VRay超级写实渲染完全解析 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学

作者:徐柏涛 编

出品人:

页数:402

译者:

出版时间:2008-1

价格:78.00元

装帧:

isbn号码:9787302164562

丛书系列:

图书标签:

• VRay
• 渲染
• 3ds Max
• 写实渲染
• 材质
• 光线
• 建模
• 后期
• 教程
• CG

虚实之间：数字图像的艺术与技术探秘 内容简介 本书聚焦于数字媒体艺术领域的前沿技术与核心理念，旨在为读者构建一个从基础理论到高级应用的全面认知框架。全书围绕高级光影模拟、三维场景构建、材质纹理的深度解析以及实时渲染管线优化这四大核心板块展开，深入探讨了如何运用现代计算工具，创作出具有高度视觉冲击力和情感深度的数字作品。 本书并非一本针对特定软件操作的速成手册，而是侧重于理解底层原理和掌握跨平台思维的专业参考书。我们相信，真正的创作力来源于对光、材质、几何体之间复杂关系的深刻洞察，而非仅仅依赖于参数的堆砌。 --- 第一部分：光影的哲学与数学基础 (The Philosophy and Mathematics of Light) 本部分是全书的理论基石，旨在揭示我们所见的“真实”是如何被计算和重构的。 1. 视觉感知与成像原理： 我们将从人眼的工作机制出发，探讨人类视觉系统如何接收、解释光信号，并将其转化为大脑中的三维认知。这部分内容会详细解析色彩科学，包括色域、色彩空间（如sRGB、ACES）的转换与管理，确保数字输出的色彩准确性与一致性。 2. 辐射度量学与光线追踪的演进： 深入解析物理世界中的光能传输方程——渲染方程（The Rendering Equation）。我们将剖析其数学形式，并详细介绍如何通过蒙特卡洛积分、路径追踪（Path Tracing）等数值方法来求解这个复杂方程。重点阐述了重要性采样（Importance Sampling）在减少噪声和提升收敛速度方面的关键作用。 3. 进阶全局光照模型： 除了基础的直接光照计算，本书会系统讲解各种全局光照（GI）技术的原理与应用场景。内容包括： 辐射度（Radiosity）方法的局限性与特定应用。 光子贴图（Photon Mapping）在模拟次表面散射（SSS）和焦散（Caustics）上的独特优势。 体积渲染（Volume Rendering）技术，用于模拟雾、烟、云等介质中的光散射效果，包括$ ext{Henyey-Greenstein}$相位函数在内的散射模型详解。 --- 第二部分：三维场景的几何构建与拓扑优化 (Geometric Construction and Topological Optimization) 高效且精确的场景构建是高质量渲染的前提。本部分关注如何将概念转化为可渲染的数字资产。 1. 精准建模与拓扑结构： 探讨不同建模范式（如多边形建模、曲面细分、程序化建模）的优劣。重点分析四边面（Quads）拓扑的优势，特别是在细分曲面工作流程中保持几何细节平滑过渡的重要性。涉及边界流程、支撑边（Support Edges）的合理布局，以确保光照和阴影的锐利度。 2. 场景的规模管理与精度控制： 解决大规模场景中常见的精度丢失（Precision Loss）问题，包括浮点数误差、Z-fighting的预防措施。介绍LOD（Level of Detail）系统的设计原则，以及如何根据镜头距离动态调整几何体和纹理的复杂度。 3. 异形体与复杂表面处理： 深入研究NURBS和Subdivision Surfaces的数学基础，及其在产品可视化和有机体创建中的应用。探讨如何通过置换贴图（Displacement Mapping）在不增加原始模型面数的前提下，实现极高细节的表面形变。 --- 第三部分：材质的物理本质与叙事性 (The Physics and Narrative of Materials) 材质是连接几何体与光影的桥梁，也是传递作品情感的关键所在。 1. 物理基础的PBR材质模型： 详细解析基于物理的渲染（PBR）的核心理念。重点对比$ ext{Cook-Torrance}$和$ ext{GGX}$微下面模型（Microfacet Models），理解它们如何更精确地模拟真实世界中材料表面的能量反射特性。 2. 纹理的生成与流程： 不仅限于贴图绘制，更侧重于程序化纹理生成的强大能力。探讨噪声函数（如Perlin, Worley Noise）的数学构建，以及如何利用这些函数创建自然、有机且可无限变焦的表面细节。 3. 特殊材质的深度解析： 次表面散射（SSS）： 分析布尔混合（BSSRDF）模型，解释皮肤、蜡、玉石等半透明材料的光线在内部的漫反射与吸收过程。 各向异性（Anisotropy）： 阐述拉丝金属、CD光盘等表面如何根据观察角度产生方向性高光，及其在材质节点中的数学实现。 智能遮罩生成： 探讨如何通过环境光遮蔽（AO）、曲率（Curvature）和厚度信息，自动生成磨损、灰尘、锈迹等叙事性贴图。 --- 第四部分：实时与离线渲染管线的性能优化 (Performance Optimization in Real-Time and Offline Pipelines) 本部分关注效率和最终交付的艺术。 1. 离线渲染的优化策略： 探讨如何平衡渲染质量与时间成本。包括： 采样策略的优化： 如何使用降噪技术（如AI去噪器、时域降噪）在较低采样数下获得可接受的图像质量。 渲染分层与合成： 介绍渲染元素（Render Passes/AOV）的输出和后期合成流程，将复杂光照分离处理，提高迭代速度。 GPU并行计算在渲染中的应用。 2. 实时渲染架构前瞻： 针对游戏引擎及交互式应用的开发者，本书概述了现代实时渲染管线的设计。 延迟渲染（Deferred Shading）与前向渲染（Forward Rendering）的对比分析。 屏幕空间技术（SSAO, SSR, SSGI）的工作原理及其精度限制。 现代光线追踪技术在实时环境中的集成与局限性（如混合渲染）。 --- 本书旨在培养读者对数字成像领域中“为什么”的探究精神，而非停留在简单的“如何做”的层面。通过对光、几何、材质的系统性学习，读者将能够独立诊断渲染问题，并根据项目需求，灵活调整技术方案，创作出更具深度和说服力的数字作品。

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