《計算機圖形學入門：3D渲染指南》[瑞士]加布裏埃爾·甘貝塔（GabrielGambetta）『EPUB電子書下載』

內容簡介

如今，計算機圖形學無處不在，它為視頻、遊戲等增添了令人矚目的細節，為大型電影、動畫等增添了逼真的特效。本書圍繞計算機圖形學這一主題展開，是作者講授計算機圖形學課程多年經驗的結晶。本書著重介紹光線追蹤渲染器和光柵化渲染器這兩大主流渲染器的基本實現過程，以渲染器的需求背景和實現原理作為出發點，輔以必要的簡單數學推導過程，從光到陰影與反射，從直線到著色與紋理，逐漸引導出實現渲染器的偽代碼，力求使沒有豐富編程經驗和深厚數學功底的讀者也能夠完全讀懂。本書是計算機圖形學入門的學習教材，特別適合渴望進入計算機圖形學世界的“零基礎”讀者閱讀，也適合對計算機圖形學開發感興趣的愛好者以及相關從業人員使用。

作者簡介

加布裏埃爾· 甘貝塔（Gabriel Gambetta）從5歲開始編寫遊戲程序。在獲得計算機科學的學位後，他創辦了一家遊戲開發公司，在那裏工作了10 多年，同時在當地一所大學教授計算機圖形學。他目前在蘇黎世，擔任穀歌的 軟件工程師。

目錄

第1章基礎入門概念1
1.1畫布1
1.2顏色模型4
1.2.1減色法模型4
1.2.2加色法模型6
1.2.3忽略細節7
1.3顏色深度和顏色表示法8
1.4顏色的處理方法9
1.5場景10
1.6總結11
第一部分光線追蹤
第2章基礎光線追蹤知識14
2.1渲染一幅瑞士風景圖14
2.2基本假設17
2.3畫布空間到視口空間18
2.4追蹤射線19
2.4.1射線方程20
2.4.2球體方程21
2.4.3射線與球體相交22
2.5渲染我們的第一組球體24
2.6總結29
第3章光30
3.1簡化的假設31
3.2光源31
3.2.1點光31
3.2.2方向光32
3.2.3環境光33
3.3單點光照34
3.4漫反射34
3.4.1對漫反射的建模35
3.4.2漫反射方程38
3.4.3球體的法線38
3.4.4漫反射的渲染39
3.5鏡麵反射41
3.5.1對鏡麵反射的建模44
3.5.2鏡麵反射的計算項46
3.5.3完整的光照方程46
3.5.4鏡麵反射的渲染47
3.6總結50
第4章陰影和反射52
4.1陰影52
4.1.1理解陰影52
4.1.2包含陰影的渲染55
4.2反射58
4.2.1鏡子和反射58
4.2.2包含反射的渲染61
4.3總結64
第5章擴展光線追蹤渲染器65
5.1任意相機定位65
5.2性能優化67
5.2.1並行運算67
5.2.2緩存不變值68
5.2.3陰影的優化69
5.2.4空間結構70
5.2.5子采樣70
5.3支持其他圖元71
5.4體素構造表示法71
5.5透明度73
5.6超采樣75
5.7總結75
第二部分光柵化
第6章直線78
6.1描述直線79
6.2繪製直線80
6.3繪製任意斜率的直線84
6.4線性插值函數85
6.5總結88
第7章填充三角形89
7.1繪製線框三角形89
7.2繪製填充三角形90
7.3總結94
第8章著色三角形95
8.1定義問題95
8.2計算邊緣著色96
8.3計算內部著色98
8.4總結101
第9章透視投影102
9.1基本假設102
9.2查找P'點103
9.3透視投影方程104
9.4透視投影方程的性質105
9.5投影我們的第一個3D物體106
9.6總結108
第10章場景的描述和渲染109
10.1表示一個立方體109
10.2模型和模型實例113
10.3模型變換116
10.4相機變換118
10.5變換矩陣121
10.6齊次坐標122
10.6.1齊次旋轉矩陣123
10.6.2齊次縮放矩陣124
10.6.3齊次平移矩陣124
10.6.4齊次投影矩陣125
10.6.5齊次視口-畫布變換矩陣126
10.7回顧變換矩陣126
10.8總結128
第11章裁剪130
11.1裁剪過程概述131
11.2裁剪體131
11.3使用平麵裁剪場景133
11.4定義裁剪平麵135
11.5裁剪整個物體137
11.6裁剪三角形139
11.7裁剪過程的偽代碼142
11.8渲染管線中的裁剪過程145
11.9總結145
第12章移除隱藏表麵146
12.1渲染實體物體146
12.2畫家算法147
12.3深度緩衝149
12.4背麵剔除154
12.5總結158
第13章著色159
13.1著色與光照159
13.2扁平化著色160
13.3高洛德著色161
13.4馮氏著色166
13.5總結169
第14章紋理171
14.1繪製木條箱171
14.2雙線性濾波176
14.3貼圖分級細化179
14.4三線性濾波182
14.5總結182
第15章擴展光柵化渲染器183
15.1法線映射183
15.2環境映射185
15.3陰影187
15.3.1模板陰影187
15.3.2陰影映射193
15.4總結194
編後記195
附錄線性代數197
1．點197
2．向量198
（1）表示向量198
（2）向量的模199
3．點運算和向量運算199
（1）點的減法199
（2）點和向量的加法200
（3）向量加法200
（4）向量和數的乘法201
（5）向量乘法201
4．矩陣203
5．矩陣運算203
（1）矩陣加法203
（2）矩陣和數的乘法203
（3）矩陣乘法204
（4）矩陣和向量的乘法205
······