《计算机图形学入门：3D渲染指南》[瑞士]加布里埃尔·甘贝塔（GabrielGambetta）『EPUB电子书下载』

内容简介

如今，计算机图形学无处不在，它为视频、游戏等增添了令人瞩目的细节，为大型电影、动画等增添了逼真的特效。本书围绕计算机图形学这一主题展开，是作者讲授计算机图形学课程多年经验的结晶。本书着重介绍光线追踪渲染器和光栅化渲染器这两大主流渲染器的基本实现过程，以渲染器的需求背景和实现原理作为出发点，辅以必要的简单数学推导过程，从光到阴影与反射，从直线到着色与纹理，逐渐引导出实现渲染器的伪代码，力求使没有丰富编程经验和深厚数学功底的读者也能够完全读懂。本书是计算机图形学入门的学习教材，特别适合渴望进入计算机图形学世界的“零基础”读者阅读，也适合对计算机图形学开发感兴趣的爱好者以及相关从业人员使用。

作者简介

加布里埃尔· 甘贝塔（Gabriel Gambetta）从5岁开始编写游戏程序。在获得计算机科学的学位后，他创办了一家游戏开发公司，在那里工作了10 多年，同时在当地一所大学教授计算机图形学。他目前在苏黎世，担任谷歌的 软件工程师。

目录

第1章基础入门概念1
1.1画布1
1.2颜色模型4
1.2.1减色法模型4
1.2.2加色法模型6
1.2.3忽略细节7
1.3颜色深度和颜色表示法8
1.4颜色的处理方法9
1.5场景10
1.6总结11
第一部分光线追踪
第2章基础光线追踪知识14
2.1渲染一幅瑞士风景图14
2.2基本假设17
2.3画布空间到视口空间18
2.4追踪射线19
2.4.1射线方程20
2.4.2球体方程21
2.4.3射线与球体相交22
2.5渲染我们的第一组球体24
2.6总结29
第3章光30
3.1简化的假设31
3.2光源31
3.2.1点光31
3.2.2方向光32
3.2.3环境光33
3.3单点光照34
3.4漫反射34
3.4.1对漫反射的建模35
3.4.2漫反射方程38
3.4.3球体的法线38
3.4.4漫反射的渲染39
3.5镜面反射41
3.5.1对镜面反射的建模44
3.5.2镜面反射的计算项46
3.5.3完整的光照方程46
3.5.4镜面反射的渲染47
3.6总结50
第4章阴影和反射52
4.1阴影52
4.1.1理解阴影52
4.1.2包含阴影的渲染55
4.2反射58
4.2.1镜子和反射58
4.2.2包含反射的渲染61
4.3总结64
第5章扩展光线追踪渲染器65
5.1任意相机定位65
5.2性能优化67
5.2.1并行运算67
5.2.2缓存不变值68
5.2.3阴影的优化69
5.2.4空间结构70
5.2.5子采样70
5.3支持其他图元71
5.4体素构造表示法71
5.5透明度73
5.6超采样75
5.7总结75
第二部分光栅化
第6章直线78
6.1描述直线79
6.2绘制直线80
6.3绘制任意斜率的直线84
6.4线性插值函数85
6.5总结88
第7章填充三角形89
7.1绘制线框三角形89
7.2绘制填充三角形90
7.3总结94
第8章着色三角形95
8.1定义问题95
8.2计算边缘着色96
8.3计算内部着色98
8.4总结101
第9章透视投影102
9.1基本假设102
9.2查找P'点103
9.3透视投影方程104
9.4透视投影方程的性质105
9.5投影我们的第一个3D物体106
9.6总结108
第10章场景的描述和渲染109
10.1表示一个立方体109
10.2模型和模型实例113
10.3模型变换116
10.4相机变换118
10.5变换矩阵121
10.6齐次坐标122
10.6.1齐次旋转矩阵123
10.6.2齐次缩放矩阵124
10.6.3齐次平移矩阵124
10.6.4齐次投影矩阵125
10.6.5齐次视口-画布变换矩阵126
10.7回顾变换矩阵126
10.8总结128
第11章裁剪130
11.1裁剪过程概述131
11.2裁剪体131
11.3使用平面裁剪场景133
11.4定义裁剪平面135
11.5裁剪整个物体137
11.6裁剪三角形139
11.7裁剪过程的伪代码142
11.8渲染管线中的裁剪过程145
11.9总结145
第12章移除隐藏表面146
12.1渲染实体物体146
12.2画家算法147
12.3深度缓冲149
12.4背面剔除154
12.5总结158
第13章着色159
13.1着色与光照159
13.2扁平化着色160
13.3高洛德着色161
13.4冯氏着色166
13.5总结169
第14章纹理171
14.1绘制木条箱171
14.2双线性滤波176
14.3贴图分级细化179
14.4三线性滤波182
14.5总结182
第15章扩展光栅化渲染器183
15.1法线映射183
15.2环境映射185
15.3阴影187
15.3.1模板阴影187
15.3.2阴影映射193
15.4总结194
编后记195
附录线性代数197
1．点197
2．向量198
（1）表示向量198
（2）向量的模199
3．点运算和向量运算199
（1）点的减法199
（2）点和向量的加法200
（3）向量加法200
（4）向量和数的乘法201
（5）向量乘法201
4．矩阵203
5．矩阵运算203
（1）矩阵加法203
（2）矩阵和数的乘法203
（3）矩阵乘法204
（4）矩阵和向量的乘法205
······