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出版者:

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出品人:

页数:237

译者:

出版时间:2010-1

价格:26.00元

装帧:

isbn号码:9787508470160

丛书系列:

图书标签:

• 游戏动画
• 色彩
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• 教程
• 美术
• 设计
• 数字艺术
• CG
• 动画制作
• 游戏开发

深入解构光影、材质与视觉叙事的权威指南 《数字媒体艺术：高级照明与渲染原理》 目标读者： 资深游戏美术师、电影视觉特效（VFX）艺术家、高端概念设计师、影视灯光设计师，以及对物理渲染和数字摄影有深入研究需求的专业人士。 书籍定位： 本书超越了基础色彩理论和软件操作层面的教学，直指当代数字内容生产中最核心、最耗费心力的环节——光照的物理模拟、材质的真实表达，以及如何利用光影语言构建精确的情绪叙事和空间深度。 它不是一本教你“如何设置一个三点布光”的速成手册，而是一部深入探讨“光如何在计算机中被计算、渲染，以及如何影响人眼的生理与心理感知”的深度理论与实践结合的专著。 --- 第一部分：光学的物理基础与数字再现（The Physics of Light & Digital Reproduction） 本部分将读者带离单纯的色彩选择层面，进入对光线本质的探索。 第一章：光线的粒子与波的辩证统一 电磁波谱在数字渲染中的映射：从可见光到不可见光的模拟边界。 光的路径追踪（Path Tracing）与光线追踪（Ray Tracing）的核心数学模型：蒙特卡洛积分在全局光照（Global Illumination, GI）计算中的应用。 次表面散射（Subsurface Scattering, SSS）的深度解析：皮肤、蜡质、玉石等半透明材质的BRDF模型详解（如BSSRDF的应用）。 第二章：高级着色模型与BRDF的演变 从Phong到PBR（基于物理的渲染）的范式转移：理解能量守恒在着色模型中的强制要求。 微平面理论（Microfacet Theory）的精微剖析：GGX、Beckmann分布函数的选择与效果差异。 各向异性（Anisotropy）的精确控制：金属拉丝、CD纹理等复杂表面现象的数学描述。 各向异性高光在不同渲染引擎（如Unreal Engine, Unity HDRP）中的实际参数校准。 第三章：环境光的采集与重建 高动态范围图像（HDRI）的工作原理与陷阱：采样失真、动态范围的截断与重建。 球谐函数（Spherical Harmonics, SH）与辐射度（Radiosity）方法在烘焙光照中的局限性与优化。 实时环境光探针（Reflection Probes）的放置策略与漏光（Leakage）问题的解决。 --- 第二部分：复杂材质的真实构建与表现（Advanced Material Construction） 本部分专注于超越标准金属/粗糙度贴图的工作流，探讨如何模拟具有“历史感”和“故事性”的表面。 第四章：非均匀着色：从宏观到微观的细节控制 贴图层的堆叠艺术：Base Color, Metallic, Roughness, Normal, Ambient Occlusion (AO) 的物理含义校准。 混合材质（Blended Materials）的程序化分离： 如何在同一网格上实现流体侵蚀、锈蚀分层、以及磨损的自然过渡。 法线贴图（Normal Map）的深度应用：不仅仅是凹凸，更是对表面微观几何结构的模拟。 第五章：复杂材质的实例解构 陈旧金属的“故事”： 锈蚀、氧化层、油污的层级构建与光照互动。 有机物与纺织品的深度模拟： 纤维的折射、毛发的次表面散射（Hair/Fur SSS）与各向异性高光。 宝石与玻璃： 焦散（Caustics）的计算优化，菲涅尔效应（Fresnel Effect）在不同介质中的精确调整。 第六章：体积效应与大气散射 雾、烟、云的体积渲染技术：云的柏松分布与密度场。 瑞利散射（Rayleigh Scattering）与米氏散射（Mie Scattering）在模拟地球大气和异星环境中的应用。 “God Rays”：体积光束的生成、衰减与渲染效率的权衡。 --- 第三部分：光照叙事与摄影学转换（Lighting as Narrative & Cinematic Translation） 本书的最终目标是将物理知识转化为强大的视觉语言工具。 第七章：数字摄影机的光学仿真 镜头系统对画面的影响：景深（Depth of Field, DoF）的精确控制与焦点的选择。 运动模糊（Motion Blur）的帧内采样与时间重投影技术。 传感器模拟：胶片颗粒（Film Grain）、数字噪点与色彩量化误差（Banding）的艺术性引入。 第八章：情绪光谱与光照的心理学关联 色温（Color Temperature）与白平衡的心理暗示： 暖光、冷光在叙事中的应用规则。 对比度（Contrast Ratio）的戏剧化运用：如何利用明暗的极值来引导观众视线和情绪。 光照的层次分析：主光、辅光、轮廓光、补光在复杂场景中的相互作用与平衡点。 第九章：实时渲染中的光照优化与性能管理 混合光照策略：实时光线追踪（RTX/DXR）与传统光栅化（Rasterization）的结合点。 LOD（细节层次）对光照计算的影响与缓存策略。 性能瓶颈分析：过度复杂的SSS、高密度的体积雾以及高采样率的GI计算如何拖慢帧率，并提供针对性的优化路径。 --- 结语：超越工具的思维框架 本书旨在帮助读者建立一个坚不可摧的“光影思维框架”。掌握这些原理后，创作者将不再依赖预设的渲染效果或模板，而是能够像真正的电影灯光师和光学工程师一样，精确地控制光线与材质的每一个互动点，从而将抽象的数字数据转化为具有说服力和沉浸感的视觉体验。它要求读者具备扎实的线性代数、微积分基础，以及对渲染方程的敬畏之心。

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