Turbo C 实用图形程序设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:天津科技翻译出版公司

作者:

出品人:

页数:287

译者:

出版时间:1994-02

价格:14.50

装帧:平装

isbn号码:9787543305632

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图形编程的深度探索：计算机图形学核心原理与实践 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面、深入且富有实践性的计算机图形学学习路径，聚焦于底层原理的剖析与高效能图形实现的技巧。本书内容并非对现有特定编译器或编程环境（如Turbo C）的特定功能或库进行介绍，而是构建在跨平台、现代化的图形编程理念之上。我们相信，掌握核心的数学模型、算法和渲染管线，远比掌握特定工具集更为重要，这能确保读者的知识体系具有长久的生命力和适应性。 第一部分：图形学的数学基石 本部分将奠定整个图形学学习所需的坚实数学基础。我们不会停留在简单的二维几何，而是深入探讨三维空间中的变换、投影与光照模型所依赖的线性代数。 线性代数回顾与图形应用： 重点讲解向量、矩阵运算在图形学中的具体作用。如何使用矩阵高效地执行平移、旋转、缩放等仿射变换。深入分析齐次坐标系在图形处理中的必要性与优势。 几何基础与空间划分： 讨论曲线与曲面的数学表示，如贝塞尔曲线（Bézier）和B样条（B-Spline）的定义、控制点计算及其在建模中的应用。引入空间划分结构，如BSP树（Binary Space Partitioning Tree）和八叉树（Octree）的构建原理，及其在加速可见性判断和碰撞检测中的效率优势。 透视与投影几何： 详细阐述正交投影和透视投影的数学原理，以及如何通过投影矩阵将三维世界坐标准确地映射到二维屏幕空间。理解视口变换（Viewport Transformation）的细节。 第二部分：渲染管线的核心机制 本部分是本书的重点，它将系统地解构现代实时渲染管线（Rendering Pipeline）的各个阶段，重点关注算法的效率与准确性。 光栅化技术深度解析： 不仅仅是简单的扫描线算法，本书将详细分析边函数（Edge Function）在高效判断像素点是否被三角形覆盖中的应用。讨论抗锯齿（Anti-aliasing）技术，包括超级采样（SSAA）和多重采样（MSAA）的实现细节与性能权衡。 深度缓冲与可见性排序： 深入探讨Z-Buffer（深度缓冲）的工作原理，分析其在处理复杂场景时的局限性。对于需要精确排序的非Z-Buffer场景，介绍画家算法（Painter's Algorithm）的局限性及其改进方案。 纹理映射与采样： 讲解纹理坐标的生成、纹理单元的查找过程。重点分析纹理过滤技术，如线性插值（Bilinear Filtering）和各向异性过滤（Anisotropic Filtering）的数学实现，以确保在不同视角下纹理的视觉质量。 第三部分：光照、着色与材质模型 高质量的视觉效果依赖于对光线与物质相互作用的准确模拟。本部分将聚焦于计算着色模型。 经典光照模型： 全面讲解Phong模型（环境光、漫反射、镜面高光）的数学公式及其参数对材质外观的影响。引入更贴近物理真实的经验模型，如Blinn-Phong。 进阶着色技术： 介绍法线贴图（Normal Mapping）和高度贴图（Bump Mapping）如何通过修改表面法线来增加几何细节，而无需增加实际的顶点数量。讨论切线空间（Tangent Space）的构建和使用。 着色器编程基础（概念层面）： 虽然不依赖特定API，但本书会用算法描述的方式，解释顶点着色器（Vertex Shader）和片段着色器（Fragment Shader）在现代渲染流程中的角色——如何并行处理数据和计算像素颜色。 第四部分：高级图形应用与性能优化 本部分面向希望构建复杂、高性能图形应用的读者，探讨超越基础渲染的技术。 变换层次结构与场景管理： 讲解场景图（Scene Graph）的数据结构，如何组织复杂的3D模型，并实现高效的局部坐标系到世界坐标系的变换传递。 可见性检测与剔除： 深入分析视锥体剔除（Frustum Culling）的几何判断方法。介绍遮挡剔除（Occlusion Culling）的基本概念和实现思路，这是提升大规模场景渲染性能的关键。 基本动画原理： 介绍骨骼动画（Skeletal Animation）中蒙皮（Skinning）的数学过程，以及关键帧插值（Interpolation）在生成平滑运动中的作用。 本书特色： 本书强调“为什么”而不是“如何使用某个特定函数”。所有算法都以清晰的数学公式和逻辑结构呈现，读者可以根据这些原理，轻松迁移到任何现代图形API（如OpenGL, Vulkan或DirectX）的实践环境中。我们提供的不仅是知识，更是构建高效、逼真三维世界的思维框架。本书适合计算机科学、电子工程专业的学生，以及有志于从事游戏开发、模拟仿真、虚拟现实等领域的高级程序设计人员深入研读。

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这本书的排版风格非常奇特，每一章的理论介绍之后，紧跟着的总是大段大段的源代码清单，这种“代码即文档”的风格，对于习惯了图文并茂讲解的现代读者来说，无疑是一种挑战。**我必须承认，这份详尽的代码量确实令人印象深刻，但它牺牲了阅读的流畅性。** 许多关键的逻辑跳转和变量的初始化，往往隐藏在几百行的代码块深处，读者需要花费大量精力去跟踪程序的执行流程，才能真正理解某一行特定代码的意义。例如，在绘制填充多边形的部分，作者直接贴出了整个区域填充算法的实现，却没有用流程图或伪代码对核心的扫描线逻辑进行必要的提炼和概括。这导致初学者在面对如此庞大的代码块时，很容易产生畏难情绪，无法抓住算法的精髓。我期待的“实用”教学，是先用简洁的图示将核心思想灌输给读者，然后才是提供经过验证、可以直接编译运行的完整源码作为参考。这本书的侧重点似乎完全反了过来，它更像是某种特定编译器环境下代码的“存档”，而不是一本旨在传授编程思想的教材。尽管如此，对于那些热衷于逐行调试老代码的硬核爱好者来说，这或许是它独特魅力所在。

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这本书的装帧设计充满了怀旧的魅力，封面那种略带斑驳感的色彩搭配，一下子就把我拉回了那个DOS操作系统统治天下的年代。作为一个对图形编程有着深厚感情的老玩家，我原本以为市面上这类书籍早已绝迹，没想到还能找到如此精心排版的作品。**但老实说，这本书在深入讲解底层原理方面，显得有些意犹未尽。** 那些关于内存管理、中断调用以及如何直接与显存打交道的章节，虽然给出了基础的框架，但在面对现代计算机体系结构时，其参考价值就大打折扣了。我期望看到更多关于优化图形渲染速度的技巧，比如如何利用汇编指令来加速像素的绘制，或者在有限的8位色调色板下实现更逼真的色彩过渡效果。目前的讲解更侧重于“能跑起来”，而较少触及“跑得快、跑得漂亮”的进阶艺术。比如，在讲解Bresenham画线算法时，作者的笔触过于平铺直叙，缺乏对算法在不同硬件环境下的性能差异的深入剖析。对于那些真正想成为底层图形高手的人来说，这本书更像是一块引人入胜的敲门砖，而不是通往殿堂的完整路线图。我希望未来的修订版能增加一章关于如何将这些经典算法移植到更现代的编译器环境中的实践案例，那样这本书的价值将会得到极大的提升。

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读完这本书，我最大的感受是作者对C语言和早期Turbo C集成环境的精湛掌控力。那种对指针操作的熟练，对结构体定义的精准运用，简直就像是教科书级别的范例。然而，**书中对“实用”的定义似乎停留在了上个世纪的硬件限制之上。** 比如，书中花了大篇幅介绍如何通过直接I/O端口操作来控制声卡发出简单的哔哔声，并将其作为图形程序的一个辅助音效。这在那个资源极度匮乏的年代或许是必要的“实用”，但在今天，这种做法完全被高级API所取代。我更想看到的是，如何利用C语言的强大抽象能力去构建一个可重用的图形组件库，而不是仅仅停留在绘制几何图形的层面。比如，如何实现一个高效的位图加载和缩放模块，或者如何设计一个事件驱动的窗口管理系统（哪怕是用字符界面模拟的）。书中对面向对象思想的渗透几乎没有，这使得代码结构在面对复杂场景时，显得有些僵硬和难以维护。如果作者能在讲解具体算法的同时，穿插一些关于代码组织和模块化设计的讨论，哪怕是基于C语言的结构体和函数指针来实现的“伪面向对象”，那也会对提升读者的工程素养大有裨益。目前来看，它更像是一本精美的“汇编级C语言算法展示集”。

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从技术深度上讲，这本书对早期图形库如BGI（Borland Graphics Interface）的依赖性过强，这使得它的适用范围被严重局限了。书中大量使用的特定函数，如 `initgraph()` 和各种颜色、线条设置函数，虽然在Turbo C的特定DOS环境下工作得非常完美，但它们的方法论和底层实现与现在主流的OpenGL、Vulkan或DirectX的API设计理念相去甚远。**这种深度的“特定环境绑定”，反而削弱了其作为“图形程序设计”通用教材的地位。** 我在尝试将书中的某些逻辑移植到现代Windows环境下的SDL库时，发现需要进行大量的反向工程和接口适配工作，原书中的许多“捷径”都变成了必须绕开的“死胡同”。这本书更像是一份详尽的“Turbo C图形API速查手册”，而非一套通用的算法和设计原则的系统教学。如果作者能够抽出时间，将核心的几何变换和光栅化算法用纯C语言实现，不依赖任何图形库的特定函数，那么这本书的生命力将会大大延长，更能体现出其作为一本经典教程的价值。

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这本书在理论的严谨性和实践的灵活性之间，似乎更倾向于后者，但这种灵活性带来的副作用是，它在处理一些边缘情况时显得有些粗糙。例如，在讲解圆的绘制时，虽然使用了经典的“八分法”来简化计算，但在处理圆心不在整数坐标点的情况，或者当半径较大导致像素跳跃时，生成的图形边界总是有轻微的锯齿感和不连续性。作者对此的解释仅仅是“这是早期硬件的限制”，但实际上，通过更精细的像素判断或引入次像素渲染的概念（即使在那个时代），是可以部分缓解这一问题的。**这种对“已然如此”的接受态度，使得本书在追求极致视觉效果的读者眼中，略显保守。** 我希望看到作者能更深入地探讨如何通过软件手段去“欺骗”硬件的局限性。比如，如何用抖动（Dithering）技术来模拟出更多的灰阶层次，或者在有限的屏幕分辨率下，通过巧妙的算法设计来增强视觉上的平滑感。这本书的价值在于它记录了一个时代的辉煌，但要让它成为指导未来学习的基石，则需要在算法优化和视觉效果的精细化处理上投入更多精力。

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