Introduction to Computer Graphics and VRML 2.0 Handbook Bundle pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Addison Wesley

作者:James D. Foley

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2006-08-23

价格:0

装帧:Hardcover

isbn号码:9780201340402

丛书系列:

图书标签:

• 计算机图形学
• VRML
• 虚拟现实
• 3D图形
• 编程
• 技术手册
• 入门教程
• 图形学
• VR
• 可视化

数字图像处理与计算几何基础：深度探索与实践指南 本书简介 本书是一本全面深入探讨数字图像处理、计算机图形学基础理论与核心算法的权威著作。它旨在为读者构建坚实的数学与计算基础，使之能够理解和掌握现代图形系统、图像分析及虚拟现实技术背后的核心原理。全书结构严谨，内容涵盖从底层像素操作到高层三维场景渲染的完整知识体系，特别强调理论深度与工程实践的结合。 第一部分：图像与信号处理基础 本部分聚焦于数字图像的本质、表示方法以及必需的预处理技术。我们将从离散信号处理的角度切入，系统阐述如何量化和描述视觉信息。 1. 数字图像的数学表示与采集 详细讨论连续图像到离散数字图像的转换过程，包括采样定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）在图像采集中的应用。阐述图像的灰度级、色彩空间（如RGB, CMY, YCbCr）的理论基础、相互转换公式及其在不同应用场景下的优势与局限性。深入分析图像传感器（CCD/CMOS）的工作原理及其引入的噪声特性。 2. 图像增强与预处理 本章是图像信息提取的关键一步。内容涵盖空间域增强技术，如直方图均衡化、拉伸、伽马校正的数学模型及其对人眼视觉特性的适应性。重点剖析线性空间滤波器（如均值滤波、高斯滤波）和非线性空间滤波器（如中值滤波、双边滤波）在去噪和边缘保留方面的性能对比与实现细节。 3. 图像变换与频率域分析 介绍傅里叶变换（Fourier Transform）在二维离散信号处理中的重要性。详细推导二维 DFT（Discrete Fourier Transform）的性质及其在图像处理中的应用，如周期性、平移不变性。讲解傅里叶谱的解读，并应用该理论指导设计低通、高通滤波器，实现频率域的平滑与锐化。同时，介绍小波变换（Wavelet Transform）的基本概念及其在多分辨率分析和图像压缩中的潜力。 第二部分：计算机图形学核心理论 本部分转向三维世界的构建、表示与可视化，这是所有现代图形引擎的基石。 4. 几何表示与数据结构 讲解三维物体在计算机中的精确表示方法。重点讨论参数化曲面（如Bézier曲线、B-Splines）的数学定义、控制点与曲面生成的关系，以及NURBS（Non-Uniform Rational B-Splines）在工业设计和复杂建模中的核心地位。对比多边形网格（Polygonal Meshes）的优势与局限，深入探讨网格的拓扑结构（如半边数据结构 Half-Edge Data Structure）的高效组织与操作。 5. 线性代数与三维变换 这是图形学中最核心的数学工具。系统回顾齐次坐标系（Homogeneous Coordinates）的引入，用于统一处理平移、旋转和缩放操作。详细推导二维和三维的旋转矩阵（欧拉角、四元数及其相互转换），并阐述如何使用变换矩阵堆栈（Transformation Matrix Stack）管理复杂的场景层次结构。分析变换的组合顺序对最终结果的影响。 6. 投影与视图变换 深入解析从三维世界坐标到二维屏幕坐标的映射过程。详细区分正交投影（Orthographic Projection）和透视投影（Perspective Projection）的数学模型，特别是透视除法（Perspective Division）的实现细节。讲解视景体（Viewing Frustum）的定义、剪裁（Clipping）算法（如Cohen-Sutherland、Liang-Barsky）的原理及其在消除不可见几何体中的作用。 第三部分：光照、渲染与可见性 本部分聚焦于如何让三维模型在二维屏幕上“看起来真实”，涵盖了光线的行为和图像生成的最终步骤。 7. 经典光照模型与材质 介绍光与物体表面相互作用的基础物理定律。详细阐述经验性的经典光照模型，如Phong模型（包含环境光、漫反射光、镜面反射光的数学表达）和Blinn-Phong模型的优化。讲解如何通过纹理映射（Texture Mapping）将二维图像信息“贴”到三维表面上，实现细节的丰富。探讨材质属性（如粗糙度、金属度）对最终外观的决定性影响。 8. 隐藏面消除与深度缓冲 讲解计算机图形学中解决可见性问题的关键算法。深入分析画家算法（Painter's Algorithm）的局限性。重点阐述 Z-Buffer（深度缓冲）算法的原理、数据结构需求以及其在现代实时渲染流水线中的核心地位。讨论如何处理深度精度问题（Depth Precision Issues）。 9. 基础光线追踪原理 作为真实感渲染的开端，本书对光线追踪（Ray Tracing）的生成算法进行详尽的数学推导。描述光线与几何体的交点计算（如光线与平面、光线与三角形网格的快速求交算法，如 Möller–Trumbore 算法）。解释光线在表面反射（Specular Reflection）和折射（Refraction）时的传播方向计算，为后续的全局光照打下基础。 第四部分：几何算法与网格处理 本部分关注于处理和分析三维空间中的离散几何数据。 10. 碰撞检测与空间划分 在交互式应用中，高效的碰撞检测至关重要。介绍基于距离计算的简单碰撞检测方法。重点讲解空间划分技术，如均匀网格（Uniform Grids）、BSP 树（Binary Space Partitioning Trees）和包围盒层次结构（Bounding Volume Hierarchies, BVH）的构建与遍历算法，以及它们在加速光线追踪和碰撞查询中的性能优势。 11. 表面细节与法线计算 讲解法线（Normals）在光照计算中的关键作用。阐述如何从几何数据（如顶点、边、面）计算出平滑或分段的表面法线，包括顶点法线平均法、Area-Weighted Normal Calculation 等。介绍法线贴图（Normal Mapping）的基本原理，它如何在不增加几何复杂度的前提下，通过修改法线向量来模拟高细节几何表面。 本书内容严谨，适合计算机科学、人机交互、动画设计以及相关工程领域的本科高年级学生、研究生以及希望系统性提升专业技能的工程师和研究人员深入研读。阅读本书需要具备扎实的微积分和线性代数基础。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

作为一名对计算机图形学理论本身有着浓厚兴趣的读者，这本书在算法和数学原理的阐述上，给予了我极大的满足。它并没有回避那些核心的数学知识，比如向量代数、矩阵变换、微分几何等，但处理方式非常恰当。作者会先从概念上解释这些数学工具为何在图形学中如此重要，然后再逐步深入到具体的公式和推导过程。这种“由浅入深”的学习路径，大大降低了理解门槛，让我能够更轻松地掌握计算机图形学的数学基础。 特别让我印象深刻的是关于光照和着色模型的部分。从简单的朗伯模型、冯氏模型，到更复杂的BRDF（双向反射分布函数）和全局光照算法，书中都进行了详尽的介绍。我学会了如何模拟不同材质表面的光反射特性，如何计算阴影的生成，以及如何处理漫反射、镜面反射和次表面散射等效果。这些知识不仅有助于我理解计算机生成的图像为何如此逼真，更能为我在开发自定义渲染器时提供坚实的理论指导。书中的插图和代码示例也恰到好处地辅助了理论的理解，让我能够将抽象的数学概念与具体的图形渲染过程联系起来。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是打开了新世界的大门！作为一个在三维建模领域摸爬滚打多年的从业者，我一直觉得自己在技术上有瓶颈，尤其是在追求更逼真、更具交互性的视觉效果方面。市面上关于计算机图形学的书籍不少，但很多要么过于理论化，要么只关注某个特定软件的操作，很难找到一本既有扎实理论基础，又能紧密结合实际应用的书。当我偶然看到《Introduction to Computer Graphics and VRML 2.0 Handbook Bundle》时，我抱着试一试的心态入手了，结果喜出望外。 首先，这本书的结构设计非常巧妙。它并没有一开始就抛出复杂的数学公式和算法，而是循序渐进地引导读者进入计算机图形学的世界。从最基础的图形学原理，如坐标系、投影变换、光照模型等，到更深入的渲染技术，如纹理映射、阴影处理、全局光照等，都讲解得清晰易懂。作者似乎非常了解初学者的难点，对于一些抽象的概念，常常辅以生动形象的比喻和大量的图示，这对于我这样一个对数学公式有点“恐慌”的人来说，简直是救星。而且，它还巧妙地融入了VRML 2.0（现在称为X3D）的相关内容，这在很多同类书籍中是很难见到的。VRML 2.0本身就是一种用于创建三维交互式虚拟现实的开放标准，将图形学原理与这种实际应用相结合，使得学习过程不再是枯燥的理论灌输，而是充满探索和创造的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对3D图形技术有着强烈好奇心的爱好者，我一直渴望找到一本能够全面介绍计算机图形学核心概念，同时又能兼顾实际应用的书籍。《Introduction to Computer Graphics and VRML 2.0 Handbook Bundle》无疑满足了我的这一期望。书中对图形学基础理论的讲解非常扎实，从坐标系、向量、矩阵到各种变换，都清晰明了。 令我特别欣喜的是，这本书将VRML 2.0（现在是X3D）作为重要的组成部分，这让我在学习理论知识的同时，能够立即将其应用到构建三维虚拟世界的实践中。我学会了如何使用VRML 2.0的节点来创建场景，如何定义物体、材质和灯光，以及如何添加交互性和动画。书中关于事件处理和传感器节点的讲解，对我而言尤为重要，它让我能够理解如何让虚拟世界响应用户的操作，从而创造出更具沉浸感的体验。

评分☆☆☆☆☆

这本书最大的亮点之一在于它对VRML 2.0的深度整合。我一直对创建沉浸式虚拟体验充满兴趣，但往往受限于工具和知识的不足。这本书提供了一个绝佳的平台，它不仅仅是介绍VRML 2.0的语法和API，更是将计算机图形学的核心概念与VRML 2.0的实际应用紧密地结合起来。我学会了如何使用VRML 2.0来构建复杂的场景，如何添加交互性，以及如何利用其丰富的节点来控制对象的行为和外观。例如，书中关于事件处理和传感器节点的讲解，让我能够轻松地实现用户与虚拟环境的互动，这对于我日后的项目开发至关重要。 我尤其欣赏书中对不同渲染技术的比较和分析。作者并没有仅仅罗列各种技术，而是深入探讨了它们的优缺点、适用场景以及实现原理。无论是早期的扫描线渲染，还是后来的光线追踪和光子映射，书中的讲解都非常到位。结合VRML 2.0的节点，我能够更直观地理解这些技术是如何影响最终渲染效果的。比如，在学习纹理映射时，书中不仅介绍了UV坐标的概念，还演示了如何通过VRML 2.0的`ImageTexture`节点来应用纹理，以及如何通过`TextureTransform`节点来控制纹理的缩放、旋转和平移。这些实践性的指导，让我能够迅速将理论知识转化为实际操作。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的惊喜在于它能够将看似抽象的计算机图形学理论与VRML 2.0这样一个具体的、面向Web的三维交互技术完美地结合起来。我之前接触过一些关于3D图形编程的书籍，但它们要么过于偏重数学公式，让人望而却步；要么只介绍某个特定游戏引擎的API，缺乏普适性。而这本书，则以一种非常友好的方式，循序渐进地讲解了计算机图形学的核心概念，并将这些概念与VRML 2.0的节点和架构巧妙地融合。 我尤其喜欢书中关于场景组织和导航的章节。理解场景图（Scene Graph）是构建复杂VRML世界的关键，书中通过大量的图示和代码示例，清晰地阐释了节点之间的层级关系以及变换的累积效应。我学会了如何有效地组织场景，如何使用`Transform`节点来实现物体的位移、旋转和缩放，以及如何通过`Group`和`Inline`节点来管理复杂的场景结构。这些知识对于我日后进行大型虚拟项目的设计和开发至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书在讲解VRML 2.0（也就是后来的X3D）方面，展现出了超凡的深度和实用性。我之前接触过一些VRML的入门教程，但都停留在表面，对于如何构建复杂、交互性强的虚拟场景感到力不从心。而这本书，则将VRML 2.0的每个重要节点和概念都进行了剖析，并提供了大量实用的代码示例。从基础的几何体、材质，到更高级的动画、传感器、事件路由，甚至是脚本编写，书中都有涉及。 我尤其喜欢书中关于场景图（Scene Graph）的讲解。理解场景图的概念对于掌握VRML 2.0至关重要，因为它决定了虚拟世界中对象之间的层级关系和变换。书中通过清晰的图示和代码示例，让我一步步理解了如何构建和操作场景图，如何通过变换节点（如`Transform`）来实现平移、旋转和缩放，以及如何利用父子节点关系来管理对象。此外，书中对动画和交互性的讲解也让我受益匪浅，我学会了如何使用`TimeSensor`、`Interpolator`节点来实现对象沿着预设路径的运动，以及如何利用`TouchSensor`、`ProximitySensor`等传感器来触发事件，从而实现用户与虚拟环境的互动。

评分☆☆☆☆☆

对于许多对计算机图形学感兴趣的读者来说，可能都会面临一个共同的难题：如何将抽象的理论知识转化为实际可操作的技术。而《Introduction to Computer Graphics and VRML 2.0 Handbook Bundle》这本书，恰恰完美地解决了这个问题。它不仅提供了扎实的计算机图形学理论基础，包括几何变换、投影、光照模型等，更重要的是，它将这些理论知识与VRML 2.0（如今已演进为X3D）这一强大的三维交互式图形标准紧密地结合起来。 我特别欣赏书中关于VRML 2.0节点体系的详细讲解。从最基础的`Shape`节点，到复杂的`Interpolator`和`Sensor`节点，书中都给予了深入的剖析，并提供了丰富的代码示例。这使得我能够理解如何一步步地构建一个虚拟场景，如何为场景中的物体定义几何形状、材质和纹理，以及如何让这些物体动起来，并能够响应用户的交互。例如，书中对`Transform`节点的详细阐述，让我明白了如何通过组合平移、旋转和缩放来精确定位和调整物体，这对于我构建复杂的3D模型至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书在讲解计算机图形学基本原理方面，提供了非常详尽且易于理解的解释。从二维图形的绘制基础，到三维空间的构建，再到复杂的渲染技术，作者都给予了深入的阐述。我特别赞赏书中对数学概念的处理方式，它并没有回避必要的数学知识，但却能以一种直观且与图形学应用紧密相关的方式来呈现，使得学习过程更加顺畅。 尤其值得一提的是，书中将VRML 2.0（也就是现在的X3D）的开发实践深度融入其中。这对于我来说是一大福音，因为我一直希望能够将学到的图形学理论知识直接应用于实际的虚拟世界构建。我学会了如何利用VRML 2.0的节点来定义场景中的各种元素，如何设置材质和纹理，以及如何实现动态的动画和用户交互。例如，书中关于`Appearance`、`Material`和`Texture`节点的讲解，让我能够详细地控制物体的外观，而关于`TimeSensor`和`Interpolator`节点的介绍，则让我掌握了创建平滑动画的方法。

评分☆☆☆☆☆

这本书的写作风格非常贴近读者，作者仿佛是一位经验丰富的导师，循循善诱地引导我们探索计算机图形学的奥秘。即使是对于一些在初学者看来相当晦涩的数学概念，作者也能通过生动的类比和形象的比喻，将其化繁为简。例如，在讲解光照模型时，作者并没有直接抛出复杂的BRDF方程，而是先从我们日常生活中对光线的感知入手，逐步引入漫反射、镜面反射等概念，再辅以简单的数学模型，让我们能够逐步理解其背后的原理。 我尤其喜欢书中关于材质和纹理的部分。从基础的颜色模型到复杂的纹理映射技术，再到环境光遮蔽（Ambient Occlusion）和全局光照（Global Illumination）的初步介绍，都给予了我深刻的启发。通过VRML 2.0的节点，我能够亲手实践这些技术，观察它们对场景视觉效果的影响。例如，通过`Material`节点设置不同的表面属性，通过`ImageTexture`节点应用图片纹理，以及通过`TextureTransform`节点调整纹理的映射方式，这些操作让我对材质的本质有了更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

对于想要深入理解计算机图形学背后原理的读者来说，这本书无疑是一座宝藏。它并没有局限于某一种特定的渲染技术或开发平台，而是从最基础的几何学、代数和微积分入手，讲解了构建三维世界所需的关键算法和数学模型。我尤其欣赏作者在解释复杂概念时所展现出的耐心和清晰度，比如关于投影变换的章节，从正交投影到透视投影，从视锥体的构建到裁剪，都讲解得非常透彻，并配有大量的辅助图例。 更令我惊喜的是，书中并没有止步于静态的图形渲染，而是深入探讨了动画和交互式图形的实现。例如，关于插值算法的讲解，从线性插值到样条插值，再到更复杂的贝塞尔曲线和B样条，都给予了详细的介绍和代码示例。这对于我理解物体运动的平滑过渡以及实现复杂的动画效果非常有帮助。同时，书中对VRML 2.0的整合，也让我能够将这些理论知识快速应用到实践中，构建出动态的、可交互的虚拟场景。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆