理，才能在面对新的技术挑战时游刃有余，而不是被一堆API文档牵着鼻子走。我强烈推荐给所有想把计算机图形学打下坚实基础的人，这本书绝对值得反复研读，每一次翻阅都会有新的体会和收获。

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