3-D计算机图形学：数学与OpenGL入门

"3-D Computer Graphics: A Mathematical Introduction with OpenGL" 本书是针对三维计算机图形学的一本入门教程，特别关注基础理论以及计算机图形学背后的数学原理。作者深入浅出地介绍了如何利用跨平台的OpenGL编程环境来实现3D图形的创建与渲染。书中还附带了一款光线追踪软件的源代码，读者可以通过实际操作来加深理解。 本书涵盖了广泛的主题，包括但不限于： 1. 变换与观察：这部分内容讲解了如何通过矩阵变换进行物体的平移、旋转和缩放，以及如何设置观察者视角，使用户能够从不同的角度看到3D场景。 2. 光照与着色模型：书中详细讨论了光照模型，如Phong模型，以及如何模拟物体表面的反射、漫射和高光，使3D图像看起来更加逼真。 3. 插值与平均：解释了线性插值、样条插值等技术，这些技术在平滑物体表面和动画中起到关键作用。 4. Bézier曲线和B样条：这两类曲线在建模和动画设计中广泛应用，书中将介绍它们的计算方法和特性。 5. 光线追踪与辐射度：光线追踪用于模拟光的传播路径，而辐射度则考虑了物体间的光照相互作用，能产生更为真实的光照效果。书中包含如何编写简单的光线追踪器的指导。 6. 射线与物体的交点检测：这是3D图形中的基本操作，用于确定视线是否与场景中的物体相交，从而决定哪些物体应被渲染。 7. 纹理映射和色彩理论：纹理映射可以给物体表面添加细节和真实感，而色彩理论则帮助理解颜色混合和视觉效果。 8. 动画原理：包括四元数用于表示旋转，以及逆运动学在角色动画中的应用。 为了方便读者，书后还附有一个关于向量和矩阵的数学复习，帮助没有扎实数学背景的读者理解相关概念。这本书适合高级本科或初级研究生阶段的学生阅读，也可作为自学资料。前提条件是具备基本的微积分和向量知识。 通过本书，读者不仅可以学习到3D图形学的基础知识，还能掌握使用OpenGL编程的基本技巧，同时对光线追踪和高级动画原理有初步的认识，为进入计算机图形学领域打下坚实基础。