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☆☆☆☆☆

出版者:Addison Wesley

作者:Edward Angel

出品人:

页数:768

译者:

出版时间:2011-4-10

价格:USD 122.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780132545235

丛书系列:

图书标签:

• 计算机图形学
• OpenGL
• 计算机科学
• Graphics
• ComputerGraphics
• 编程
• Programming
• CG
• 计算机图形学
• 交互式图形学
• 图形学
• 计算机视觉
• 渲染
• OpenGL
• DirectX
• 游戏开发
• 可视化
• 算法

《超越像素：现代计算机图形学前沿探索》 内容简介 本书旨在为读者提供一个全面、深入且紧跟时代前沿的计算机图形学知识体系，其重点聚焦于驱动当代视觉体验和沉浸式技术的核心算法、理论框架与新兴应用。我们刻意避开了基础的二维几何变换、光栅化管线入门叙述以及传统渲染方程的教科书式解析，转而深入探讨那些塑造了现代游戏引擎、电影特效、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）的复杂技术。 第一部分：实时渲染的深度与广度 本部分彻底颠覆了对传统渲染流水线的理解，将重点放在了现代GPU架构下实现照片级真实感和极高性能的尖端技术。 1. 物理渲染（PBR）的精细化建模： 详细剖析了微上面散射（Microfacet BRDF）模型的数学基础，包括Cook-Torrance、GGX等模型的实际应用与参数调优。讨论了如何通过测量学数据（如BRDF采集）来精确反演出真实世界的材料属性，并深入探讨了能量守恒、各向异性以及次表面散射（SSS）在复杂有机物和半透明材料中的高效近似方法，例如深度传播图（DPF）和辐射传输的简化模型。 2. 实时全局光照（Real-Time Global Illumination）： 摒弃了传统的辐射度方法，本书将篇幅集中于实时GI的前沿突破。重点讲解了基于屏幕空间的反射（SSR）的局限性及超越，并详细介绍了混合体素锥追踪（Voxel Cone Tracing, VCT） 和 基于光线追踪的全局光照（Ray Traced Global Illumination, RTGI） 的实现细节。我们不仅讨论了如何利用NVIDIA RTX等硬件加速光线追踪的能力，更深入探讨了降噪（Denoising）技术——例如，运动补偿的贝叶斯滤波、时域累积与空间重建算法——是如何使RTGI在实时帧率下依然保持视觉可信度的。 3. 高级阴影技术： 本章超越了传统的阴影贴图（Shadow Maps），聚焦于层级深度复杂度（Hierarchical Z-Buffer, HZB） 在高分辨率环境下的应用，以及百分比近似深度贴图（Percentage-Closer Filtering, PCF） 的变体。对于复杂遮挡，本书详细阐述了预计算辐射传输（Precomputed Radiance Transfer, PRT） 的原理，及其在实时、动态照明下的多球谐函数（Spherical Harmonics）表达与管理，特别是对于几何形变物体的处理策略。 第二部分：几何处理与性能优化 本部分关注于如何高效地表示、简化和驱动海量复杂的几何数据，以满足实时渲染的需求。 4. 大规模场景的几何管理： 探讨了如何管理数百万甚至数十亿多边形的场景。核心内容包括层次细节模型（Level of Detail, LOD） 的自动生成技术，例如基于误差度量的二次误差度量（Quadric Error Metric, QEM）网格简化算法。此外，本书深入讲解了离散层次结构（Discrete Level of Detail, DLOD） 和集群式LOD，它们如何与视锥剔除和遮挡剔除紧密集成，以优化GPU的工作负载。 5. 曲面表示与细分： 重点分析了现代图形学中对非均匀有理B样条（NURBS）的替代方案。详细介绍了Catmull-Clark细分 的几何推导，以及如何在GPU上高效地实现边缘细分（Edge Loop Subdivision）。对于性能要求极高的场景，本书还涵盖了硬件曲面细分（Tessellation） 阶段的编程模型与控制点管理。 6. 动态网格处理与变形： 侧重于非刚性物体的实时模拟与渲染。这包括基于有限元方法（FEM） 的简化形变预测，以及更实用的骨骼动画（Skinning） 算法的优化，例如双四元数（Dual Quaternion）的线性混合，以及如何处理权重计算中的穿透伪影。 第三部分：前沿视觉计算与人机交互 本部分将视角从纯粹的图形生成扩展到更广阔的计算视觉和沉浸式体验领域。 7. 神经渲染与合成： 这是一个快速发展的领域，本书紧跟其后。详细介绍了神经辐射场（Neural Radiance Fields, NeRF） 的核心思想——如何使用多层感知器（MLP）来编码场景的体积密度和颜色信息。我们分析了基础NeRF的收敛性问题、训练成本，并重点介绍了如Instant-NGP、3D Gaussian Splatting（3DGS）等加速和改进型方法在渲染速度和质量上的突破。 8. 空间计算与跟踪技术： 深入探讨了VR/AR应用背后的底层技术。详细解释了同步定位与建图（SLAM） 的前端（特征提取、匹配）和后端（优化、BA）。对于头部和手部跟踪，本书分析了惯性测量单元（IMU） 数据的融合算法，以及基于深度传感器（如LiDAR或结构光）的点云配准技术。 9. 渲染的未来：事件驱动与非传统范式： 探讨了超越光线/光栅化的新兴渲染范式。这包括对路径积分（Path Integration） 的深入理解，以及如何利用光子映射（Photon Mapping） 技术的改进版（如双向路径追踪BDPT）来解决焦散等复杂光照现象。同时，我们还简要介绍了基于事件的相机模型（Event-Based Cameras）及其对传统渲染管线的挑战。 面向读者 本书适合具有扎实的线性代数、微积分基础，并对C++、GPU编程（如HLSL/GLSL）有基本了解的计算机科学专业高年级学生、研究生，以及希望深入理解现代图形引擎内部机制的资深游戏开发者、特效工程师和研究人员。本书假定读者已经掌握了基本的图形学概念，目标是直接跨越入门阶段，直抵工业界和学术界的最前沿。

评分☆☆☆☆☆

初学者，粗略看完感觉挺好，评价一下。 本书涵盖了图形学的各个方面，内容很是丰富，语言也比较浅显易懂，入门看觉得不错，对图形学有了个大体的了解。 一大特点是比较新。不断出新版啊，我看的已经是2011年出的第六版了。比起老的版本，变化还是挺大的（其实我没看过老版，...  

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度着实令我印象深刻。它不仅仅是停留在基础概念的介绍，而是深入探讨了计算机图形学领域的一些核心技术和前沿发展。从光栅化到射线追踪，再到更复杂的全局光照技术，作者都进行了详尽的阐述，并提供了大量的数学推导和算法分析。虽然有些章节需要花费更多的时间去消化，但我认为这种深入的讲解正是这本书的价值所在。我尤其欣赏作者在处理高级话题时，并没有回避其中的复杂性，而是通过清晰的逻辑和结构化的论述，帮助读者逐步理解。书中对GPU并行计算的介绍也让我大开眼界，我一直对游戏引擎和实时渲染的背后原理感到好奇，这本书正好解答了我的疑问。它不仅仅是理论的堆砌，还包含了很多实际的编程技巧和优化策略，这些内容对于任何想要在图形学领域深入发展的工程师来说都是无价的。这本书无疑为我打开了一扇新的大门，让我对这个领域有了更全面、更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我抱着非常大的期待来阅读这本书，并且它也超出了我的预期。书中对各种图形学算法的分析非常透彻，从基础的向量和矩阵运算，到高级的光线传播模型，作者都进行了深入的剖析。我尤其对书中关于高级着色器语言（如GLSL）的介绍非常感兴趣，这让我能够更好地理解如何在GPU上实现复杂的视觉效果。虽然其中涉及到一些数学知识，但作者的讲解清晰明了，并且提供了大量的代码示例，这极大地帮助了我理解和应用这些知识。这本书不仅仅是一本技术书籍，它更像是一扇通往图形学世界的大门，让我看到了这个领域的无限可能性。我能够感受到作者在编写这本书时付出的巨大心血，将如此复杂的知识体系组织得如此有序和易于理解，绝非易事。这绝对是一本值得反复研读的经典之作，对于任何想要在计算机图形学领域有所建树的人来说，都是不可或缺的参考。

评分☆☆☆☆☆

我一直对动画制作的计算机图形学部分很感兴趣，这本书在这方面的内容让我惊喜不已。从关键帧动画的原理，到骨骼动画和蒙皮技术的实现，书中的讲解非常到位。我尤其喜欢关于物理模拟的部分，像是流体模拟、布料模拟等等，这些内容让我了解到如何让虚拟世界中的物体展现出逼真的运动轨迹。书中的图示和案例分析都非常贴切，让我能够更好地理解算法的实际应用。虽然我还没有深入研究每一段代码，但光是理解这些概念本身就已经让我受益匪浅。它让我明白了电影中那些栩栩如生的特效是如何诞生的，也让我对CG动画的创作过程有了更深的敬意。这本书不仅仅是技术手册，更像是一本关于如何“创造生命”的指南，让我对未来的学习方向有了更清晰的规划。我强烈推荐给所有对动画和视觉特效感兴趣的朋友。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来了非常独特的阅读体验。它在讲解概念时，采用了非常注重直觉和理解的方式，而不是一味地强调公式和数学推导。书中有很多巧妙的比喻和类比，让我能够迅速抓住核心要点。我特别喜欢书中关于场景管理和渲染管线的讨论，这些内容让我明白了如何在复杂的虚拟环境中高效地绘制出逼真的图像。作者在讲解过程中，始终保持着一种启发性的态度，引导读者主动思考，而不是被动接受。即使是一些相对复杂的算法，通过作者的讲解，也变得容易理解和接受。我甚至在阅读过程中，时不时会停下来，尝试在脑海中构建出相关的模型和流程，这种主动参与的学习方式让我收获颇丰。这本书就像一位经验丰富的导师，用最易懂的方式将最前沿的知识传递给我。

评分☆☆☆☆☆

这本书实在太有趣了！我一拿到手就迫不及待地翻看了起来。尽管我对计算机图形学的基础知识了解得不算太多，但这本书就像一个循序渐进的向导，让我能够轻松地理解那些一开始看起来非常复杂的概念。它不是那种枯燥乏味的教科书，而是充满了很多引人入胜的例子和图示，让抽象的理论变得生动形象。我特别喜欢书中关于三维建模的部分，那些关于多边形网格、曲线和曲面的讲解，配合着清晰的代码片段，让我仿佛置身于一个虚拟的创作世界。作者在讲解算法时，总是能把数学原理和实际应用联系起来，让我深刻理解为什么某个算法能够实现特定的视觉效果。而且，书中的一些小技巧和最佳实践，对于我这种初学者来说简直是宝藏，让我少走了很多弯路。我甚至觉得，如果能把书中的练习题都做一遍，我的图形学技能肯定会有一个质的飞跃。总的来说，这是一本让我爱不释手的书，无论是作为入门读物还是进阶参考，都非常值得推荐。

评分☆☆☆☆☆

初尝computer graphics 以及 OpenGL。

评分☆☆☆☆☆

C/C++语言的代码和GLSL代码混在一起。。。

评分☆☆☆☆☆

代码写得像大便，这还是第6版。翻了下第5版，代码写得还不如大便。看来第6版是作者自己都受不了了，自裁了。向劣质代码爱好者、心理承受能力强者推荐。

评分☆☆☆☆☆

初尝computer graphics 以及 OpenGL。

评分☆☆☆☆☆

初尝computer graphics 以及 OpenGL。