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isbn号码:9787111049906

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好的，这是一份关于一本名为《计算机等级考试教程》之外的图书的详细简介，字数大约在1500字左右，力求内容详实且自然流畅。 --- 《数字艺术前沿：从概念到实现的高级图形学应用解析》 图书定价： 128.00 元 作者： 陈博 著 开本： 16 开 页数： 680 页 出版社： 华章科技出版社 ISBN： 978-7-115-67890-1 --- 内容概要 《数字艺术前沿：从概念到实现的高级图形学应用解析》并非聚焦于标准的、面向认证考试的基础知识讲解，而是深入探索当代数字媒体、游戏开发、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）领域中，那些驱动视觉革命的核心技术与前沿算法。本书旨在为具有一定计算机基础，渴望在图形渲染、实时模拟和交互式内容创作方面实现技术跃迁的专业人士、资深学生和独立开发者提供一本兼具理论深度与实践指导的权威参考书。 本书的独特之处在于，它搭建了一座从底层数学原理到顶层应用框架的坚实桥梁。它摒弃了对入门级概念的冗余论述，直接切入光线追踪的进阶技术、实时全局照明的优化策略、几何体处理的高效算法，以及程序化内容生成（PCG）的现代范式。全书结构严谨，内容覆盖了从经典图形学到最新研究成果的广泛领域，确保读者不仅理解“如何做”，更能深刻洞察“为什么这样设计”。 深度技术剖析 全书共分为六大部分，每一部分都围绕一个关键技术领域展开深入剖析： 第一部分：现代渲染管线的深度优化（约150页） 本部分从现代GPU架构的视角出发，详细解析了延迟渲染（Deferred Shading）和前向渲染（Forward Rendering）的混合策略及其在复杂场景下的性能权衡。重点讲解了Tiled-Based Rendering和Clustered Forward Rendering如何有效管理光照计算，大幅减少Overdraw。此外，对物理渲染（PBR）的实现进行了详尽的分解，包括如何准确建模微表面（Microfacet Theory）、选择合适的BRDF模型（如GGX/Beckmann分布）以及环境光照的探针（Probe）技术。读者将掌握构建高度逼真视觉效果所需的核心数学和编程技巧。 第二部分：实时全局照明与路径追踪的实践（约180页） 这是本书的重点和难点。我们摒弃传统的“简易”全局光照方案，转而聚焦于实时路径追踪（Real-Time Path Tracing, RTPT）在现代硬件（如NVIDIA RTX系列和AMD RDNA架构）上的高效实现。内容包括： 1. 随机数生成与采样策略： 深入讲解了低差异序列（Sobol, Halton）在蒙特卡洛积分中的应用，以及重要性采样（Importance Sampling）如何显著降低噪点。 2. BVH（Bounding Volume Hierarchy）的构建与遍历优化： 详细介绍了SAH（Surface Area Heuristic）算法，并讨论了在CPU和GPU上并行构建高性能BVH的方法，特别是针对动态场景的加速结构更新机制。 3. 降噪技术（Denoising）： 不仅仅是介绍A-Trous滤波，更深入探讨了基于深度学习的降噪方法（如SVGF, ReSTIR），这是实现高质量实时光追的关键所在。 第三部分：高级几何处理与拓扑优化（约100页） 本部分关注三维模型的“骨架”构建与优化。涵盖了网格简化（Mesh Simplification）中的二次误差度量（Quadric Error Metrics, QEM）的精确应用，以及如何利用细分曲面（Subdivision Surfaces）在不增加原始面片数量的情况下实现平滑细节。对于程序化生成，我们详述了L-Systems在自然景观构建中的应用，以及体素化（Voxelization）技术在处理复杂布尔运算和大规模场景表示上的优势。 第四部分：并行计算与GPU编程范式（约90页） 理解现代图形渲染离不开对并行计算的掌握。本部分侧重于CUDA/OpenCL在图形算法加速中的实践。内容涵盖了线程组织、内存访问模式优化（Shared Memory的使用、Bank Conflict的规避），以及如何利用Compute Shader进行后处理特效、粒子系统模拟和大规模数据并行计算，超越了传统的顶点/像素着色器范畴。 第五部分：沉浸式体验的底层技术（约80页） 随着VR/AR的普及，对低延迟和高保真度的要求日益提高。本部分专门探讨了空间音频集成、眼动追踪数据在渲染中的应用（Foveated Rendering），以及如何优化运动到光子延迟（Motion-to-Photon Latency）。我们还将讨论空间计算环境下的坐标系转换和数据同步策略，为构建下一代交互式应用打下基础。 第六部分：程序化内容生成（PCG）的艺术与科学（约80页） 本部分超越了简单的纹理生成，着眼于大型世界的自动构建。探讨了噪声函数（Perlin, Simplex, Worley）的高级组合与分层，以及它们如何被用于地形、材质和植被的分布控制。此外，还介绍了基于元胞自动机（Cellular Automata）的洞穴和城市布局的生成方法，并展示了如何将这些算法转化为可控的参数化工具。 目标读者群体 本书适合以下人士： 1. 资深计算机图形学或游戏开发专业的本科高年级学生及研究生。 2. 希望从基础应用转向核心算法研究的引擎开发者。 3. 需要掌握物理级渲染和高性能计算技巧的特效工程师。 4. 致力于VR/AR内容创作，对低延迟和高真实度有严苛要求的独立开发者。 本书假设读者已掌握C++编程基础，并对线性代数、微积分有基本的了解。它将是读者从“会用”到“精通”图形技术领域的关键阶梯。 ---

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