计算机图形学基础(第3版):大学教材
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更新于2024-07-17
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"Fundamentals of Computer Graphics (3rd Edition) 是一本关于计算机图形学的基础教材,由Peter Shirley、Steve Marschner等多位业界专家合著。本书是许多大学计算机图形学课程的选用教材,由NVIDIA Corporation的Peter Shirley和Cornell University的Steve Marschner主笔,并得到了其他多位学者的贡献。该书由AK Peters出版,属于CRC Press Taylor & Francis Group系列。本书首次出版于2009年,电子版ISBN为978-1-4398-6552-1。"
计算机图形学是计算机科学的一个重要分支,主要研究如何在计算设备上创建、处理和显示图像。"Fundamentals of Computer Graphics (3rd Edition)"涵盖了这一领域的核心概念和关键技术,包括:
1. **图形硬件**:介绍GPU(图形处理器)的工作原理,它是现代计算机图形处理的关键组件,负责高效地执行复杂的几何变换、纹理映射和像素操作。
2. **坐标系统与变换**:讲解了笛卡尔坐标系、投影变换、视图变换以及世界坐标到屏幕坐标的转换,这些都是将三维模型呈现到二维屏幕上的基础。
3. **几何建模**:涉及线性代数的应用,如向量、矩阵、四元数,以及如何使用它们进行物体的表示和操作,如平移、旋转和缩放。
4. **光照与渲染**:探讨了光照模型,如Phong模型,以及材质属性对物体外观的影响,还包括了阴影、环境光、全局光照等高级渲染技术。
5. **纹理映射**:介绍了如何使用纹理来增加图像的真实感,包括基本纹理、环境映射、MIP映射等。
6. **抗锯齿与过滤**:讲解了减少图像边缘锯齿和提高图像质量的技术,如多采样抗锯齿(MSAA)、超级采样(SSAA)和各向异性过滤。
7. **图形管道**:概述了OpenGL或DirectX等图形库的工作流程,包括顶点处理、片段处理和帧缓冲操作。
8. **图形编程接口**:介绍如何使用编程语言如C++与图形库交互,实现自定义的图形效果。
9. **动画与交互**:讨论了时间相关的图形处理,如运动学、关键帧动画和物理模拟,以及用户与图形界面的交互设计。
10. **计算机图形学的应用**:涵盖了游戏开发、电影特效、虚拟现实、科学可视化等领域,展示了计算机图形学的实际应用。
该书不仅适合计算机科学专业的学生学习,也对图形学开发者和研究人员有很高的参考价值。通过深入浅出的解释和丰富的实例,读者可以系统地掌握计算机图形学的基本理论和实践技能。
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