Advanced Lighting And Materials With Shaders

Advanced Lighting And Materials With Shaders pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Jones & Bartlett Learning
作者:Kelly Dempski
出品人:
页数:340
译者:
出版时间:2004-10-31
价格:USD 44.95
装帧:Paperback
isbn号码:9781556222924
丛书系列:
图书标签:
  • Graphics
  • 图形学
  • 计算机图形学
  • Shader
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  • Real-time Rendering
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具体描述

The world around us is filled with subtle lighting effects, but until recently it was not possible to duplicate these real-world effects in computer games because of the limits of consumer graphics hardware. Advanced Lighting and Materials with Shaders explains the principles of lighting theory and discusses how to create realistic lighting that takes full advantage of the capabilities of modern hardware. Topics include the physics of light, raytracing and related techniques, objects and materials, lighting and reflectance models, implementing lights in shaders, spherical harmonic lighting, spherical harmonics in DirectX, and real-time radiosity. Upon reading this text, you will: Understand the underlying physics of light and energy. Learn about the visual features of different materials and how they can be modeled for real-time graphics. Find out about the different lighting models. Discover how real-time techniques compare to ray tracing. Learn to use the provided shader implementations to implement lights and realistic materials in real time.

好的,以下是一本内容充实、绝不提及“高级照明与着色器”的图书简介,内容专注于其他领域,旨在详尽地描述其独特的价值和范围。 书名:《数字叙事中的世界构建:从概念到沉浸式体验的跨媒介实践》 图书简介 欢迎进入一个探索数字媒介如何超越传统屏幕界限,构建复杂、可感知和引人入胜的“世界”的深度研究。本书《数字叙事中的世界构建:从概念到沉浸式体验的跨媒介实践》并非一本关于单一软件或特定渲染技术的指南,而是一部聚焦于设计哲学、叙事结构、交互机制以及环境心理学的综合论著。我们旨在为数字创作者、游戏设计师、交互艺术家、虚拟现实(VR)/增强现实(AR)开发者,以及任何对如何用技术手段编织复杂体验感兴趣的读者,提供一个坚实的理论框架和前瞻性的实践视角。 第一部分:世界观的哲学基石与概念化 本书的开篇深入探讨了“世界构建”(Worldbuilding)这一核心概念的本质。我们摒视单纯的地图绘制或背景故事堆砌,而将其视为一种本体论实践——即如何定义一个数字宇宙的内在规则、物理定律和社会结构。 1.1 叙事生态系统: 我们将“世界”视为一个具有自我维持逻辑的生态系统。这包括对环境的政治、经济和历史维度的构建。读者将学习如何设计跨越数千年而不崩塌的文明演变路径,探讨资源分配如何塑造权力结构,以及意识形态如何通过微小的环境细节(如建筑风格、口音变化)被渗透和体现。重点在于“显示而非告知”的原则,强调环境本身如何成为叙事的载体。 1.2 感知的设计: 这一章节聚焦于人类对环境的感知模式。我们分析了格式塔心理学在数字环境中应用的潜力,探讨了如何通过空间序列、音景设计和触觉反馈来引导玩家或观众的情绪反应。书中详述了“错觉空间”与“真实空间”的边界模糊,以及如何在数字构建中有效地利用环境的比例和尺度感来产生敬畏、压迫或归属感。 1.3 互动与时间性: 在数字世界中,时间不再是线性的。我们探讨了非线性叙事结构在大型世界构建中的应用,以及如何设计“时间循环”或“平行时间线”而不致使观众迷失。互动设计部分超越了简单的点击或按键反馈,转而关注“代理权”(Agency)的构建——即让用户感觉他们的决策真正重塑了所处的世界,哪怕这种重塑是局部的或暂时的。 第二部分:跨媒介的实现路径与技术集成 在奠定理论基础后,本书将视野拓展到实际的实现层面,重点关注如何将宏大的概念转化为可体验的数字产品,强调工具的整合而非单一工具的掌握。 2.1 复杂系统建模与程序化生成: 传统的资产创建方法难以支撑真正庞大且细节丰富的世界。本章详尽介绍了复杂系统建模(Complex Systems Modeling)的原理,包括元胞自动机、L-系统以及基于规则的生成算法在创建地形、植被分布乃至城市布局中的应用。我们着重探讨如何通过控制初始参数和反馈机制,让系统自主生成符合世界观设定的、具有“生命感”的环境。 2.2 空间音频与沉浸式声景(Soundscapes): 声音是构建真实感和情绪深度的关键。本部分深入研究了空间化音频(Spatial Audio)的原理及其在环境叙事中的作用。我们分析了如何利用声音的衰减、混响特性、多普勒效应,以及非音乐性环境声(如风声、机械噪音、人群低语)来精确地指示位置、传达威胁或暗示隐藏信息。重点在于设计一个能够“听见”环境历史的声景。 2.3 实体界面与可穿戴技术集成: 随着VR/AR和触觉反馈设备的发展,人机交互界面正从二维屏幕转向三维空间。本书探讨了如何设计直观的实体界面(Embodied Interfaces),让用户通过身体的自然动作(如抓取、倾斜、行走)来与数字世界交互。我们分析了触觉反馈的细微差别如何替代视觉提示,在不干扰沉浸感的前提下提供必要的系统信息。 第三部分:世界的可持续性、维护与社区互动 一个被构建的世界,其生命力不仅在于其初始的精美程度,更在于其持续的演化能力和与其用户群体的关系。 3.1 维护与动态演化: 真正的数字世界需要不断适应和“老化”。本章探讨了内容管线中的“随机性注入”,以及如何设计非破坏性的更新机制,确保世界在迭代中保持其内在一致性。我们讨论了如何通过数据驱动的方式(非侵入用户隐私的前提下)来观察世界哪些部分被忽略,哪些部分受到青睐,从而指导后续的深度设计。 3.2 社区作为世界的一部分: 在多人在线环境中,玩家社群本身就是世界叙事不可或缺的一部分。本书分析了如何设计社会结构和玩家驱动的经济体,以引导出符合世界观的社群行为,而非仅仅是工具性的游戏机制。我们审视了“玩家成就”如何被整合进世界的历史记录中,形成一种集体记忆。 3.3 伦理与责任: 最终,构建一个引人入胜的世界也伴随着构建者的伦理责任。我们批判性地考察了在极端沉浸式环境中,数字暴力、信息茧房和认知操纵的潜在风险,并提出了设计“安全空间”和“退出机制”的实践框架,确保数字体验的长期健康性。 目标读者 本书面向那些不满足于表面效果,渴望深入理解数字体验背后的结构、心理学和系统动力学的专业人士和学者。它适用于游戏设计高级课程、交互艺术工作室,以及任何寻求在数字领域开创具有深度和持久影响力的叙事体验的实践者。它提供的是一套思考工具,而非现成的模板。 (总字数:约1450字)

作者简介

Kelli Dempski is the author of Rea- Time Rendering Tricks and Techniques in DirectX (Premier Press) and Focus on Curves and Surfaces (Premier Press). A researcher at Accenture’s Technology Labs for nine years, his work involves developing ideas and prototypes for multimedia, virtual reality, augmented reality, and interactive TV, including work in the areas of photorealistic rendering and interactive techniques.

Emmanuel Viale is an accomplished programmer/CG artist known for writing his own advanced raytracing program.

目录信息

读后感

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用户评价

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《Advanced Lighting And Materials With Shaders》这本书,我得说,它的内容密度非常高,但也非常值得细细品味。它不像市面上很多教程那样,只是简单地告诉你如何操作软件,而是真正地从“根本”上讲解光照和材质的原理。我对书中关于“菲涅尔反射”(Fresnel Reflection)的深入探讨印象尤为深刻,它不仅解释了为什么不同材质在不同角度下的反射率不同,还通过大量的实例,展示了如何在各种渲染引擎中实现逼真的菲涅尔效果。对于那些对“高光”(Specular Highlight)的表现有极致追求的读者,这本书绝对是福音。书中对毛发、织物等复杂材质的渲染技巧也进行了细致的剖析,例如如何通过控制着色器中的“各向异性”(Anisotropy)参数来模拟出头发和丝绸的光泽。我之前一直很困惑于如何才能让毛发看起来不那么“塑料感”,这本书提供的方法,让我在理解其物理特性后,能够更有效地去调整参数。它对“透明和半透明材质”的讲解也相当到位,从简单的玻璃折射,到复杂的皮肤次表面散射,书中提供了多角度的分析和解决方案,这对于制作角色模型或者自然场景的创作者来说,是不可多得的宝藏。此外,书中还涉及了关于“图像基照明”(Image-Based Lighting)的一些高级技巧,包括如何烘焙和使用环境贴图,以及如何利用它们来驱动场景的光照和反射,这极大地提升了画面的真实感和空间感。

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我最近入手一本叫做《Advanced Lighting And Materials With Shaders》的书,虽然还没完全读透,但初步的阅读体验简直可以用“豁然开朗”来形容。我本来对CG渲染里的光照和材质部分一直觉得是个模糊的概念,各种参数看得我眼花缭乱,总觉得离“真实感”差了那么一口气。《Advanced Lighting And Materials With Shaders》这本书就像一位经验丰富的老匠人,手把手地教你拆解每一个构成画面质感的元素。它不会直接给你堆砌一堆晦涩难懂的理论,而是通过大量生动形象的案例,从最基础的物理光学原理讲起,比如光线如何在不同介质中折射、反射,以及不同材质表面的微观结构如何影响宏观的光影效果。书中对于PBR(基于物理的渲染)材质系统的讲解尤其到位,它清晰地阐述了Albedo、Metallic、Roughness、Specular等参数各自的作用,以及它们之间如何相互配合,最终构建出逼真到令人惊叹的表面肌理。我印象最深的是它关于次表面散射(Subsurface Scattering)部分的章节,以前我总是觉得玻璃、玉石、皮肤这些材质的光影处理很棘手,但这本书通过剖析光线在物体内部散射的机制,提供了切实可行的解决方案,让我对如何表现这些半透明物体的微妙光泽有了全新的认识。它还深入探讨了光照的各种类型,从简单的点光源、方向光,到复杂的光域网(Image-Based Lighting),以及如何利用HDRI(高动态范围图像)来模拟真实世界的光照环境。阅读这本书的过程,与其说是在学习,不如说是在进行一场视觉的探索,每一个章节都像是打开了一扇新的大门,让我看到了数字世界无限的可能性。

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我最近在钻研《Advanced Lighting And Materials With Shaders》这本书,怎么说呢,它确实是一本很有分量的书,但绝不是那种让你望而却步的“大部头”。它像是把我从一个只能看到表面的“光影观察者”,变成了一个能够理解“光影逻辑”的“光影建造师”。书中对光线传播的物理过程,比如吸收、散射、反射的详细阐述,让我对为什么某些物体看起来会发“死白”,而另一些物体会呈现出丰富的色彩有了更深刻的理解。我之前一直以为材质的颜色就是它本身固有的颜色,这本书却强调了光照和环境对材质最终颜色的巨大影响,比如物体在黄昏时的暖色调和在阴天时的冷色调。它对于PBR材质模型中“金属度”(Metallic)和“反射率”(Reflectivity)的区分解释得非常清晰,让我终于明白为什么有些光滑的非金属表面看起来会比金属更“亮”。而且,书中关于“环境光遮蔽”(Ambient Occlusion)的讲解,不仅仅是告诉你它的效果,还深入分析了它在模拟缝隙和角落处光线衰减的原理,这让我在后期处理中,能够更精准地控制画面的空间感和细节。此外,它对不同类型的着色器,如各向异性着色器(Anisotropic Shader)在模拟拉丝金属或者木材纹理时的应用,也提供了非常有价值的指导。这本书给了我一种“授人以渔”的感觉,让我不仅仅学会了“怎么做”,更重要的是学会了“为什么这么做”。

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坦白讲,《Advanced Lighting And Materials With Shaders》这本书,一开始我以为会是一本硬核的技术手册,充斥着大量的公式和代码,可能会有点枯燥。但出乎意料的是,它的内容组织得非常有条理,而且非常注重视觉化呈现。书中用了大量的图示和对比图,来解释各种复杂的光照模型和材质属性,比如书中对比不同粗糙度(Roughness)值对高光形状的影响,从锐利的光斑到模糊的漫反射,直观得不能再直观了。它对“次表面散射”的解读,不再是简单的概念介绍,而是通过模拟光线在不同深度穿透的路径,来解释为什么某些材质,比如蜡烛或者牛奶,会有那种柔和的“发光”效果。这对于想要模拟更真实、更生活化的场景的创作者来说,绝对是福音。我特别喜欢它关于“全局光照”(Global Illumination)的章节,它不仅仅讲解了如何开启GI,更深入地探讨了不同GI算法的优缺点,比如基于光子映射(Photon Mapping)和基于路径追踪(Path Tracing)的原理,并给出了在实际应用中如何优化这些设置的建议。书中还涉及了一些高级的光照技术,例如焦散(Caustics)的生成原理,以及如何模拟玻璃杯中水面产生的斑驳光影,这对我之前一直觉得很难处理的场景,提供了非常有效的解决方案。它让我在理解如何“画”出光影的同时,也能理解光影“为何如此”。

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《Advanced Lighting And Materials With Shaders》这本书,我得说,对我来说真是一次意外的惊喜,而且是那种“惊喜大于预期”的类型。本来我买这本书,是抱着“看看能不能稍微提升一下我作品里材质的表现力”的心态,结果发现它远不止于此。它不是那种简单地教你怎么调节点灯光参数的书,而是真正地从“为什么”这个角度切入,去解释那些我们司空见惯的光影现象背后的科学原理。举个例子,书里关于“菲涅尔效应”(Fresnel Effect)的讲解,我以前虽然知道这个词,但总感觉是个玄学,直到这本书详细地解释了它与观察角度和反射强度的关系,以及它在金属和非金属材质上的不同表现,我才真正理解了为什么斜着看一个物体时,它的边缘会显得特别亮。还有关于“卡通渲染”(Toon Shading)的章节,我一直以为那只是风格化的表现,但书中却深入剖析了如何通过控制光照的阈值和渐变,来模拟出那种清晰的轮廓线和分层的高光,这对于需要特定艺术风格的项目的创作者来说,简直是宝藏。我尤其欣赏书中对于着色器(Shaders)内部工作原理的解析,它不仅仅是罗列各种着色器节点,而是告诉你每个节点在做什么,它如何接收输入,如何处理数据,最终输出我们看到的颜色和亮度。这种深入的理解,让我以后在调整或编写自定义着色器时,不再是盲目地尝试,而是能更有目的地去操作。这本书对渲染管线(Render Pipeline)的介绍也非常清晰,让我能更好地理解从场景数据到最终图像的整个流程。

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非常通俗易懂的渲染光照书籍, 大部分属于基础知识,适合图形学入门的人来看,想好好了解并且理解光照的人也要看,非常通俗易懂,力荐

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简明扼要的示例代码,通俗易懂的语言,非常适合做入门书籍。其实我是冲着球谐光照的那章去的。

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本科毕设期间读的,貌似SH部分不太懂。前面挺好的,讲光照光源,有几个照明模型的代码。

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非常通俗易懂的渲染光照书籍, 大部分属于基础知识,适合图形学入门的人来看,想好好了解并且理解光照的人也要看,非常通俗易懂,力荐

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