交互式计算机图形学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026
- 图形学、编程、webgl
- 计算机图形学
- 计算机
- JavaScript
- Canvas
- 游戏开发
- 技术
- Web
- 计算机图形学
- 交互式图形学
- 图形学
- 计算机视觉
- 渲染
- OpenGL
- DirectX
- 游戏开发
- 可视化
- 算法
具体描述
本书是作者多年来教学与科研工作的总结，采用自顶向下的结构进行讲解，涵盖了基于WebGL编程工具的交互式图形编程、三维可编程绘制流水线、变换与观察、光照与明暗绘制、曲线曲面建模等基本的计算机图形学内容，以及离散技术、层级建模、过程建模、光线跟踪、并行绘制和体绘制等高级内容。并为读者进一步深入学习和研究，在每章后面提供了相关的建议阅读资料。
作者简介
Edward Angel是新墨西哥大学（UNM）计算机科学的退休教授，并担任过艺术、技术和科学实验室（ARTS Lab）的主任。直到2007年7月，他一直是UNM的计算机科学、电子与计算机工程、媒体艺术教授。Angel于1964年在加州理工大学获得学士学位，并于1968年在南加州大学获得博士学位。他曾任职于加州大学伯克利分校、南加州大学和罗切斯特大学。Angel目前的研究领域是计算机图形学及科学可视化、虚拟现实和大规模并行计算等。
目录信息
1.1计算机图形学的应用
1.1.1信息的显示
1.1.2设计
1.1.3仿真和动画
1.1.4用户界面
1.2图形系统
1.2.1像素和帧缓存
1.2.2CPU与GPU
1.2.3输出设备
1.2.4输入设备
1.3物理图像与合成图像
1.3.1对象和观察者
1.3.2光和图像
1.3.3成像模型
1.4成像系统
1.4.1针孔照相机
1.4.2人类视觉系统
1.5虚拟照相机模型
1.6应用程序编程接口
1.6.1笔式绘图仪模型
1.6.2三维API
1.6.3使用WebGLAPI绘制的一系列图像
1.6.4建模—绘制模式
1.7图形绘制系统的体系结构
1.7.1显示处理器
1.7.2流水线体系结构
1.7.3图形绘制流水线
1.7.4顶点处理
1.7.5裁剪和图元组装
1.7.6光栅化
1.7.7片元处理
1.8可编程流水线
1.9性能特征
1.10OpenGL版本和WebGL
小结和注释
建议阅读资料
习题
第2章图形学编程
2.1Sierpinski镂垫
2.2编写二维图形应用程序
2.3WebGL应用程序编程接口
2.3.1图形函数
2.3.2图形绘制流水线和状态机
2.3.3OpenGL和WebGL
2.3.4WebGL接口
2.3.5坐标系
2.4图元和属性
2.4.1多边形的基本概念
2.4.2WebGL中的多边形
2.4.3利用多边形近似球面
2.4.4三角剖分
2.4.5文本
2.4.6曲线和曲面对象
2.4.7属性
2.5颜色
2.5.1RGB颜色
2.5.2索引颜色
2.5.3设置颜色属性
2.6观察
2.6.1正投影
2.6.2二维观察
2.7控制函数
2.7.1和窗口系统的交互
2.7.2宽高比和视口
2.7.3应用程序组织结构
2.8Sierpinski镂垫绘制程序
2.8.1向GPU发送数据
2.8.2绘制Sierpinski镂垫的点数据
2.8.3顶点着色器
2.8.4片元着色器
2.8.5组合代码段
2.8.6initShaders（）函数
2.8.7init（）函数
2.8.8从应用程序读入着色器
2.9多边形和递归
2.10三维Sierpinski镂垫
2.10.1使用三维点
2.10.2命名规范
2.10.3使用多边形的三维Sierpinski镂垫
2.10.4隐藏面消除
小结和注释
建议阅读资料
习题
第3章交互和动画
3.1动画
3.1.1旋转的正方形
3.1.2显示过程
3.1.3双缓存
3.1.4使用定时器
3.1.5使用requestAnimFrame
函数
3.2交互
3.3输入设备
3.4物理输入设备
3.4.1键盘码
3.4.2光笔
3.4.3鼠标和跟踪球
3.4.4数据板、触摸板和触摸屏
3.4.5操作杆
3.4.6多维输入设备
3.4.7逻辑设备
3.4.8输入模式
3.5客户和服务器
3.6事件驱动输入编程
3.6.1事件和事件监听器
3.6.2增加按钮
3.6.3菜单
3.6.4使用键码
3.6.5滑动条
3.7位置输入
3.8窗口事件
3.9拾取
3.10建立交互式模型
3.11交互式程序的设计
小结和注释
建议阅读资料
习题
第4章几何对象和变换
4.1标量、点和向量
4.1.1几何对象
4.1.2与坐标无关的几何
4.1.3数学的观点：向量空间和仿射空间
4.1.4计算机科学的观点
4.1.5几何ADT
4.1.6直线
4.1.7仿射加法
4.1.8凸性
4.1.9点积和叉积
4.1.10平面
4.2三维图元
4.3坐标系和标架
4.3.1向量的表示和n元组
4.3.2坐标系的变换
4.3.3举例：不同基下的表示之间的变换
4.3.4齐次坐标
4.3.5举例：标架变换
4.3.6对表示进行处理
4.4WebGL中的标架
4.5矩阵和向量类型
4.6建模一个彩色立方体
4.6.1建模立方体的面
4.6.2向内和向外的面
4.6.3表示对象的数据结构
4.6.4彩色立方体
4.6.5颜色插值
4.6.6显示立方体
4.6.7使用元素绘制网格
4.7仿射变换
4.8平移、旋转和缩放
4.8.1平移
4.8.2旋转
4.8.3缩放
4.9变换的齐次坐标表示
4.9.1平移
4.9.2缩放
4.9.3旋转
4.9.4错切
4.10变换的级联
4.10.1不动点在任意位置的旋转
4.10.2一般的旋转
4.10.3实例变换
4.10.4绕任意轴的旋转
4.11WebGL中的变换矩阵
4.11.1当前变换矩阵
4.11.2基本矩阵函数
4.11.3旋转、平移和缩放
4.11.4绕任意不动点的旋转
4.11.5变换的顺序
4.12使立方体旋转起来
4.13三维应用程序的接口
4.13.1使用屏幕区域
4.13.2虚拟跟踪球
4.13.3平滑的旋转
4.13.4增量式旋转
4.14四元数
4.14.1复数和四元数
4.14.2四元数和旋转
4.14.3四元数和万向节死锁
小结和注释
建议阅读资料
习题
第5章观察
5.1经典观察和计算机观察
5.1.1经典观察
5.1.2正投影
5.1.3轴测投影
5.1.4斜投影
5.1.5透视观察
5.2计算机观察
5.3定位照相机
5.3.1照相机标架的定位
5.3.2两个观察API
5.3.3lookAt函数
5.3.4其他观察API
5.4平行投影
5.4.1正投影
5.4.2WebGL中的平行投影
5.4.3投影的规范化
5.4.4正投影变换矩阵
5.4.5斜投影
5.4.6交互式观察立方体
5.5透视投影
5.6WebGL中的透视投影
5.7透视投影变换矩阵
5.7.1透视投影的规范化
5.7.2WebGL中的透视投影变换
5.7.3透视投影示例程序
5.8隐藏面消除
5.9显示网格
5.9.1显示网格曲面
5.9.2多边形偏移
5.9.3在场景中漫游
5.10投影和阴影
5.11阴影映射
小结和注释
建议阅读资料
习题
第6章光照和着色
6.1光线和材质
6.2光源
6.2.1彩色光源
6.2.2环境光
6.2.3点光源
6.2.4聚光灯
6.2.5远距离光源
6.3Phong反射模型
6.3.1环境光反射
6.3.2漫反射
6.3.3镜面反射
6.3.4改进的Phong模型
6.4计算向量
6.4.1法向量
6.4.2反射角
6.5多边形的着色
6.5.1均匀着色
6.5.2平滑着色
6.5.3Phong着色
6.6通过递归细分逼近球面
6.7指定光照参数
6.7.1光源
6.7.2材质
6.8实现光照模型
6.8.1在WebGL应用程序代码中应用光照模型
6.8.2绘制效率
6.8.3在顶点着色器中实现光照计算
6.9球面模型的着色
6.10基于每个片元的光照计算
6.11非真实感着色
6.12全局光照
小结和注释
建议阅读资料
习题
第7章离散技术
7.1缓存
7.2数字图像
7.3映射方法
7.4二维纹理映射
7.5WebGL的纹理映射
7.5.1纹理对象
7.5.2纹理图像数组
7.5.3纹理坐标和纹理采样器
7.5.4纹理采样
7.5.5使用纹理坐标
7.5.6多纹理映射
7.6纹理生成
7.7环境贴图
7.8反射贴图示例程序
7.9凹凸映射
7.9.1计算凹凸贴图
7.9.2凹凸贴图示例程序
7.10融合技术
7.10.1不透明度与融合
7.10.2图像融合
7.10.3WebGL中图像的融合
7.10.4再探反走样
7.10.5从后向前或从前向后绘制多边形
7.10.6场景反走样和多重采样
7.10.7图像处理
7.10.8其他的多通道绘制方法
7.11GPGPU
7.12帧缓存对象
7.13缓存交换
7.14拾取
小结和注释
建议阅读资料
习题
第8章从几何到像素
8.1图形绘制流水线的基本实现策略
8.2图形绘制系统的四个主要任务
8.2.1建模
8.2.2几何处理
8.2.3光栅化
8.2.4片元处理
8.3裁剪
8.4线段的裁剪
8.4.1Cohen—Sutherland裁剪算法
8.4.2Liang—Barsky裁剪算法
8.5多边形的裁剪
8.6其他图元的裁剪
8.6.1包围盒与包围体
8.6.2曲线、曲面和字符的裁剪
8.6.3帧缓存中的裁剪
8.7三维裁剪
8.8光栅化
8.9Bresenham算法
8.10多边形光栅化算法
8.10.1内外测试法
8.10.2WebGL与凹多边形
8.10.3填充与分类
8.10.4漫水填充算法
8.10.5处理奇点
8.11隐藏面消除
8.11.1对象空间和图像空间消隐算法
8.11.2排序与隐藏面消除
8.11.3扫描线填充算法
8.11.4背面剔除
8.11.5z缓存算法
8.11.6基于z缓存的扫描转换算法
8.11.7深度排序和画家算法
8.12反走样
8.13显示方面的问题
8.13.1颜色系统
8.13.2颜色矩阵
8.13.3γ校正
8.13.4抖动输出技术和半色调输出技术
小结和注释
建议阅读资料
习题
第9章层级建模方法
9.1图符和实例
9.2层级模型
9.3机器人手臂
9.4树与遍历
9.5使用树数据结构
9.6动画
9.7图形对象
9.7.1方法、属性和消息
9.7.2一个立方体对象
9.7.3对象与层级结构
9.7.4几何和非几何对象
9.8场景图
9.9实现场景图
9.10其他树结构
9.10.1CSG树
9.10.2BSP树
9.10.3四叉树和八叉树
小结和注释
建议阅读资料
习题
第10章过程建模方法
10.1基于算法的建模
10.2基于物理的建模和粒子系统
10.3牛顿粒子
10.3.1独立的粒子
10.3.2弹簧力
10.3.3吸引力与排斥力
10.4求解粒子系统方程
10.5约束条件
10.5.1碰撞
10.5.2软约束
10.6一个简单的粒子系统
10.6.1绘制粒子
10.6.2更新粒子的位置
10.6.3碰撞
10.6.4作用力
10.6.5群聚行为
10.7基于agent的建模
10.8基于语言的建模
10.9递归方法和分形
10.9.1标尺和长度
10.9.2分形维数
10.9.3中点划分及布朗运动
10.9.4分形山脉
10.9.5Mandelbrot集
10.9.6Mandelbrot片元着色器
10.10过程噪声
小结和注释
建议阅读资料
习题
第11章曲线和曲面
11.1曲线和曲面的表示形式
11.1.1显式表示形式
11.1.2隐式表示形式
11.1.3参数表示形式
11.1.4参数多项式曲线
11.1.5参数多项式曲面
11.2设计准则
11.3三次参数多项式曲线
11.4插值
11.4.1调和函数
11.4.2三次插值曲面片
11.5Hermite曲线和曲面
11.5.1Hermite形式
11.5.2几何与参数连续性
11.6Bzier曲线和曲面
11.6.1Bzier曲线
11.6.2Bzier曲面片
11.7三次B样条
11.7.1三次B样条曲线
11.7.2B样条和基函数
11.7.3样条曲面
11.8普通B样条
11.8.1B样条的递归定义
11.8.2均匀样条
11.8.3非均匀B样条
11.8.4NURBS
11.8.5Catmull—Rom样条
11.9曲线和曲面的绘制
11.9.1多项式求值方法
11.9.2递归细分Bzier多项式
11.9.3基于细分算法的其他多项式曲线的绘制
11.9.4细分Bzier曲面
11.10Utah茶壶模型
11.11代数曲面
11.11.1二次曲面
11.11.2使用光线跟踪绘制曲面
11.12曲线和曲面的细分
11.13从数据生成网格
11.13.1回顾高度场
11.13.2Delaunay三角剖分
11.13.3点云
11.14支持曲线和曲面的图形API
11.14.1曲面细分着色
11.14.2几何着色
小结和注释
建议阅读资料
习题
第12章高级绘制
12.1超越流水线绘制结构
12.2光线跟踪
12.3构建一个简单的光线跟踪器
12.3.1光线跟踪递归算法
12.3.2计算交点
12.3.3其他不同形式的光线跟踪
12.4绘制方程
12.5辐射度方法
12.5.1辐射度方程
12.5.2求解辐射度方程
12.5.3计算排列因子
12.5.4实现辐射度算法
12.6全局光照和路径跟踪
12.7RenderMan
12.8并行绘制
12.8.1sort—middle绘制方法
12.8.2sort—last绘制方法
12.8.3sort—first绘制方法
12.9GPU硬件实现
12.10隐函数和等高线图
12.10.1步进方格
12.10.2步进三角形
12.11体绘制
12.11.1体数据集
12.11.2隐函数的可视化
12.12等值面与步进立方体
12.13步进四面体
12.14网格简化
12.15直接体绘制
12.15.1指定颜色和透明度
12.15.2抛雪球算法
12.15.3体光线跟踪
12.15.4基于纹理映射的体绘制
12.16基于图像的绘制
小结和注释
建议阅读资料
习题
附录A初始化着色器
附录B空间
附录C矩阵
附录D采样与走样
参考文献
· · · · · · (收起)
读后感
评分
评分
评分
评分
用户评价
老实说，我对技术书籍的阅读体验往往是又爱又恨，但这次的体验着实令人耳目一新。这本书的叙事风格简直像一位经验老到的行业前辈在跟你促膝长谈，分享他的“独门秘籍”。它在探讨高级话题时，展现出一种对性能优化的执着追求，这在很多理论性的著作中是缺失的。例如，它花了很大篇幅去讨论LOD（细节层次）策略在大型场景管理中的应用，不仅仅停留在“应该做”的层面，而是详细对比了不同LOD算法的计算复杂度、内存占用以及在不同硬件平台上的实际表现差异。这种实战导向的分析，对于我这种正在为游戏引擎优化渲染性能的人来说，简直是如获至宝。更值得称赞的是，书中对延迟渲染（Deferred Shading）和前向渲染（Forward Rendering）的优缺点对比分析，没有采用非黑即白的简单判断，而是结合现代GPU架构的特点，探讨了它们在不同光照场景和透明度处理上的权衡取舍。阅读过程中，我感觉自己不只是在学习知识，更是在吸收一套经过市场检验的、成熟的优化思想。这本书的价值，远超出了简单的技术手册范畴。
评分我通常对那些试图涵盖所有领域的“大部头”书籍持保留态度，但这本书在广度与深度上找到了一个近乎完美的平衡点。它没有仅仅停留在经典的固定管线模型上，而是大胆地将前沿的研究方向也纳入了进来，比如对可微分渲染（Differentiable Rendering）的初步探讨，虽然篇幅不长，但已足够激发读者去探索这个新兴领域。更重要的是，书中对于各种效果的“艺术感”的体现，也让人印象深刻。它谈论的不仅仅是如何让像素动起来，而是如何通过光照和色彩来“讲故事”。例如，在描述体积渲染（Volumetric Rendering）时，它不仅解释了瑞利散射的物理过程，还探讨了如何通过调整密度函数来营造出电影中迷雾缭绕或烟雾弥漫的戏剧性氛围。这种将硬核科学与艺术表达完美结合的视角，极大地提升了阅读体验，让我看到了图形学远不止是冰冷的算法，它更是一种强大的创意媒介。这本书成功地激发了我对图形学更深层次的热爱和探索欲望。
评分这本新书简直是为那些渴望将抽象的编程概念转化为眼前绚烂画面的开发者量身定做的饕餮盛宴！我翻开第一页，就被它那深入浅出的讲解方式所吸引。作者没有一开始就陷入晦涩的数学公式泥潭，而是巧妙地从最基础的像素操作和颜色模型讲起，每一步都像是有人在旁边手把手地教你。尤其让我惊喜的是，书中对实时渲染管线（Real-Time Rendering Pipeline）的剖析，细致入微却又脉络清晰。它不像其他教材那样把这个过程描述成一个黑箱，而是层层剥开了它的神秘面纱，让你清楚地知道顶点数据是如何经过变换、光栅化，最终变成屏幕上那一颗颗有生命力的光点的。我尤其欣赏作者在讲解几何变换时采用的类比手法，那种将矩阵乘法比喻成空间中物体“舞蹈动作”的描述，让原本枯燥的线性代数瞬间变得生动有趣起来。书中的代码示例质量极高，不仅贴合现代图形API的最新特性，而且注释详尽，可以直接用于实践项目，而非仅仅是理论的堆砌。读完前几章，我已经迫不及待地想去尝试用GPU编程实现一些复杂的视觉效果了，这本书无疑为我搭建起了一座从理论到实践的坚固桥梁。
评分如果要用一个词来概括阅读这本书的感受，我会选择“精炼”。全书篇幅适中，但信息密度极高，没有一句废话，每个段落都承载着实质性的内容。我特别喜欢它在讨论算法效率时所展现出的那种务实态度。它不像某些学术著作那样，只展示“最优”的理论方案，而是会坦诚地指出某些理论上完美但在实际部署中会遇到资源瓶颈的问题，并提供可行的替代方案。比如，它在处理几何细节时，对比了基于模型的细分曲面和基于屏幕空间的法线贴图，清晰地指出了各自在计算资源和视觉真实性上的取舍。这种“不回避现实问题”的写作风格，让整本书的参考价值飙升。它真正做到了指导读者如何“做”出高性能、高可信度的视觉效果，而不是仅仅停留在“知道”它们是什么。对于寻求快速进入专业领域，并希望建立扎实工程基础的读者而言，这本书无疑是市场上最值得信赖的指南之一。
评分这本书的结构安排堪称教科书级别的典范，逻辑的推进严丝合缝，让人在不知不觉中就完成了对一个复杂领域的系统性认知构建。如果说有些书籍像是一堆零散的工具箱，那么这本书就是一套设计精密的流水线。它从最底层的光线追踪数学基础开始铺陈，稳步过渡到材质的物理基础（PBR），随后自然地引入了阴影投射和环境光遮蔽等高级效果的实现原理。最让我欣赏的一点是，作者处理数学概念时那种恰到好处的拿捏。它不会为了炫耀数学深度而堆砌无关的定理，而是确保每一个引入的公式或变换，都有明确的、可视觉化的应用目标。比如，在讲解双向反射分布函数（BRDF）时，作者非常清晰地展示了不同模型（如Cook-Torrance、Blinn-Phong）如何从数学上模拟出金属光泽或塑料表面的区别，这种关联性极强，让概念的理解瞬间立体化了。对于想要系统性地掌握渲染理论框架的读者来说，这本书提供了无与伦比的清晰度和连贯性，读起来几乎没有“卡壳”的地方。
评分这本书的第 11 章 - 曲线和曲面有多达 10 几处公式和配图错误, 请务必对照 <<计算机图形学第四版>> 的样条一节阅读.
评分这本书的第 11 章 - 曲线和曲面有多达 10 几处公式和配图错误, 请务必对照 <<计算机图形学第四版>> 的样条一节阅读.
评分当做入门书来看的，难度稍微有点高了，课后习题难度挺大。要是读书的时候能好好学一本这种教材多好，工作之后真心读不动了。 国庆期间花了四天，把1-7章认真读了一遍，配套程序看了1-4章的，习题做了1-2的，对整个图形学有了一个大概的认知，其中，4-7章讲的很详细，帮助很大，在今后实际使用Unity的过程中，受益无穷。8-12章的一些高级应用，可以在之后实际工作中，用到了再回来查。 如果有时间并且数学、编程基础很好，那么推荐花半个月一个月把这本书认认真真读完，习题做完，会给技术美术之路打下坚实的基础。
评分当做入门书来看的，难度稍微有点高了，课后习题难度挺大。要是读书的时候能好好学一本这种教材多好，工作之后真心读不动了。 国庆期间花了四天，把1-7章认真读了一遍，配套程序看了1-4章的，习题做了1-2的，对整个图形学有了一个大概的认知，其中，4-7章讲的很详细，帮助很大，在今后实际使用Unity的过程中，受益无穷。8-12章的一些高级应用，可以在之后实际工作中，用到了再回来查。 如果有时间并且数学、编程基础很好，那么推荐花半个月一个月把这本书认认真真读完，习题做完，会给技术美术之路打下坚实的基础。
评分主要关于用矩阵处理点线面的问题，知识密度很大，有点消化不了。
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.wenda123.org All Rights Reserved. 图书目录大全 版权所有