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出版者:Plume

作者:Gary Reed

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1997-04

价格:USD 11.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780452277977

丛书系列:

图书标签:

• 渲染
• 光线追踪
• 图形学
• 计算机图形学
• PBR
• 材质
• 着色器
• 图像渲染
• 实时渲染
• 渲染技术

Pryor Rendering 《Pryor Rendering》是一本关于三维计算机图形学渲染技术的书籍，旨在深入剖析现代渲染管线的设计理念、核心算法以及实践应用。本书并非对特定软件的教程，而是聚焦于渲染的底层原理与通用性技术，为读者提供坚实的理论基础和解决实际问题的思路。 第一部分：渲染管线概览与基础概念 在信息爆炸的时代，视觉体验的重要性日益凸显，而三维计算机图形学正是创造丰富视觉世界的关键技术。渲染，作为三维计算机图形学的核心环节，是将三维场景数据转化为二维图像的过程，它赋予了虚拟世界以生命和真实感。《Pryor Rendering》的开篇，我们将首先搭建起对整个现代渲染管线的宏观认知。 我们将从最基础的几何表示出发，探讨点、线、面如何构成三维模型，以及多边形网格的各种优化技术，如LOD（Level of Detail）和网格简化，如何在保证视觉效果的前提下，有效管理海量几何数据。接着，我们将深入理解坐标空间的概念，包括模型空间、世界空间、观察空间以及裁剪空间，它们是如何层层转换，最终将三维几何体映射到二维屏幕上的。投影变换，特别是透视投影和正交投影，也将被详细解析，理解其背后的数学原理以及如何模拟人眼的观察方式。 光栅化（Rasterization）是传统渲染管线的核心步骤，本书将对此进行详尽的阐述。我们将探讨三角形的遍历算法，如扫描线算法和边函数算法，以及它们在像素级别的着色过程中扮演的角色。深度缓冲（Depth Buffering）作为解决遮挡问题的关键技术，也将被深入剖析，理解其工作原理以及如何确保近处的物体正确遮挡住远处的物体。 纹理映射（Texture Mapping）是赋予物体表面细节和真实感的强大手段。我们将介绍不同类型的纹理，如漫反射纹理、法线纹理、高光纹理等，以及它们在渲染中的作用。纹理坐标的生成、纹理过滤（包括近邻过滤、双线性过滤和三线性过滤）以及纹理环绕模式，都将一一讲解，帮助读者理解如何将二维图像“包裹”到三维模型上，并产生细腻的效果。 第二部分：高级着色模型与光照计算 本书的第二部分将重点突破，深入探讨构成真实感图像的关键——光照计算。我们将首先回顾经典的Phong和Blinn-Phong着色模型，理解它们是如何近似模拟光与表面材质的交互作用，包括漫反射、镜面反射和环境光。 然而，现代图形学对真实感的追求远不止于此。《Pryor Rendering》将引领读者进入基于物理的渲染（Physically Based Rendering，PBR）的世界。PBR是一种更加科学和准确的光照模型，它基于物理定律来模拟光线与材质的相互作用，从而产生更具一致性和可信度的视觉效果。我们将详细介绍PBR的核心概念，包括微表面理论（Microfacet Theory），它如何描述物体表面微观粗糙度对反射光线的影响。 能量守恒（Energy Conservation）是PBR的重要原则，本书将解释为何漫反射和镜面反射的能量总和不能超过入射光能量。我们将深入研究PBR中常用的BRDF（Bidirectional Reflectance Distribution Function）模型，如Cook-Torrance模型，理解其参数的含义以及如何通过调整这些参数来模拟各种材质的特性，从光滑的金属到粗糙的木材。 环境光遮蔽（Ambient Occlusion，AO）技术也将得到详细的介绍。AO能够模拟环境中光线被物体遮挡而产生的阴影，从而增加场景的深度感和细节。我们将探讨屏幕空间环境光遮蔽（SSAO）等实时计算AO的方法，以及它们在提高渲染效率方面的优势。 全局光照（Global Illumination，GI）是实现照片般真实感的终极目标，它考虑了光线在场景中的多次反射和散射。本书将介绍全局光照的几种经典方法，包括光子映射（Photon Mapping）、辐射度法（Radiosity）和基于球谐函数的全局光照（Spherical Harmonics-based GI）。尽管这些方法在实时渲染中可能计算量巨大，但理解其原理对于设计高效的实时GI解决方案至关重要。 第三部分：实时渲染技术与性能优化 随着硬件能力的飞速发展，实时渲染已经成为游戏、VR/AR等领域的核心。本书第三部分将聚焦于实时渲染中的关键技术和性能优化策略。 我们将深入研究延迟渲染（Deferred Rendering）和前向渲染（Forward Rendering）这两种主流的渲染管线。延迟渲染通过将几何信息存储在多个渲染目标（G-buffer）中，然后在一个单独的着色阶段进行光照计算，从而有效地解决了传统前向渲染中每帧都需要计算大量像素的光照问题。我们将详细分析G-buffer的构成、延迟渲染的优势与劣势，以及如何在不同的场景下选择合适的渲染管线。 阴影（Shadows）的生成是提升场景真实感的重要环节。我们将介绍各种阴影绘制技术，包括阴影贴图（Shadow Mapping）、级联阴影贴图（Cascaded Shadow Mapping，CSM）以及柔和阴影技术（如Percentage-Closer Filtering，PCF，和Variance Shadow Maps，VSM）。这些技术各有优缺点，理解它们的原理有助于在视觉效果和性能之间找到最佳平衡点。 抗锯齿（Anti-Aliasing，AA）技术能够消除图形中的锯齿现象，使图像更加平滑。我们将介绍多种抗锯齿方法，如多重采样抗锯齿（MSAA）、快速近似抗锯齿（FXAA）、形态学抗锯齿（MLAA）以及随时间平均（TAA）。TAA作为一种高效的实时抗锯齿技术，其原理和实现细节将得到重点讲解。 后期处理（Post-processing）技术在现代渲染中扮演着至关重要的角色，它能够在最终图像生成后，通过一系列的图像处理算法来增强视觉效果。本书将介绍后期处理的常用技术，包括色彩校正（Color Correction）、色调映射（Tone Mapping）、景深（Depth of Field，DOF）、运动模糊（Motion Blur）以及屏幕空间反射（Screen Space Reflections，SSR）等。理解这些技术的工作原理，能够帮助读者在后期阶段对图像进行艺术化的调整，营造出独特的视觉风格。 此外，性能优化是实时渲染不可或缺的一环。我们将讨论关于几何体剔除（Frustum Culling、Occlusion Culling）、LOD（Level of Detail）的使用、绘制批次（Draw Call）的优化、着色器（Shader）的优化以及GPU并行计算的利用等多个方面，帮助读者理解如何有效地管理计算资源，从而在有限的硬件条件下实现流畅的渲染表现。 第四部分：未来趋势与进阶话题 《Pryor Rendering》的结尾，我们将放眼未来，探讨三维渲染技术的最新发展和前沿趋势。 本书将简要介绍基于光线追踪（Ray Tracing）的渲染技术。光线追踪能够模拟真实的光线传播路径，实现更加逼真的反射、折射和全局光照效果。我们将讨论实时光线追踪的硬件支持、混合渲染（Hybrid Rendering）的策略，以及光线追踪在未来渲染领域的重要意义。 神经渲染（Neural Rendering）作为新兴的研究方向，也将被提及。它利用深度学习技术来生成或增强渲染图像，能够实现一些传统渲染方法难以达到的效果，例如基于图像的建模、风格迁移以及虚拟角色的生成。 最后，本书将鼓励读者不断探索和学习。三维计算机图形学是一个快速发展的领域，新的技术和算法层出不穷。通过本书的学习，读者应该能够掌握扎实的理论基础，培养分析和解决问题的能力，从而能够积极地跟进行业发展，并在自己的实践中创造出令人惊叹的视觉体验。 《Pryor Rendering》不仅仅是一本书，它更是一扇通往三维视觉世界奥秘的大门，等待着有志者去探索和开启。

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这本书的装帧和排版倒是颇具设计感，这使得我在开始阅读前对其内容抱有了更高的期望值，毕竟精美的外表往往暗示着内里的充实。然而，内容与形式之间的巨大反差，形成了一种令人尴尬的张力。书中引用的参考资料和注释系统显得有些混乱，很多关键论点的出处模糊不清，这让有心深入探究的读者无从下手。我尝试去追溯几个让我感到困惑的理论来源，但最终发现，很多时候只能通过猜测作者的意图来勉强理解上下文。此外，书中对图表的运用也极其有限，即便有所提及，也常常是简单的线条示意，未能提供那种能够一目了然揭示复杂关系的强大视觉辅助。对于一个涉及“渲染”这样高度依赖视觉传达的领域（即使这本书避开了技术细节），缺乏有效的视觉辅助，无疑削弱了其传达信息的效率和准确性。它更像是一本为少数知情者闭门交流的文集，而非面向广大读者的知识载体。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏着实让人捉摸不透，它像是一条时而湍急时而又近乎停滞的河流，让人难以把握其核心脉络。我期待看到的是一种清晰、有条理的知识传递，也许是某个复杂流程的逐步分解，或是对某一历史阶段视觉美学的深入剖析。但这本书却似乎在刻意回避任何明确的结构。段落之间的跳跃性极大，前一页还在讨论某个遥远的古代文明对光线的理解，下一页就跳到了对现代媒介传播的某种批判，两者之间的逻辑桥梁非常脆弱，需要读者自己去拼凑，而且拼凑出来的结果也常常是零碎且矛盾的。我试图寻找作者在哪个领域真正展现了其专长，但全书读下来，感觉作者的涉猎面极广，却又每每浅尝辄止，没有在任何一个点上深挖出可以称得上是洞见的干货。对于那些希望通过阅读获得具体技能提升或拓宽某一领域知识边际的读者来说，这本书提供的恐怕更多是精神上的漂浮感，而非坚实的立足点。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验上，这本书的文风呈现出一种令人费解的疏离感。作者的笔触冷静得近乎冷漠，似乎在以一种超然的姿态俯瞰一切，而不是以一个引导者的身份与读者进行亲密的交流。我总感觉，作者在描述事物时，总是在刻意保持一种距离，仿佛生怕被自己的论述所“污染”。这使得书中那些本应激发读者好奇心或共鸣的关键概念，都披上了一层厚厚的、难以穿透的冰霜。我尤其关注书中对于“视觉感知”的描述，期望能从中找到一些关于人脑如何处理复杂图像信息的有趣见解，但得到的却是一系列充满学术腔调的定义和分类，缺乏生动的实例来佐证。这种风格让我想起那些早期的学术论文集，它们或许严谨，但却牺牲了可读性和趣味性。一本好的作品应当能点燃读者的思考之火，而这本书，更像是往火堆里浇了一盆冷水，让一切的热情都冷却下来。

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如果说一本书的价值在于它能够引领读者进入一个新的思考维度，那么这本书给予我的，更多的是一种被困住的感觉。我花费了大量精力试图理解作者构建的那个世界观，但这个世界观似乎建立在一系列未经充分论证的前提之上。书中时常出现一些宏大叙事，试图解释艺术史、技术发展乃至人类意识的终极走向，但这些宏大叙事在缺乏细节支撑时，便显得空洞无力。例如，对于如何评估一个视觉作品的“真实感”或“感染力”，书中给出的标准非常主观和模糊，并没有提供任何可以进行客观比较的基准。读完后，我更像是进行了一次漫长而疲惫的哲学徒步，虽然走了很远，却不知道自己究竟到达了哪个具体的位置。对于那些期待获得清晰、可操作的见解的读者来说，这本书可能只会留下一个挥之不去的疑问：这一切，究竟是为了说明什么？它更像是一份作者个人的、未加整理的思绪草稿，而非一本打磨成熟的出版物。

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翻开这本书时，我心里充满了期待，因为它的名字听起来就有一种深邃而又引人入胜的魔力。然而，读完之后，我不得不承认，这本书的内容与我预期的那种对光影、色彩和材质的精妙描绘大相径庭。它似乎更侧重于探讨某种抽象的哲学概念，用一种极其晦涩的语言来阐述一些我难以理解的观点。作者似乎沉迷于构建一个复杂的理论体系，书中充满了各种自创的术语和概念，使得阅读过程充满了阻碍。我努力地想从中找到一些与“渲染”这个词汇相关的实际操作或技术细节，哪怕只是一丝丝的暗示，但都未能如愿。相反，我感觉自己被卷入了一场关于存在本质的冗长辩论中，这对于一个渴望学习或欣赏视觉艺术表现技巧的读者来说，无疑是一种挫败。书中的案例分析也显得非常空泛，缺乏具体的数据和直观的图像来支撑其论点，仿佛作者在空中楼阁中构建了一片理论的迷宫，而我们这些读者，只是迷失其中的旅人，找不到出口。

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