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出版者:

作者:陈爱民,黄浩,苏风华

出品人:

页数:300

译者:

出版时间:2007-12

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787310028214

丛书系列:

图书标签:

• AutoCAD
• 计算机辅助设计
• CAD
• 绘图
• 机械制图
• 建筑制图
• 中文教程
• AutoCAD教程
• 设计软件
• 工程图学

深入理解计算机图形学基础：从理论到实践的探索 本书简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的计算机图形学基础知识体系，着重于理论构建、核心算法的推导与实现，以及现代图形API的实际应用。它并非一本侧重于特定软件操作的教程，而是致力于培养读者在三维几何、渲染管线、光照模型以及交互设计等前沿领域的扎实功底。 第一部分：图形学的数学与几何基石 本部分是整个图形学大厦的坚实地基。我们将从最基础的线性代数回顾开始，详细阐述向量空间、矩阵运算在二维和三维空间变换中的关键作用。重点讨论齐次坐标的引入，它是实现透视投影、平移等操作统一表示的基础。 随后，我们将深入探讨几何表示。不同于面向应用的操作手册，本书将详尽分析参数化曲面（如Bézier曲线与曲面、样条曲线，特别是NURBS的数学定义和控制点权重机制）。我们将推导曲线的微分几何性质，包括曲率和法线计算，这对于后续的表面着色和光照计算至关重要。同时，剖析多边形网格的拓扑结构、边界表示以及如何通过局部操作（如边坍缩、顶点插入）来编辑复杂的三维模型。 第二部分：经典的二维与三维变换 本章聚焦于图形变换的数学原理。我们会详细解析刚体变换（平移、旋转、缩放）的矩阵形式，并讨论如何通过欧拉角和四元数（Quaternion）来表示三维旋转，尤其会深入分析四元数在避免万向节死锁（Gimbal Lock）方面的优势及其在动画插值中的应用。 在二维领域，我们将覆盖裁剪算法的经典实现，如Cohen-Sutherland算法和Liang-Barsky算法，并分析它们在效率和适用性上的差异。在三维空间，我们将系统地讲解视点变换和投影变换。透视投影的中心投影原理、远近裁剪面的确定，以及如何构建视图矩阵（View Matrix）和投影矩阵（Projection Matrix），是本节的重中之重。读者将清晰地理解从世界坐标系到屏幕坐标系的完整映射过程。 第三部分：光栅化与渲染管线核心 本书的核心章节之一，将完整剖析现代实时渲染的图形管线（Graphics Pipeline）。我们不会仅仅停留在概念层面，而是会深入到每个阶段的算法细节。 几何处理阶段： 顶点着色器（Vertex Shader）的功能，包括坐标转换、法线变换以及属性插值。 光栅化阶段： 三角形的扫描转换（Scan Conversion）算法，包括边函数（Edge Function）的推导，如何精确判断像素点是否位于三角形内部，以及Z缓冲（Depth Buffer）的工作原理，用于解决可见性问题。 在像素着色部分，我们将摆脱简单的颜色赋值，转向基于物理的照明模型。详细介绍Phong光照模型的各个分量（环境光、漫反射、镜面反射）的数学公式，并引入更先进的基于物理的渲染（PBR）的初步概念，如微表面理论（Microfacet Theory）和BRDF（双向反射分布函数）的基本形态。 第四部分：高级着色技术与纹理映射 本部分将探讨如何赋予物体表面以细节和真实感。 纹理映射： 从二维图像到三维表面的坐标映射（UV坐标），纹理的过滤技术（最近邻、线性插值），以及MIP贴图的原理及其在性能优化中的作用。 细节增强： 深入讲解法线贴图（Normal Mapping）和凹凸贴图（Bump Mapping），说明它们如何通过修改法线向量来模拟表面细节，而无需增加几何复杂度。 此外，我们还会探讨透明度处理，包括Alpha混合的数学公式，以及在复杂场景中处理半透明物体排序的挑战。 第五部分：三维场景管理与数据结构 高效地管理大规模三维场景是现代图形应用的关键。本章将介绍用于加速空间查询的数据结构： 空间划分结构： 详尽介绍BSP树（二叉空间划分树）和八叉树（Octree）的构建与遍历算法，分析它们在遮挡剔除和碰撞检测中的应用。 层次化结构： 讨论场景图（Scene Graph）的概念，如何使用节点和父子关系来组织场景中的对象、变换和资源，以及其在动画和场景管理中的优势。 第六部分：交互、动画与现代API概述 虽然本书不侧重软件操作，但理解图形API的底层逻辑至关重要。我们将概述现代图形API（如OpenGL或DirectX）的核心概念，如状态机管理、缓冲区对象（VBO/VAO）以及着色器编程的流程。 在交互设计方面，我们将分析如何从屏幕坐标反推出世界坐标（Picking/拾取），以及如何基于用户的输入来驱动场景变化。 动画基础部分，将侧重于关键帧插值技术，重点讲解如何使用三次样条插值来生成平滑、自然的运动轨迹，确保运动曲线的连续性和可控性。 总结 本书旨在为有志于深入研究计算机图形学领域，或希望为后续从事游戏引擎开发、专业三维可视化、虚拟现实（VR）及增强现实（AR）等领域打下坚实理论基础的读者提供一本高质量的参考资料。它要求读者具备一定的微积分和线性代数基础，并鼓励通过编程实践来验证和掌握所学算法。本书的目标是让你能够设计和理解图形系统的工作原理，而非仅仅使用现有的工具。

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这本书的价值，远不止于它的价格。它就像一本“秘籍”，让我得以窥探AutoCAD这款强大软件的精髓。我之所以这么说，是因为它在讲解高级功能时，并没有回避复杂性，而是将其分解成一个个易于理解的步骤。我印象深刻的是，书中关于“绘制填充图案”的章节。之前我以为填充图案只是简单的着色，但这本书让我了解到，通过不同的填充图案，可以清晰地表示不同材料的属性，比如混凝土、砖墙、钢材等等。书中还详细讲解了如何调整填充图案的比例和角度，以达到最佳的视觉效果。另外，书中关于“编辑多段线”和“编辑圆”的章节，也让我对图形的精细化处理有了更深的认识。比如，如何使用“顶点编辑”来改变多段线的形状，如何使用“分解”命令将复杂的图形拆解成基本元素，以及如何使用“打断”命令在图形的特定位置创建缝隙。这些细微的操作，却能极大地提升图形的准确性和表现力。这本书还非常注重“快捷命令”的应用，它不仅列出了常用的快捷命令，还鼓励读者根据自己的习惯来定义快捷命令，这大大提升了操作效率。我记得书中还提到了“命令别名”的设置，这让我能够用更短的输入来执行复杂的命令，简直是效率神器。这本书的讲解方式非常深入，但又不让人感到压迫，是一种循序渐进的引导。

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坦白说，一开始我抱着试试看的心态来学习这本书，毕竟AutoCAD的名气在那里，总觉得它会很难。但《中文版AutoCAD应用教程》完全颠覆了我的认知。它让我看到了CAD学习的另一种可能性。书中最让我着迷的部分是关于“块”的应用。在学习之前，我总觉得绘制重复性的图形会非常耗时，但这本书教会了我如何创建和插入“块”，这简直是神器！比如，在绘制建筑图纸时，门窗、家具等都可以定义为块，需要时直接插入，不仅节省了大量时间，还保证了图形的一致性。书中还详细讲解了动态块的应用，这让我看到了CAD的灵活性和智能化。我甚至还尝试用动态块来制作可伸缩的家具模型，效果出奇地好。另外，这本书在讲解“布局”和“打印”章节时，也给我留下了深刻的印象。我之前总以为画完图就可以直接打印了，但这本书让我明白了布局的重要性，如何在一个页面上合理地排布不同的视图，如何设置比例，如何添加标题栏和图框。这让我真正体会到，CAD不仅仅是绘制，更是完成一套完整的工程图纸。书中的案例非常丰富，涵盖了从简单的平面图到复杂的立面图、剖面图，让我可以根据自己的兴趣选择学习方向。我尤其喜欢书中关于“尺寸链”的讲解，这对于机械设计来说是非常重要的概念，这本书能将其清晰地呈现在读者面前，实属难得。

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自从我开始使用《中文版AutoCAD应用教程》以来，我的CAD技能可以说是突飞猛进。这本书不仅仅是教我如何使用软件，更是教我如何“思考”设计。我尤其喜欢书中关于“剖视填充”的讲解。在绘制建筑图纸时，剖视填充能够清晰地展示材料的断面，这对于理解建筑结构非常重要。书中不仅介绍了各种常见的剖视填充图案，还讲解了如何根据实际需要自定义填充图案。另外，书中关于“外部参照”的应用，也让我看到了CAD协作的可能性。通过外部参照，我可以在自己的图中引用其他人的图纸，而不必担心图纸被修改。这对于多人协作项目来说，简直是福音。我记得书中还详细讲解了如何处理外部参照的路径问题，以及如何进行外部参照的绑定和卸载。这些细节对于我来说，都非常有价值。此外，书中关于“打印预览”和“打印设置”的讲解，也让我对图纸输出有了更深刻的理解。它不仅介绍了各种打印机驱动的设置，还讲解了如何进行页面设置，如何选择合适的纸张大小和打印比例。这让我能够自信地输出高质量的工程图纸。这本书的实操性非常强，让我学到的知识能够立刻应用到实践中。

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我必须说，《中文版AutoCAD应用教程》是一本真正能教会我“怎么做”的书。它不仅仅是理论知识的堆砌，而是通过大量的实例演示，让我能够亲身感受到CAD的魅力。我尤其喜欢书中关于“视图管理”的章节。它不仅介绍了如何创建不同的视图，比如平面视图、立面视图、轴测视图等等，还讲解了如何利用“视口”来在一个页面上显示多个视图，并设置不同的比例。这让我能够清晰地展示一个复杂的三维模型，而不必在多个页面之间来回切换。我记得书中还详细讲解了如何利用“UCS”（用户坐标系）来在三维空间中精确地定义绘图平面，这对于我来说是之前非常困扰的一个问题。另外，书中关于“对象捕捉”和“对象追踪”的讲解，也让我对图形的精确绘制有了更深的理解。它能够帮助我捕捉到图形的端点、中点、交点等关键点，从而保证绘图的准确性。我记得书中还提到了“极轴追踪”的功能，它能够在绘制直线时提供辅助线，让我能够绘制出水平、垂直或者特定角度的直线，这在绘制机械零件时非常有用。这本书的讲解方式非常注重“实践”，让我学到的知识能够立刻应用到实际工作中，真正地提高了我的工作效率。

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这本书真的给我带来了很多启发，它让我看到了AutoCAD的强大之处，也让我看到了自己学习的潜力。我特别欣赏书中关于“文字样式”和“尺寸样式”的讲解。它们不仅介绍了如何创建和修改这些样式，还强调了其规范化和统一性的重要性。这让我明白了，在进行工程图纸绘制时，细节的处理同样重要。我记得书中还详细讲解了如何利用“多行文字”来制作各种格式的文本框，如何调整行间距、字间距，如何添加上标、下标等等。这些细微的操作，都能让我的图纸更加专业和美观。另外，书中关于“命令别名”和“快捷键”的讲解，也让我受益匪浅。它鼓励我根据自己的使用习惯来定义快捷命令，这极大地提升了我的绘图效率。我甚至能够用几个简单的字母来完成一个复杂的绘图操作。我记得书中还提到了“定制用户界面”的功能，让我可以根据自己的需求来调整软件的界面布局，让操作更加顺手。这本书的讲解风格非常注重“实用性”，让我学到的知识能够立刻应用到实际工作中，真正地提高了我的工作效率。

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这本书的出现，简直是给我打开了一扇新世界的大门！我一直对设计领域充满了好奇，特别是那种能够将脑海中的奇思妙想转化为具体图形的魔法。然而，CAD软件给我的初印象一直是高深莫测，界面复杂，仿佛是专业人士才能掌握的工具。当我在书店里偶然翻开《中文版AutoCAD应用教程》，我被它清晰的排版和循序渐进的讲解方式深深吸引。书中的案例贴近实际，从最基础的绘图命令，到复杂的图形绘制，再到最后的工程图纸输出，每一步都讲解得详详细细，配以大量的截图和标注，让我这个CAD新手也能轻松理解。最让我惊喜的是，它并没有一上来就抛出大量的专业术语，而是从最容易上手的概念开始，一点点地引导读者熟悉软件的操作逻辑。我记得书中讲解“直线”命令时，不仅介绍了不同的绘制方式，还结合了实际建筑中墙体的绘制场景，让我立刻体会到这个命令的实用性。随后，在讲解“圆”和“圆弧”时，书中还对比了不同参数设置下的图形差异，让我对这些基本图形有了更深入的认识。更重要的是，这本书非常注重实际应用，它涵盖了机械零件、建筑平面图、室内设计效果图等多种应用场景，让我在学习理论知识的同时，也能看到它在真实世界中的价值。我尤其喜欢书中关于“图层管理”的章节，它教会我如何科学地组织和管理绘图元素，这对于后续的修改和输出至关重要，避免了后期工作中因为混乱的图层而浪费大量时间。总之，这本书就像一位耐心细致的老师，手把手地带着我探索AutoCAD的奥秘，让我从一个完全的门外汉，逐渐成长为一个能够独立完成基本CAD绘图任务的学习者。

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我对这本书的评价，只能用“惊喜不断”来形容。从封面到内页，都散发着一种“用心”的气息。它不像市面上很多技术书籍那样，只是枯燥地堆砌知识点，而是真正地站在读者的角度，去思考如何才能让学习更有效、更有趣。我特别赞赏书中对于“阵列”命令的讲解。之前我总是需要手动复制粘贴，效率低下。学习了这本书后，我才明白，通过“矩形阵列”和“环形阵列”，我可以非常轻松地创建出规则排列的图形，比如机械零件中的螺钉孔，或者建筑中的窗户排列。书中还给出了很多关于如何优化阵列参数的技巧，让我能够根据不同的需求，灵活地调整阵列的数量、间距和角度。此外，书中关于“多线”和“多行文字”的应用，也让我受益匪浅。在绘制建筑图纸时，多线可以用来绘制墙体，比画单线要方便快捷得多。而多行文字则能让我一次性输入多行文本，并进行格式设置，这比逐行输入文本要高效得多。我记得书中还特别强调了“图层”的重要性，并且给出了很多实用的图层管理技巧，比如如何按照颜色、线型来区分不同的图层，如何为图层设置权限等等。这些细节对于我来说，简直是打开了新世界的大门，让我能够更专业、更规范地进行CAD绘图。这本书的整体风格非常扎实，但又不失灵动，让人在学习过程中能够感受到知识的乐趣。

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这本书给我的感觉，就像一位经验丰富的老师，不仅传授知识，更注重培养我的学习能力和解决问题的能力。我特别欣赏书中关于“图形约束”的讲解。它让我了解到，在绘制图形时，可以添加各种几何约束，比如水平约束、垂直约束、平行约束、垂直约束等等。这些约束能够保证图形的形状和尺寸在修改时保持一致，避免了因为误操作而导致图形变形。我记得书中还详细讲解了如何利用“尺寸驱动”来控制图形的尺寸，这让我能够更灵活地修改图形，而不用担心尺寸会混乱。另外，书中关于“工具选项板”的讲解，也让我看到了CAD的智能化和人性化。工具选项板能够将常用的命令和图形元素集合在一起，方便我随时调用。我记得书中还提到了“自定义命令”的功能，让我可以创建自己的命令，将常用的操作组合起来，从而大大提高工作效率。这本书的讲解风格非常注重“细节”，让我能够注意到很多之前容易忽略的方面，从而让我的CAD绘图更加专业和规范。这本书的内容非常的扎实，但又充满了探索的乐趣。

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我一直在寻找一本能够真正帮助我掌握AutoCAD精髓的书籍，而《中文版AutoCAD应用教程》无疑是我的不二之选。它不像很多教程那样，只是简单地介绍命令，而是深入地剖析了每个命令背后的原理和应用场景。我尤其欣赏书中关于“实体编辑”的讲解。在学习了书中关于“拉伸”、“旋转”、“扫掠”、“放样”等命令后，我才真正体会到三维建模的乐趣。我甚至尝试用这些命令来绘制一些简单的机械零件，比如一个轴套，或者一个齿轮，虽然不够完美，但已经让我看到了无限的可能性。书中还非常注重“装配”的概念，它教会我如何将不同的三维零件组合在一起，形成一个完整的模型。这对于我将来进行产品设计或者机械仿真都非常有帮助。另外，书中关于“标注样式”的设定，也让我眼前一亮。它不仅讲解了如何创建和修改标注样式，还强调了标注样式的规范化设置，这对于我将来绘制工程图纸至关重要。我记得书中还提到了“三维导航”的工具，比如“三维动态观察”、“相机”等，这让我能够从不同的角度来审视我的三维模型，更好地发现和修正问题。这本书的深度和广度都达到了一个非常高的水平，让我感到非常满足。

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不得不说，这本书在内容编排上确实花了不少心思，让我这个从零开始接触AutoCAD的人，也能感受到学习的乐趣和成就感。我一直以为CAD学习会非常枯燥，充斥着各种枯燥的指令和参数，但这本书却用一种非常生动有趣的方式来呈现。它并没有简单地罗列命令，而是通过一个个精心设计的实例，将命令融入到实际的绘图过程中。比如，在讲解“偏移”和“镜像”命令时，书中就以一个简单的家具模型为例，展示了如何通过这两个命令快速地创建对称图形和重复元素，大大提高了绘图效率。我印象特别深刻的是，书中有一个章节专门讲解了如何绘制三维模型，这对于我来说是之前想都不敢想的。但通过书中的详细步骤指导，从基础的拉伸、旋转，到复杂的布尔运算，我竟然也能够慢慢地构建出一些简单的三维图形。书中还非常贴心地提供了很多快捷键的提示，这让我很快就摆脱了对鼠标的过度依赖，大大提升了操作速度。另外，这本书的语言风格也非常亲切，就像朋友在跟你聊天一样，没有那种冰冷的技术文档的感觉。作者会在关键的地方给出一些“小贴士”或者“注意事项”，这些细节对于新手来说简直是救命稻草，避免了我走很多弯路。我特别喜欢书中关于“标注”的讲解，它不仅介绍了各种标注类型，还强调了标注的规范性和准确性，这对于我将来进行工程设计至关重要。这本书让我明白，CAD不仅仅是画图的工具，更是沟通和表达设计意图的语言。

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