"3D Math Primer for graphics and game development"
《3D Math Primer for Graphics and Game Development》是由Fletcher Dunn和Ian Parberry合著的一本专为图形学和游戏开发设计的数学基础教程。这本书旨在帮助读者理解和掌握三维图形编程所必需的数学知识。
在计算机图形学和游戏开发中,3D数学扮演着至关重要的角色。它涉及到许多概念,如向量、矩阵、坐标系统、几何变换、投影和视图操作、光照模型等。作者Fletcher Dunn和Ian Parberry深入浅出地介绍了这些概念,使得即使没有深厚数学背景的读者也能逐步理解并应用到实际项目中。
本书内容可能包括但不限于以下几个方面:
1. **基础数学概念**:向量代数是3D图形的基础,包括向量的加减乘除、标量乘积和向量乘积。此外,还会介绍点和向量的关系,以及如何使用向量进行方向和距离的计算。
2. **矩阵运算**:矩阵是表示和执行3D变换的核心工具,包括平移、旋转和缩放。书中会详细解释矩阵的乘法、逆矩阵、行列式和正交化等概念。
3. **坐标系统**:理解不同坐标系(如世界坐标、局部坐标和屏幕坐标)之间的转换是关键。书中会介绍如何在这些坐标系之间进行坐标变换。
4. **几何变换**:包括旋转、平移、缩放和剪切等,这些变换在游戏物体的动态表现和场景布局中不可或缺。
5. **投影与视图**:讲解了如何将3D空间中的对象投影到2D屏幕上,包括透视投影和平行投影,以及视口变换和视锥体裁剪。
6. **光照模型**:介绍基本的光照计算,如环境光、漫反射和镜面反射,以及颜色混合和材质属性。
7. **碰撞检测**:探讨如何检测和处理3D空间中的物体碰撞,这对于游戏物理引擎和交互设计至关重要。
8. **图形管道**:简述OpenGL或DirectX等图形API的工作原理,以及3D数学如何在这些框架中发挥作用。
9. **实例应用**:通过实际的图形和游戏开发案例,展示如何将理论知识应用于实践。
这本书不仅适合初学者,也对有一定经验的开发者有参考价值,因为它可以帮助他们巩固基础,解决在实际工作中遇到的数学问题。对于想要深入学习3D图形编程的人来说,这是一本不可多得的资源。同时,书中的练习题和示例代码也有助于读者巩固所学知识,提高解决问题的能力。
《3D Math Primer for Graphics and Game Development》是一本全面介绍3D图形学数学基础的教材,无论你是游戏开发者、图形设计师还是对3D世界感兴趣的自学者,都能从中受益。