计算机图形学教程

计算机图形学教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:清华大学出版社
作者:陆润民
出品人:
页数:215
译者:
出版时间:2003-3
价格:19.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787302062424
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机图形学
  • 图形学
  • 教程
  • 计算机科学
  • 图像处理
  • 渲染
  • OpenGL
  • DirectX
  • 可视化
  • 算法
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具体描述

计算机图形学教程,ISBN:9787302062424,作者:陆润民编著

《色彩的魔法与几何的韵律:数字世界的视觉语言》 本书并非一本详尽介绍计算机图形学核心算法的教学指南,而是带领读者深入探索数字世界中视觉表现的奥秘,以及驱动这些视觉奇观的底层原理。我们将一同漫游于色彩的理论与感知之间,理解光谱的交织如何唤起情感,色彩模型如何被用于屏幕显示和印刷输出。从RGB到CMYK,从HSV到Lab,我们将剖析不同色彩空间的特性,以及它们在数字艺术、设计和媒体中的应用。学习如何通过色彩搭配来营造氛围,如何利用色彩对比来引导视线,以及如何理解色彩的心理学效应,为任何数字视觉项目增添深度和情感。 与此同时,本书将揭示几何学在构建三维世界中的基石作用。我们将探讨点、线、面的基本概念,以及它们如何被组合成复杂的形状和模型。从简单的多边形到复杂的曲面,我们将了解参数化建模的艺术,以及如何利用数学方程来描述和操纵三维物体。学习各种坐标系(笛卡尔坐标系、极坐标系、球坐标系)在模型表示和转换中的作用,以及向量和矩阵运算如何实现平移、旋转和缩放等基本变换。我们还将触及光线追踪和栅格化等渲染技术,理解它们如何将抽象的几何模型转化为我们肉眼所见的逼真图像,并探讨纹理映射、材质属性以及照明模型如何赋予物体表面以质感和生命力。 本书的重点在于激发读者对数字视觉创作的兴趣,并提供一个理解其背后科学原理的独特视角。我们不深入研究复杂的数学推导和编程实现,而是侧重于概念的阐释和直观的理解。通过生动的例子和引人入胜的讨论,我们将揭示从静态图像到动态视频,从二维平面到沉浸式三维环境,数字视觉技术是如何塑造我们认知和体验世界的方式。 我们将探讨透视投影的原理,理解它如何模拟人眼的观看方式,创造出空间的深度感和真实感。学习相机模型的基本组成部分,以及如何通过焦距、光圈和快门速度等参数来控制画面的景深和曝光。此外,我们还会涉及一些基础的动画原理,理解关键帧动画、插值算法以及运动曲线如何赋予物体生命,创造出流畅自然的运动轨迹。 本书也将关注数字媒体的演进,从早期的像素艺术到如今的虚拟现实和增强现实。我们将回顾这些技术发展的里程碑,并展望它们对未来交互和体验的深远影响。理解VR/AR技术中的空间计算、传感器融合以及交互设计原则,将帮助读者窥见数字世界与物理世界日益融合的趋势。 无论您是数字艺术家、平面设计师、游戏开发者,还是仅仅对数字世界的视觉表现力充满好奇的爱好者,《色彩的魔法与几何的韵律:数字世界的视觉语言》都将为您打开一扇通往数字视觉艺术与科学的奇妙之门。它旨在培养读者一种“看”的能力——一种能够洞察图像背后逻辑、理解色彩的情感力量、欣赏几何结构之美,并最终能够运用这些知识进行富有创造力的数字表达的能力。让我们一同沉浸在数字世界的视觉魅力之中,解锁无限的创意可能。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的封面设计就吸引了我,那种深邃的蓝色和银色交织的图案,仿佛预示着它将带领我进入一个充满奇幻与科学的世界。作为一名初学者,我对计算机图形学的了解仅限于一些模糊的概念,比如三维建模、动画渲染等等,但总觉得它们离我非常遥远,像是只存在于电影特效和高端游戏中的神秘技艺。我渴望能有一本真正能够“上手”的书,让我能够理解这些背后是如何实现的,而不仅仅是停留在表面。这本书的标题——《计算机图形学教程》——简洁而有力,让我觉得它可能就是我一直在寻找的那个向导。我特别关注的是书中是否会讲解基础的数学原理,因为我听说图形学离不开线性代数和几何学,而我的数学基础相对薄弱,如果书中有清晰易懂的讲解,并配以直观的图示,那将是极大的帮助。我期待书中能够从最基础的像素和向量开始,逐步引导我理解光栅化、纹理映射、着色器等核心概念。而且,我希望它不仅仅是理论的堆砌,还能提供一些实际的编程示例,最好是使用一些主流的图形API,比如OpenGL或者Vulkan,这样我就可以在实践中巩固所学,甚至尝试制作一些简单的图形效果,比如一个旋转的立方体,或者一个带有简单光照的场景。如果书中还能介绍一些常用的图形学算法,比如Bresenham画线算法、DDA画线算法,甚至是更复杂的曲线和曲面生成算法,那就更完美了。我非常看重的是,这本书能否帮助我建立起对计算机图形学的一个系统性的认知,而不是零散的知识点。它是否能让我明白,为什么一个物体在屏幕上看起来是立体的,为什么会有光影效果,为什么颜色会发生变化等等,这些深层次的问题。如果它能告诉我如何从零开始构建一个简单的3D引擎,哪怕只是一个最基础的框架,那将是我学习过程中的一大飞跃。我希望这本书不仅仅是一本教材,更是一位耐心的老师,能够在我遇到困难时提供清晰的解答,在我感到迷茫时指引方向。我期待它能够激发我对这个领域的兴趣,并为我日后的深入学习打下坚实的基础。

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坦白说,我是一名对视觉艺术有着浓厚兴趣的普通爱好者,偶然的机会接触到了计算机图形学这个概念,顿时感到新奇不已。我一直以来都对电影特效、游戏画面以及各种精美的数字艺术作品着迷,总是好奇它们是如何被创造出来的。然而,当我试图去了解这背后的原理时,往往被各种专业术语和复杂的算法弄得晕头转向。《计算机图形学教程》这个书名,在我眼中就像是一盏指路明灯,承诺着要为我揭开计算机图形学的神秘面纱。我非常渴望了解,艺术家们是如何将他们的创意转化为屏幕上的数字图像的。这本书是否会从最基础的绘图原理讲起,比如点、线、面是如何在计算机中表示和绘制的?我特别关心它是否会讲解颜色模型,比如RGB、CMYK,以及它们在计算机图形学中的应用。我希望它能详细解释光照和阴影是如何模拟的,这对于创造真实感的画面至关重要。例如,如何计算光源对物体表面的影响,如何实现环境光、漫反射光和镜面反射光等效果。此外,纹理贴图是让物体表面看起来更加丰富和真实的关键技术,我期待书中能深入讲解纹理的创建、映射和过滤等过程。书中是否会介绍一些动画的基本原理,比如关键帧动画、插值动画,以及如何让物体动起来?我还想知道,在3D图形学中,摄像机是如何工作的,如何模拟透视效果,以及如何进行视锥体的裁剪。如果书中能够提供一些关于3D模型创建和编辑的基础知识,比如多边形建模、曲线建模等,那就更好了。我期望这本书能够用通俗易懂的语言,辅以丰富的图例和实例,将这些复杂的概念一一阐释清楚,让我能够真正理解计算机图形学的魅力所在。我希望能通过阅读这本书,不仅能学到知识,更能培养出一定的实践能力,尝试制作一些简单的图形效果,验证书中的理论。

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我是一名在校的计算机科学专业的学生,目前正在学习图形学相关的课程,但感觉现有的教材讲解得有些过于理论化,很多概念难以消化,尤其是在实际编程中遇到问题时,往往找不到有效的解决思路。《计算机图形学教程》这本书的出现,对我来说无疑是雪中送炭。我更关注的是这本书能否提供更具实践性的指导,帮助我理解理论知识是如何应用于实际开发的。例如,书中是否会详细讲解各种图形渲染管线(Rendering Pipeline)的工作流程,从顶点数据输入到最终像素输出的每一个环节?我希望它能解释光栅化(Rasterization)的具体过程,以及如何在GPU上高效地实现这一过程。对于着色器(Shaders)的讲解,我尤其期待,包括顶点着色器(Vertex Shader)和片段着色器(Fragment Shader)的作用,以及如何编写自定义的GLSL或HLSL代码来实现各种视觉效果,比如卡通渲染、卡通阴影、描边等。我希望书中能够深入探讨光照模型,不仅是基础的Phong模型,还能介绍更高级的全局光照技术,比如光线追踪(Ray Tracing)和辐射度(Radiosity),哪怕是初步的介绍也能让我受益匪浅。书中是否会涉及曲线和曲面的高级表示方法,如NURBS,以及如何在计算机中对其进行渲染?我还很想了解粒子系统(Particle Systems)的实现,这在游戏和特效中非常常见。纹理映射(Texture Mapping)方面,除了基础的2D纹理,是否会讲解3D纹理、立方体纹理(Cube Maps)以及相关的纹理坐标生成方法?如果书中还能对一些常用的计算机图形学库或框架,如OpenGL、Vulkan、DirectX,甚至是一些游戏引擎(如Unity、Unreal Engine)中的图形学相关概念做一些初步的介绍和类比,那将会极大地提升我的学习效率。我希望这本书能帮助我打通理论与实践的隔阂,让我能够更自信地应对课程中的编程作业和项目开发。

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我是一名对虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术充满热情的研究者,深知计算机图形学是实现这些沉浸式体验的基石。《计算机图形学教程》这个书名,让我看到了学习和掌握这些关键技术的机会。我非常关注书中是否会涉及VR/AR领域特有的图形学挑战和解决方案。例如,在多视角渲染(Multi-view Rendering)方面,我希望它能讲解如何为左右眼生成不同的图像以实现立体视觉效果。书中是否会介绍关于头动追踪(Head Tracking)和注视点渲染(Foveated Rendering)的图形学实现技术?我希望它能深入讲解如何在3D场景中实现逼真的光照和阴影,以增强VR/AR体验的真实感。例如,实时全局光照(Real-time Global Illumination)技术在VR/AR中的应用,以及如何利用屏幕空间反射(Screen-space Reflections)和屏幕空间环境光遮蔽(Screen-space Ambient Occlusion)来提升视觉效果。在模型加载和渲染方面,我希望它能提及一些高效的3D模型格式和渲染技术,以满足VR/AR设备对性能的高要求。书中是否会讲解如何处理和渲染大量的3D几何体,以及如何优化渲染管线以实现高帧率的输出?我还对空间音频(Spatial Audio)和触觉反馈(Haptic Feedback)等与图形学相关的多模态交互技术感兴趣,希望书中能有所提及。我希望这本书能够帮助我理解计算机图形学在VR/AR领域的应用,并为我从事相关技术的研究和开发提供必要的理论和技术支持。

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我是一名对计算机科学的底层原理和算法实现充满好奇的学生,尤其对能够将数学知识转化为直观视觉效果的计算机图形学领域感到着迷。《计算机图形学教程》这个书名,让我看到了深入探索这一领域的希望。我更关心的是书中对图形学核心算法的讲解是否足够深入和透彻。例如,在光栅化(Rasterization)方面,我希望它能详细解释DDA、Bresenham等画线算法的原理,以及如何在像素级别上填充三角形。对于三维变换(3D Transformations),我希望它能深入讲解矩阵运算在平移、旋转、缩放和投影中的具体应用,以及坐标系之间的转换逻辑。我尤其期待书中对着色(Shading)技术的讲解,不仅是基础的Gouraud和Phong着色,更希望它能深入探讨如何实现更逼真的光照模型,比如Blinn-Phong、Cook-Torrance,以及关于BRDF(双向反射分布函数)的介绍。书中是否会讲解纹理映射(Texture Mapping)的各种技术,比如Mipmapping、各向异性过滤(Anisotropic Filtering),以及如何实现多重纹理混合?我还想了解书中是如何讲解曲线和曲面(Curves and Surfaces)的,比如Bezier曲线、B-Spline曲线,以及如何对它们进行渲染和求值。如果书中还能介绍一些关于裁剪(Clipping)的算法,比如Sutherland-Hodgman裁剪算法,以及抗锯齿(Anti-aliasing)技术,那将非常有益。我希望这本书能够以严谨的数学推导和清晰的算法描述,帮助我建立起对计算机图形学算法的深刻理解,并为我将来进行更高级的图形学研究或开发打下坚实的基础。

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作为一个对3D建模和动画技术着迷的业余爱好者,我一直在寻找一本能够系统地引导我学习这方面知识的书籍。《计算机图形学教程》这个书名,精准地击中了我的需求点。我特别想知道,这本书是否会从最基础的3D建模概念讲起,比如点、线、面、体是如何在计算机中表示的,以及如何使用顶点(Vertices)、边(Edges)和面(Faces)来构建三维模型。我希望它能详细讲解什么是网格(Mesh),以及如何在建模软件中对其进行操作,例如顶点编辑、边缘挤出、面删除等。关于纹理贴图(Texture Mapping),我非常感兴趣,希望书中能解释UV展开(UV Unwrapping)的原理,以及如何将2D纹理图像应用到3D模型表面,创造出逼真的细节。书中是否会介绍一些关于材质(Materials)的知识,例如如何调整颜色、反射率、高光等参数来模拟不同的表面质感?我期待它能清晰地讲解光照(Lighting)和阴影(Shadows)是如何工作的,以及如何通过设置光源的类型、位置和方向来影响模型的视觉效果。此外,我对3D动画(Animation)的部分也充满期待,希望书中能介绍关键帧动画(Keyframe Animation)的基本原理,以及如何通过关键帧和插值来创建平滑的物体运动。如果书中还能提及一些关于骨骼动画(Skeletal Animation)或蒙皮(Skinning)的概念,那就更完美了,因为这是游戏角色动画的关键。我希望这本书能够用通俗易懂的语言,配以丰富的实例和图示,让我能够逐步掌握3D建模和动画的核心技术,并有机会在实践中尝试制作自己的3D作品。

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我是一名设计师,平时的工作主要围绕着视觉呈现和用户体验展开,虽然我能熟练运用各种设计软件,但对于背后驱动这些软件的计算机图形学原理,我一直缺乏深入的理解。《计算机图形学教程》这个名字,让我看到了一个能够连接我的设计工作与底层技术实现的桥桥梁。我希望这本书能够帮助我理解,为什么我在设计软件中看到的那些视觉效果是如何被计算机计算出来的。例如,色彩是如何在屏幕上准确显示的,以及不同的色彩空间(如sRGB, Adobe RGB)在图形学中是如何被处理和应用的。我特别想了解,在3D设计和建模中,多边形网格(Polygon Mesh)是如何构建和优化的,以及曲面(Surfaces)是如何被表示和渲染的。书中是否会讲解一些关于材质(Materials)和纹理(Textures)的知识,比如如何将2D图像映射到3D模型上,以及如何通过调整材质属性来模拟不同的物理特性,如光滑度、粗糙度、透明度等。我希望书中能清晰地解释光照(Lighting)和阴影(Shadows)是如何影响视觉效果的,以及如何通过调整光源类型、位置和强度来营造不同的氛围。如果书中还能介绍一些关于动画(Animation)的基础原理,比如关键帧(Keyframes)和插值(Interpolation),让我能够更好地理解动态视觉元素的表现方式,那将是非常棒的。我希望这本书能够用直观的语言和丰富的视觉示例,帮助我理解计算机图形学的核心概念,从而能够更深入地理解我的设计工具,甚至在设计过程中能够更准确地预判和控制视觉效果的实现。我期待这本书能成为我提升设计能力和拓展技术视野的重要助力。

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我是一名资深的程序员,在多年的软件开发工作中,虽然涉及过一些UI渲染和基础图形绘制,但对于现代计算机图形学的深度和广度,尤其是3D图形领域,一直感到有些陌生。偶然看到《计算机图形学教程》这本书,觉得这是一个非常好的机会,能够系统地弥补我在这一领域的知识空白。《计算机图形学教程》这个书名,暗示着它将是一个由浅入深、循序渐进的学习过程。我希望这本书能够从最基础的概念开始,比如像素、向量、矩阵在图形学中的基本作用,并详细讲解坐标系之间的转换。我尤其关注书中对渲染管线(Rendering Pipeline)的讲解,希望它能清晰地描述从顶点数据到最终图像输出的整个流程,以及每个阶段的关键算法和技术。对于着色器(Shaders)的学习,我抱有极大的兴趣,期待书中能详细介绍顶点着色器和片段着色器的编写,以及如何利用它们实现各种高级的视觉效果,比如法线贴图(Normal Mapping)、视差贴图(Parallax Mapping)、环境光遮蔽(Ambient Occlusion)等。我还想了解书中是如何讲解光照和阴影的,是否会介绍一些全局光照(Global Illumination)的技术,比如光线追踪(Ray Tracing)或基于图像的光照(Image-Based Lighting)?在纹理(Texture)方面,我希望它能涵盖更广泛的内容,比如纹理过滤(Texture Filtering)、纹理合成(Texture Synthesis)、程序化纹理(Procedural Textures)等。书中是否会介绍一些关于几何处理(Geometry Processing)的算法,比如网格简化(Mesh Simplification)、细分曲面(Subdivision Surfaces)等?此外,我非常希望书中能够提及一些图形学领域的前沿技术和发展趋势,让我能够对这个领域有一个更全面的认识。作为一名有经验的程序员,我也希望这本书能在代码实现和性能优化方面提供一些有价值的见解和技巧。

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作为一名软件架构师,我一直在思考如何将更先进的视觉技术集成到我们的产品中,以提升用户体验和竞争力。《计算机图形学教程》这个书名,吸引了我的目光,让我看到了系统性学习和应用图形学技术的可能性。我更关注的是书中能否提供关于图形学系统设计和性能优化的思路。例如,如何构建一个可扩展、高性能的图形渲染引擎?书中是否会讲解图形API(如OpenGL、Vulkan、DirectX)的选择和最佳实践?我希望它能深入探讨并行计算在图形学中的应用,特别是如何利用GPU进行大规模的并行处理。关于着色器(Shaders)的管理和优化,我希望能了解如何组织和编写高效的着色器代码,以及如何进行着色器性能分析。在纹理管理(Texture Management)方面,我希望它能提供关于纹理压缩、纹理流送(Texture Streaming)以及纹理缓存(Texture Caching)的策略。书中是否会涉及一些关于内存管理(Memory Management)和资源管理(Resource Management)的图形学相关实践?我还对跨平台图形学开发(Cross-platform Graphics Development)的技术和挑战感兴趣,希望书中能有所提及。如果书中还能介绍一些关于性能剖析(Performance Profiling)和调试(Debugging)的工具和方法,那就更好了,这将有助于我们在实际开发中定位和解决性能瓶颈。我希望这本书能够帮助我从更宏观的视角理解计算机图形学的系统架构,并为我们在产品中集成和优化图形功能提供可行的技术方案和设计思路。

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作为一名对游戏开发怀揣梦想的独立开发者,我深知计算机图形学在游戏制作中的核心地位。一直以来,我都在寻求一本能够系统地、深入浅出地讲解图形学原理,并且能够指导我进行实际开发的优秀教程。《计算机图形学教程》这个书名,让我充满了期待。我尤其想知道,这本书是如何从零开始构建一个3D场景的?它是否会详细讲解三维坐标系、变换矩阵(平移、旋转、缩放)的原理以及如何应用于模型的构建和运动?关于相机(Camera)的部分,我希望它能深入讲解透视投影(Perspective Projection)和正交投影(Orthographic Projection)的区别与应用,以及如何实现相机的控制,比如第一人称视角、第三人称视角等。在材质(Material)方面,除了颜色和纹理,是否会讲解更复杂的材质属性,如反射率、折射率、透明度等,以及如何通过着色器来模拟这些属性?我特别感兴趣的是,书中如何讲解光照和阴影的实现。例如,如何使用阴影贴图(Shadow Mapping)技术来生成逼真的阴影?是否会介绍一些实时光照技术,如延迟渲染(Deferred Rendering)?在模型加载和处理方面,书中是否会介绍一些常见的模型文件格式,如OBJ、FBX,以及如何解析和渲染这些模型?我还希望能了解一些关于粒子系统(Particle Systems)的设计和实现,这对于制作火焰、烟雾、爆炸等效果至关重要。如果书中还能提供一些关于性能优化(Performance Optimization)的技巧,比如如何减少绘制调用(Draw Calls)、如何优化着色器代码、如何使用LOD(Level of Detail)技术等,那将对我独立开发游戏非常有帮助。我希望这本书能够真正帮助我掌握计算机图形学的核心技术,让我能够独立完成游戏中的视觉效果设计和实现,将我的创意变成现实。

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