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出版者:Pearson Professional Education

作者:Sandra Leonard

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1992-06-01

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9780137266135

丛书系列:

图书标签:

• 编程
• 3D
• 计算机图形学
• 游戏开发
• 算法
• 数据结构
• 可视化
• 数学
• 软件工程
• 教育
• 入门

《3D编程之旅：从概念到实践》 在这本深入浅出的技术指南中，我们将一同踏上探索三维编程世界的精彩旅程。本书旨在为初学者和有一定基础的开发者提供一个清晰、系统且富有实践性的学习框架，帮助您掌握构建令人惊叹的3D应用程序所必需的核心概念、技术和工具。 核心理念与基础构建： 本书首先会带您深入理解三维空间的基本构成元素。我们将从坐标系、向量、矩阵等数学基础入手，这些是构建任何3D场景的基石。您将学习如何使用这些数学工具来表示和操纵物体的位置、方向和尺寸。接着，我们将探讨计算机图形学领域中的核心原理，例如光栅化、投影变换（正交投影与透视投影），以及如何将三维场景投影到二维屏幕上。理解这些概念对于任何希望在屏幕上呈现三维景象的开发者来说都至关重要。 核心技术与渲染管线： 本书的重点将围绕现代3D渲染管线展开。我们将详细解析从CPU端数据准备到GPU端最终成像的整个流程。您将学习到： 模型加载与管理： 如何加载、解析和有效地管理各种3D模型格式（如OBJ, FBX, glTF），并理解其内部结构。 着色器编程： 这是3D图形编程的核心。我们将深入讲解顶点着色器（Vertex Shader）和片段着色器（Fragment Shader）的作用，并通过实际示例演示如何编写自定义着色器来控制模型的几何形状、颜色、纹理和光照效果。您将了解可编程管线（Programmable Pipeline）的强大之处。 光照模型： 从简单的漫反射、镜面反射到更复杂的全局光照技术（如环境光遮蔽AO, 基于图像的光照IBL），本书将逐步引导您理解不同的光照模型如何影响场景的真实感。 纹理映射： 您将学习如何将2D图像应用到3D模型表面，以及如何使用各种纹理类型（如漫反射贴图, 法线贴图, 高光贴图, 高度图）来增加模型的细节和真实感。 材质系统： 理解如何通过组合不同的纹理和着色器参数来创建逼真的材质，赋予物体如金属、玻璃、木材等不同的视觉属性。 深度缓冲与剔除： 学习如何正确处理物体之间的遮挡关系，确保绘制出正确的可见部分。 图形API与开发工具： 为了让您能够动手实践，本书将选择业界广泛使用的图形API（如OpenGL或DirectX）作为教学的主要工具，并可能结合流行的跨平台游戏引擎（如Unity或Unreal Engine）的某些方面进行讲解，以展示实际项目中的应用。您将学会如何通过这些API与显卡进行交互，从而实现高效的3D渲染。 API基础： 讲解API的初始化、上下文管理、缓冲区对象（VBO, IBO）的使用，以及如何进行绘制调用。 着色器语言： 熟悉GLSL（OpenGL Shading Language）或HLSL（High-Level Shading Language）等着色器语言的语法和常用函数。 高级概念与实践技巧： 在掌握了基础知识后，本书还将触及一些更高级的主题，以拓展您的视野： 相机控制： 如何实现自由的相机移动、旋转和缩放，让用户能够从不同角度观察3D场景。 动画： 学习基本的骨骼动画（Skeletal Animation）原理，以及如何加载和播放模型动画。 后处理效果： 探索诸如景深（Depth of Field）、运动模糊（Motion Blur）、屏幕空间环境光遮蔽（SSAO）等常见的后处理技术，它们能够极大地提升视觉效果。 性能优化： 学习如何识别和解决3D应用程序中的性能瓶颈，包括批处理、LOD（Level of Detail）、遮挡剔除等优化策略。 物理模拟入门： 简要介绍如何在3D场景中引入简单的物理效果，如刚体碰撞、重力等。 项目驱动的学习： 本书强调实践的重要性。每一章都会伴随有清晰的代码示例和可运行的项目，让您能够跟随指导一步一步地构建自己的3D应用程序。从一个简单的立方体渲染，到复杂的场景搭建，再到交互式应用的实现，您将亲身体验从理论到实践的转变。 目标读者： 对3D图形编程充满兴趣的初学者。 希望深入理解计算机图形学原理的开发者。 游戏开发者、VR/AR开发者、可视化工程师等。 需要将3D技术集成到现有项目中的工程师。 阅读本书，您将能够： 理解3D编程的核心数学和图形学概念。 熟练掌握现代3D渲染管线的各个环节。 编写自定义着色器，实现丰富的视觉效果。 使用主流图形API进行3D应用程序开发。 构建自己的3D场景和交互式体验。 为进一步深入3D图形和游戏开发打下坚实的基础。 准备好开启您的3D编程之旅了吗？让我们一起用代码描绘出三维世界的无限可能！

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这本书的排版和装帧质量非常高，纸张厚实，印刷清晰，确实称得上是精装典范。然而，这种高质量的物理呈现，却无法掩盖其内容上的结构性缺陷。全书的逻辑推进非常跳跃，章节之间的过渡生硬得让人难以适应。举个例子，前一章还在讨论高维拓扑结构对人类感知的影响，下一章突然就转向了对特定渲染算法（但没有给出具体算法名称）的模糊描述。更令人困惑的是，书中反复出现的图表，它们大多是高度抽象的、没有标签的几何图形，它们似乎旨在阐述某个深奥的数学定理，但对于我这种希望通过可视化来理解代码逻辑的读者来说，这些图表非但没有帮助，反而增添了阅读的难度。我试图在这些图示中寻找任何可以映射到编程概念的线索——比如向量的运算、法线的定义——但这些基础概念似乎被作者刻意地“去技术化”了。我感觉作者可能想写一本面向理论物理学家的书，但最终决定将其冠以“编程”之名，导致其在专业性和实用性之间失去了平衡，变成了一本定位模糊的“跨学科读物”。

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我是在寻找一本能带我进入Unity或Unreal Engine内部世界，理解实体如何被构造和交互的权威教材。这本书在介绍“空间”这个概念时，显得异常迂回和抽象。作者似乎对现代游戏引擎中的核心数据结构，比如BSP树、八叉树的实际应用兴趣寥寥。反而，书中花了极大的篇幅去探讨历史上的透视法演变，从文艺复兴时期的画家如何通过几何学技巧在二维平面上模拟深度，一直追溯到更早期的壁画。虽然这部分内容作为历史文化补充尚可接受，但作为一本以“编程”为名的书籍，它几乎没有提供任何代码示例或者伪代码来解释这些概念是如何被算法实现的。比如，当提到“视锥体裁剪”时，书上只是用了一段非常模糊的文字描述了“观察者与被观察物体之间的几何关系”，完全没有给出如何计算这个视锥体边界，或者如何高效剔除不可见面的具体步骤。我尝试在书中寻找任何关于OpenGL或DirectX API的蛛丝马迹，但一无所获。这让我开始怀疑，作者是否真的理解“编程”在这个语境下的具体含义，或者他认为读者已经精通了所有底层的数学和算法，只需要一些高屋建瓴的宏观指导。结果是，这本书更像是一本关于“三维空间概念史”，而不是一本“三维编程”手册。

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这本书的语言风格极其古典和晦涩，大量使用长句和复杂的从句结构，阅读起来需要极高的专注度，仿佛在啃食一本古老的哲学论著，而非一本现代编程教程。作者倾向于使用描述性的、充满文学色彩的词汇来替代精准的技术术语，这极大地阻碍了知识的有效传递。例如，描述一个简单的几何体运动时，作者可能会写成“该物体在可感知的四维时空域内，其存在的轨迹线正以一种永恒的、不可逆转的梯度进行着微妙的拓扑形变”，而不是简单地说“物体沿某向量移动”。这种处理方式，虽然在文学上或许有所建树，但在教授编程思维——即清晰、无歧义、逻辑严密的表达——方面，起到了反面教材的作用。我本想通过这本书建立起一套清晰的编程模型和思维框架，结果却被卷入了一场语言的迷宫。我不得不承认，这本书在文字的华丽程度上达到了一个很高的水准，但作为一本旨在传授实用技能的工具书，它在沟通效率上遭遇了彻底的失败，让读者对如何“实际地”编程三维世界感到更加迷茫。

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我购买这本书的目的是为了提升我在实时三维环境下的性能优化能力，特别是关于光线追踪和全局照明方面的前沿技术。我听说这本书对空间数据的管理有所涉猎，所以抱着一线希望打开了它。遗憾的是，书中对这些现代计算图形学热点话题的处理，极其表面化，甚至可以说是滞后于时代。当谈及光线追踪时，它更多的是在追溯惠更斯和费马在光学上的早期思考，而不是讨论如何利用GPU的并行处理能力来实现高效的光线投射与求交测试。书中提到“场景管理”，但随后便将重点转移到了不同文化中对“完美几何体”的追求上。我急切寻找的关于加速结构（如BVH的构建与遍历）的任何算法细节，全部付诸阙如。如果这本书是写给1995年的读者的，或许还能勉强解释某些基础概念，但在当前技术环境下，这种对底层算法实现的刻意回避，使得这本书几乎失去了作为一本“编程”参考书的价值。它更像是一本厚厚的、关于三维空间历史的百科全书的导论部分，而真正的核心技术内容则被束之高阁，未曾触及。

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这本书的封面设计得非常引人注目，采用了深邃的蓝色调，配以几何图形的线条，营造出一种既神秘又充满科技感的氛围。我本以为这会是一本深入探讨计算机图形学底层原理的硬核著作，毕竟书名听起来就充满了高深的意味。然而，翻开扉页后，我发现它似乎更侧重于对三维空间概念的哲学性探讨，而非具体的编程实践。书中花了大量的篇幅去讨论“维度”在不同学科，比如物理学、艺术甚至日常感知中的意义，引用了大量的晦涩难懂的理论框架。例如，其中一章专门分析了康德关于先验直观的理论如何与我们对三维世界的理解相耦合，这对我一个主要目标是学习如何用代码创建3D模型的读者来说，实在有些让人摸不着头脑。我期待的是关于矩阵变换、渲染管线或者优化算法的详尽讲解，但取而代之的是大量的、我甚至怀疑是否与标题直接相关的理论思辨。感觉作者可能想构建一个宏大的理论体系，但最终却牺牲了对实际操作层面的指导，让初学者望而却步，而有经验的开发者也会觉得过于空泛，找不到立足点。整体阅读下来，像是上了一堂过于学术化的哲学课，而不是一本实用的编程指南。

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