计算机图形学基础教程(第2版)/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·清华大学计算机系列教材

计算机图形学基础教程(第2版)/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·清华大学计算机系列教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

孙家广,胡事民 著
图书标签:
  • 计算机图形学
  • 图形学
  • 计算机科学
  • 高等教育
  • 教材
  • 清华大学
  • 第二版
  • 可视化
  • 渲染
  • 几何建模
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出版社: 清华大学出版社
ISBN:9787302207115
版次:2
商品编码:11592106
品牌:清华大学
包装:平装
丛书名: 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 , ,
开本:16开
出版时间:2009-08-01
用纸:胶版纸
页数:218
字数:361000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

l 本书是作者结合多年教学及科研工作的经验编写而成的,自出版以来,已多次重印,畅销不衰。

l 内容由浅入深,理论与实践相结合。

l 在介绍基础知识的基础上,介绍了图形学的发展概况。


内容简介

  《计算机图形学基础教程(第2版)/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·清华大学计算机系列教材》是讲述计算机图形学基本原理和新进展的一本图形学基础教材,是作者孙家广、胡事民在清华大学多年教学经验的基础上,同时参考了国内外zui新的相关教材和部分zui新的研究成果编写而成。《计算机图形学基础教程(第2版)/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·清华大学计算机系列教材》按内容分为5章,分别讲授计算机图形学的新概况,光栅图形学的基本原理,几何造型技术的基础,真实感图形学的基础知识和图形标准。基本上涵盖了图形学的主要内容。
  《计算机图形学基础教程(第2版)/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·清华大学计算机系列教材》可作为各高等院校本科生、研究生学习计算机图形学的教材,并可供相关专业技术人员和计算机教育工作者参考使用。

作者简介

  孙家广,清华大学教授,清华大学信息学院院长兼软件学院院长,清华大学学术委员会副主任,国务院学位委员会委员、学科评议组成员、教育部计算机科学与技术教育指导委员会副主任、软件工程教育指导委员会主任、国家企业信息化软件工程技术研究中心主任、信息科学技术国家实验室主任、中国工程图学学会理事长、国家自然科学基金委员会副主任。1999年选为中国工程院院士。孙家广长期从事计算机图形学、辅助设计、软件形式化验证及软件工程与系统的教学研究工作,在基于Web技术的产品数据管理框架,线框、曲面、实体和特征统一表示的造型算法,多资源、多事件、多进程协同软件开发工具等方面取得了创新性成果。
  
  胡事民,清华大学计算机系教授,计算机系学位分委员会主席,可视媒体研究中心主任,教育部长江学者奖励计划特聘教授。2002年获得国家杰出青年基金资助,2006年被聘为国家重大基础研究(973)计划项目首席科学家。主要从事计算机图形学与人机交互、几何计算、智能信息处理等方面的教学与研究工作,已在ACM/IEEE Transactions和Computer Aided Design等重要国际刊物上发表论文40余篇。担任多个国际重要会议的程序委员会主席和委员及Elsevier期刊Computer Aided Design的编委。

内页插图

目录

第1章 绪论
1.1 计算机图形学的研究内容
1.2 计算机图形学发展的历史回顾
1.3 计算机图形学的应用及研究前沿
1.3.1 计算机辅助设计与制造
1.3.2 可视化
1.3.3 真实感图形实时绘制与自然景物仿真
1.3.4 计算机动画
1.3.5 用户接口
1.3.6 计算机艺术
1.4 图形设备
1.4.1 图形显示设备
1.4.2 图形处理器
1.4.3 图形输入设备
1.5 最新研究成果
1.5.1 绘制
1.5.2 几何
1.5.3 视频
习题

第2章 光栅图形学
2.1 直线段的扫描转换算法
2.1.1 数值微分法
2.1.2 中点画线法
2.1.3 Bresenham 算法
2.2 圆弧的扫描转换算法
2.2.1 圆的特征
2.2.2 中点画圆法
2.3 多边形的扫描转换与区域填充
2.3.1 多边形的扫描转换
2.3.2 区域填充算法
2.4 字符
2.4.1 点阵字符
2.4.2 矢量字符
2.4.3 字符属性
2.5 裁剪
2.5.1 直线段裁剪
2.5.2 多边形裁剪
2.5.3 字符裁剪
2.6 反走样
2.6.1 提高分辨率
2.6.2 区域采样
2.6.3 加权区域采样
2.7 消隐
2.7.1 消隐的分类
2.7.2 消除隐藏线
2.7.3 消除隐藏面
习题

第3章 几何造型技术
3.1 参数曲线和曲面
3.1.1 曲线曲面的表示
3.1.2 曲线的基本概念
3.1.3 插值、拟合和光顺
3.1.4 参数化
3.1.5 参数曲线的代数和几何形式
3.1.6 连续性
3.1.7 参数曲面的基本概念
3.2 Bezier 曲线与曲面
3.2.1 Bezier 曲线的定义和性质
3.2.2 Bezier 曲线的递推算法
3.2.3 Bezier 曲线的拼接
3.2.4 Bezier 曲线的升阶与降阶
3.2.5 Bezier 曲面
3.2.6 三边Bezier 曲面片
3.3 b样条曲线与曲面
3.3.1 B样条的递推定义和性质
3.3.2 B样条曲线的性质
3.3.3 de Boor 算法
3.3.4 节点插入算法
3.3.5 B样条曲面
3.4 NURBS 曲线与曲面
3.4.1 NURBS 曲线的定义
3.4.2 齐次坐标表示
3.4.3 权因子的几何意义
3.4.4 圆锥曲线的NURBS 表示
3.4.5 NURBS 曲线的修改
3.4.6 NURBS 曲面
3.5 Coons 曲面
3.5.1 基本概念
3.5.2 双线性Coons 曲面
3.5.3 双三次Coons 曲面
3.6 形体在计算机内的表示
3.6.1 引言
3.6.2 形体表示模型
3.6.3 形体的边界表示模型
3.7 求交分类
3.7.1 求交分类简介
3.7.2 求交分类策略
3.7.3 基本的求交算法
3.8 实体造型系统简介
3.8.1 Parasolid 系统
3.8.2 ACIS系统
3.9 三角网格
3.9.1 三角网格的概念
3.9.2 三角网格的半边表示
3.9.3 网格处理概述
3.9.4 网格简化
3.9.5 网格细分
3.9.6 特征敏感网格重剖
习题3

第4章 真实感图形学
4.1 真实图像的生成
4.2 颜色视觉
4.2.1 基本概念
4.2.2 三色学说
4.2.3 CIE色度图
4.2.4 常用的颜色模型
4.3 简单光照明模型
4.3.1 相关知识
4.3.2 Phong光照明模型
4.3.3 增量式光照明模型
4.3.4 阴影的生成
4.4 局部光照明模型
4.4.1 理论基础
4.4.2 局部光照明模型
4.5 光透射模型
4.5.1 透明效果的简单模拟
4.5.2 Whitted 光透射模型
4.5.3 Hall 光透射模型
4.5.4 简单光反射透射模型
4.6 纹理及纹理映射
4.6.1 纹理概述
4.6.2 二维纹理域的映射
4.6.3 三维纹理域的映射
4.6.4 几何纹理
4.7 整体光照明模型
4.7.1 光线跟踪算法
4.7.2 辐射度方法
4.8 实时真实感图形学技术
4.8.1 基于图像的绘制技术
4.8.2 景物模拟
习题4

第5章 图形标准
5.1 OpenGL 概述
5.2 OpenGL 程序结构
5.3 基本几何元素绘制
5.4 坐标变换
5.5 光照处理
5.6 显示列表
5.7 纹理贴图
习题5

附录A 计算机图形学的数学基础
A.1 矢量运算
A.2 矩阵运算
A.3 齐次坐标
A.4 线性方程组的求解

附录B 图形的几何变换
B.1 窗口区到视图区的坐标变换
B.2 二维图形的几何变换
B.3 三维图形几何变换

附录C 形体的投影变换
C.1 投影变换分类
C.2 世界坐标与观察坐标
C.3 正平行投影(三视图)
C.4 斜平行投影
C.5 透视投影
参考文献

前言/序言

作 者 简 历


孙家广 清华大学教授,清华大学信息学院院长兼软件学院院长,清华大学学术委员会副主任,国务院学位委员会委员、学科评议组成员、教育部计算机科学与技术教育指导委员会副主任、软件工程教育指导委员会主任、国家企业信息化软件工程技术研究中心主任、信息科学技术国家实验室主任、中国工程图学学会理事长、国家自然科学基金委员会副主任。1999年选为中国工程院院士。孙家广长期从事计算机图形学、辅助设计、软件形式化验证及软件工程与系统的教学研究工作, 在基于Web技术的产品数据管理框架,线框、曲面、实体和特征统一表示的造型算法,多资源、多事件、多进程协同软件开发工具等方面取得了创新性成果。


胡事民 清华大学计算机系教授,计算机系学位分委员会主席,可视媒体研究中心主任,教育部长江学者奖励计划特聘教授。 2002年获得国家杰出青年基金资助,2006年被聘为国家重大基础研究(973)计划项目首席科学家。 主要从事计算机图形学与人机交互、几何计算、智能信息处理等方面的教学与研究工作,已在ACM/IEEE Transactions和Computer Aided Design等重要国际刊物上发表论文40余篇。担任多个国际重要会议的程序委员会主席和委员及Elsevier期刊 Computer Aided Design的编委。




清华大学计算机系列教材已经出版发行了近30种,包括计算机专业的基础数学、专业技术基础和专业等课程的教材,覆盖了计算机专业大学本科和研究生的主要教学内容。这是一批至今发行数量很大并赢得广大读者赞誉的书籍,是近年来出版的大学计算机教材中影响比较大的一批精品。


本系列教材的作者都是我熟悉的教授与同事,他们长期在第一线担任相关课程的教学工作,是一批很受大学生和研究生欢迎的任课教师。编写高质量的大学(研究生)计算机教材,不仅需要作者具备丰富的教学经验和科研实践,还需要对相关领域科技发展前沿的正确把握和了解。正因为本系列教材的作者们具备了这些条件,才有了这批高质量优秀教材的出版。可以说,教材是他们长期辛勤工作的结晶。本系列教材出版发行以来,从其发行的数量、读者的反映、已经获得的许多国家级与省部级的奖励,以及在各个高等院校教学中所发挥的作用上,都可以看出本系列教材所产生的社会影响与效益。


计算机科技发展异常迅速、内容更新很快。作为教材,一方面要反映本领域基础性、普遍性的知识,保持内容的相对稳定性;另一方面,又需要跟踪科技的发展,及时地调整和更新内容。本系列教材都能按照自身的需要及时地做到这一点,如《计算机组成与结构》一书10年中共出版了3版,其他如《数据结构》等也都已出版了第2版,使教材既保持了稳定性,又达到了先进性的要求。本系列教材内容丰富、体系结构严谨、概念清晰、易学易懂,符合学生的认识规律,适合于教学与自学,深受广大读者的欢迎。系列教材中多数配有丰富的习题集和实验,有的还配备多媒体电子教案,便于学生理论联系实际地学习相关课程。


随着我国进一步的开放,我们需要扩大国际交流,加强学习国外的先进经验。在大学教材建设上,也应该注意学习和引进国外的先进教材。但是,计算机系列教材的出版发行实践以及它所取得的效果告诉我们,在当前形势下,编写符合国情的具有自主版权的高质量教材仍具有重大意义和价值。它与前者不仅不矛盾,而且是相辅相成的。本系列教材的出版还表明,针对某个学科培养的要求,在教育部等上级部门的指导下,有计划地组织任课教师编写系列教材,还能促进对该学科科学的、合理的教学体系和内容的研究。


我希望今后有更多、更好的优秀教材出版。



清华大学计算机系教授,中科院院士



2007年6月28日



第2版前言


本书是在2005版《计算机图形学基础教程》的基础上修订而成。


《计算机图形学基础教程》是根据作者在清华大学多年教学实践,并参考了国内外最新的相关教材和部分最新的研究成果编写而成。第2版教材主要修订了以下内容:


1. 增加了第1章的1.5节,介绍清华大学近年来的最新研究成果。


2. 增加了第3章的3.9节,介绍网格表示、简化与细分。


3. 增加了第4章的4.1节,介绍图形绘制的基本概念和流程,提高本章整体上的可读性。


4. 将第4章4.8节层次细节的内容移入第3章的3.9节,增加有关景物模拟的内容。


5. 删除第5章VRML的内容,改写Open GL的内容,增加一些常见的功能,并给出更多的示例。


本教程第1版出版4年来,被国内一大批高等院校采用,相关的老师、同学及读者提出了许多宝贵的建议,在此表示衷心感谢。徐昆、来煜坤参与了第2版教材的修订,在此也一并表示感谢。



作 者2009年4月




第1版前言


计算机图形学是利用计算机研究图形的表示、生成、处理和显示的一门重要的计算机学科分支,是计算机学科中最活跃的分支之一。


随着计算机系统的硬件、软件的迅速发展,计算机已经具有强大的图形处理功能,目前计算机图形学已无所不在,从CAD设计到广告设计、从影视娱乐到计算机动画,都使人们感受到计算机图形技术独特的魅力。同时,由于计算机图形学技术本身的长足进步及其应用的日益广泛,计算机图形学已成为计算机科学技术与其他应用学科之间的一个桥梁,也已成为许多本科生专业的必修课程之一。


如何在较短时间内成为一个计算机图形学入门者,领悟并有能力实现那激动人心的计算机图形效果?本书希望起到这样一个目的。本书分为光栅图形学、几何造型技术、真实感图形学和图形标准4个技术专题,涵盖了当前图形学的基本内容,题材新旧结合,篇幅精练,难度错落有致。书中各主题间又相对独立,适合于计算机专业本科专业的课程教学,也便于自学。


通过本书的学习,读者可以快速掌握计算机图形学实现原理,感受最新图形学进展。本书同时配备有OpenGL和VRML的技术讲解,力图让学习者学以致用。无论是CAD几何造型用户、动画设计用户、图形学软件设计师,还是未来的计算机图形学研究者,本书都将为读者打下扎实的知识基础,从而让今后的工作、学习更加得心应手。


计算机图形学是一门实践性很强的计算机学科,内容变化日新月异,本书在保留经典图形学的必要内容外,对最近十多年的研究近况作了介绍,力图使读者在掌握相应的知识后,能迅速跟上研究前沿。本书每章结束都附有相应的习题,读者通过这些习题的思考和上机操作,可以加深对内容的理解,达到理论与实践相结合的目的。


相信每一位读者通过本教材的学习,都能得到不同程度的收获。


清华大学计算机系一直将图形学作为本科生的一门重要课程,在大学三年级下学期开设此课。近10年来,我系主要使用清华大学出版社出版、孙家广等编著的《计算机图形学》作为本科教材。本书的第二作者自1998年以来,在主讲图形学的过程中,深切感到《计算机图形学》一书内容太多,急需一本内容精练,能包含图形学的主要内容,又能介绍图形学的最新技术的本科生教材。1999年,在清华大学985项目的支持下,开始编写新的讲义,经过2000-2003年的使用、实践,交付清华大学出版社出版。在编写本教材的过程中,许多同事、研究生付出了辛苦的劳动。周登文副教授及研究生王斌、王涛、吴建华、许云杰等同学帮助整理部分初稿,研究生张慧、雍俊海、张松海、董未明、朱旭平、丁俊勇、郭镔、严寒冰、靳力等作为图形学课程的助教,曾提出过许多宝贵的建议,给予了许多帮助。车武军博士在书稿写作的后期,付出了许多辛苦的努力,他通读全书,给出了许多建议,而且充实了一些章节,使本书增色不少。在此向这些同事和学生表示衷心的感谢。


  最后衷心希望读者在阅读过程中,对本书不足之处提出宝贵意见,以便我们能对书中内容不断加以完善,更好地为读者服务。



作 者2005年2月




《深入探索现代计算机图形学》 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代计算机图形学知识体系。不同于侧重基础概念的入门教程,本书将聚焦于当前图形学领域的核心技术、前沿算法以及在实际应用中的关键挑战。我们将从数学基础出发,但迅速过渡到更高级的主题,强调理论与实践的结合,帮助读者理解并掌握构建高性能、逼真图形系统的关键要素。 核心内容概览: 第一部分:高级渲染技术 光线追踪与路径追踪: 深入解析经典光线追踪算法的原理,并在此基础上详细阐述基于蒙特卡洛方法的路径追踪技术,包括重要性采样、多次散射、焦散等高级效果的实现。我们将探讨如何在现代硬件上高效地执行这些计算密集型任务,并介绍一些先进的去噪技术,以减少渲染时间和提高图像质量。 实时全局光照: 重点关注如何在实时应用中实现逼真的全局光照效果。本书将详细介绍反射探针(Reflection Probes)、屏幕空间反射(Screen Space Reflections, SSR)、屏幕空间环境光遮蔽(Screen Space Ambient Occlusion, SSAO)等技术,并深入探讨基于体素(Voxel)的全局光照(Voxel Global Illumination, VXGI)以及探针(Light Probes)的优化方法。 物理渲染(PBR): 深入理解基于物理的渲染方程,掌握金属度/粗糙度(Metallic/Roughness)和菲涅尔方程(Fresnel Equation)等关键参数的意义与应用。我们将探讨如何构建真实的材质模型,实现对金属、塑料、木材等不同表面特性的准确模拟,确保渲染结果的视觉一致性和真实感。 着色器编程与GPU架构: 详细讲解现代GPU架构,包括流处理器(Streaming Processors)、纹理单元(Texture Units)、光栅化管线(Rasterization Pipeline)等。本书将深入剖析顶点着色器(Vertex Shader)、片段着色器(Fragment Shader)、几何着色器(Geometry Shader)和计算着色器(Compute Shader)的工作原理,并提供大量实际的GLSL或HLSL编程示例,帮助读者掌握编写高效、可定制着色器的技巧。 第二部分:高级建模与几何处理 三次曲线与曲面: 详细研究Bézier曲线、B-spline曲线、NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines)等参数化曲线和曲面的数学原理与建模方法。我们将探讨它们的性质、控制点操作、升阶、求导等操作,并介绍如何在三维建模软件和图形引擎中应用这些技术。 网格处理与优化: 关注大规模三维网格数据的处理和优化技术。本书将深入探讨网格简化(Mesh Simplification)、网格重构(Mesh Reconstruction)、网格细分(Mesh Subdivision)、边界处理以及顶点法线计算等算法。我们将介绍自适应网格细分(Adaptive Subdivision)以及如何处理具有复杂拓扑结构的网格。 程序化内容生成(PCG): 探索利用算法自动生成复杂场景和内容的技术。本书将涵盖基于噪声(Noise-based)的生成方法(如Perlin Noise, Simplex Noise)、分形(Fractals)、L-System(Lindenmayer Systems)在生成地形、植被、纹理等方面的应用。我们将讨论如何控制生成过程的随机性和多样性,以达到艺术和功能的需求。 点云处理与重建: 针对点云数据,本书将介绍点云的去噪、法线估计、曲面重建(如Poisson Surface Reconstruction)以及点云配准(Registration)等关键技术。我们将探讨点云在三维扫描、摄影测量和虚拟现实领域的应用。 第三部分:动画与仿真 高级骨骼动画: 深入解析骨骼动画(Skeletal Animation)的原理,包括蒙皮(Skinning)技术(如线性混合蒙皮、双线性混合蒙皮),IK(Inverse Kinematics)和FK(Forward Kinematics)的实现与混合,以及四元数(Quaternions)在姿态插值中的应用。 物理仿真: 聚焦于在图形学中实现逼真的物理仿真效果。本书将详细介绍刚体动力学(Rigid Body Dynamics)、软体动力学(Soft Body Dynamics)、流体仿真(Fluid Simulation,如Navier-Stokes方程)、粒子系统(Particle Systems)以及布料仿真(Cloth Simulation)等算法。我们将探讨如何利用GPU进行并行计算加速仿真过程。 面部动画与表情合成: 探讨如何创建自然的面部动画。本书将介绍基于blend shapes(混合形状)、骨骼驱动以及AI驱动的面部动画技术,并讨论表情的合成与驱动方法。 第四部分:图形学的前沿与应用 体渲染(Volume Rendering): 深入研究用于可视化和处理三维数据的体渲染技术,包括光线步进(Ray Marching)、传递函数(Transfer Functions)的设计与应用,以及在医学影像、科学可视化等领域的实际案例。 虚拟现实(VR)与增强现实(AR)中的图形学: 探讨VR/AR应用对图形学提出的特殊要求,如低延迟渲染、立体渲染、眼球追踪、空间感知以及在这些领域中图形学技术的应用。 机器学习在图形学中的应用: 介绍如何利用深度学习和机器学习技术提升图形学的各个方面,包括图像生成、风格迁移、超分辨率、降噪、内容感知填充以及交互式建模等。 本书特色: 理论深度与实践广度并重: 在提供扎实理论基础的同时,大量结合实际应用案例和代码片段,引导读者动手实践。 聚焦现代技术: 关注当前图形学领域最活跃、最具影响力的技术和算法。 面向开发者和研究者: 适合有一定编程基础,希望深入理解图形学原理并将其应用于游戏开发、视觉特效、科学计算、VR/AR等领域的开发者和研究人员。 循序渐进与挑战性结合: 从基础概念的快速回顾出发,逐步深入到复杂的算法和前沿课题,既满足学习需求,又提供足够的挑战性。 通过阅读本书,您将不仅能够掌握构建逼真三维世界的各种技术,更能培养独立解决复杂图形学问题的能力,为您的职业生涯或学术研究奠定坚实的基础。

用户评价

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自从接触到计算机图形学以来,我一直渴望能够深入了解那些塑造了我们数字世界视觉体验的底层技术。这本《计算机图形学基础教程(第2版)》无疑满足了我的这一愿望。我尤其对书中关于图形硬件加速的部分感到好奇,虽然本书可能不会深入到具体的硬件架构,但它对图形渲染管线(Graphics Rendering Pipeline)的宏观介绍,让我对GPU如何高效地处理海量图形数据有了初步的认识。理解了渲染管线,也就理解了为什么现代图形技术能够实现如此逼真的效果。本书在数学原理的讲解上也做得非常出色,例如在讲解曲线和曲面时,除了Bézier曲线,还提及了NURBS(非均匀有理B样条)等更复杂的表示方法,这让我看到了图形学在复杂形状建模上的巨大潜力。我曾对那些精美的三维模型是如何创建和编辑感到好奇,而本书的介绍,让我对这些技术有了更深的理解。此外,书中关于动画曲线和插值技术的讲解,也为我揭示了动画流畅性的秘密。这本书不仅仅是知识的堆砌,更像是一次引人入胜的探索之旅,它让我看到了计算机图形学背后蕴含的数学美和工程智慧,也激发了我对这个领域更深入学习的渴望。

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这本书的出版,对于一直以来对计算机图形学领域抱有浓厚兴趣,但苦于没有系统学习路径的我来说,简直是雪中送炭。翻开目录,那些曾经只在学术论文和技术论坛上零星出现的概念,如今以一种循序渐进、逻辑严谨的方式呈现出来,着实令人欣喜。从最基础的光栅图形学原理,到高级的渲染技术,再到三维建模与动画,每一章都像是为我打开了一扇新的大门。特别是关于几何变换的部分,作者并没有仅仅停留在公式的罗列,而是深入浅出地讲解了矩阵运算在二维和三维空间中的实际应用,并通过大量的图示辅助理解,让我这个曾经在矩阵变换上头疼不已的读者,豁然开朗。更让我惊喜的是,本书对各种图形算法的剖析,例如直线段的绘制算法(Bresenham算法)、多边形填充算法(扫描线算法)等,都给出了清晰的伪代码和详细的步骤解释,这对于我这个喜欢动手实践的人来说,无疑提供了极大的便利。我甚至可以想象,照着这些伪代码,在开发环境中实现这些算法,验证其效果。而且,清华大学的教材,其质量和深度自然不用多说,结合“十一五”国家级规划教材的定位,更是保证了其学术价值和前沿性。这本书不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的启迪,它让我看到计算机图形学背后蕴含的数学美和工程智慧。我迫不及待地想要深入其中,去探索那些将抽象数学转化为逼真视觉效果的奥秘。

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作为一名对计算机科学和工程领域有着广泛兴趣的学习者,我一直在寻找一本能够系统性地介绍计算机图形学基本原理的教材。这本《计算机图形学基础教程(第2版)》以其详实的理论内容和清晰的逻辑结构,完全满足了我的这一需求。我尤其赞赏书中对数学原理的精炼阐述,例如在讲解矩阵变换时,作者不仅仅罗列公式,更是深入剖析了其几何意义,以及如何在二维和三维空间中进行组合应用。这对于我理解图形学的数学基础至关重要。此外,书中关于多边形填充算法的讲解,如扫描线算法,给出了详细的伪代码和图示,让我能够直观地理解算法的执行过程,并且能够将其转化为实际的代码。我曾为如何高效地填充不规则多边形而头疼,而本书的讲解,为我提供了解决问题的思路。更重要的是,作为一本“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”和“清华大学计算机系列教材”,其内容的权威性和学术价值不容置疑,这让我对这本书的学习效果充满了信心。我坚信,通过学习本书,我将能够构建一个坚实的计算机图形学知识体系,为我未来的学术研究和职业发展奠定坚实的基础。

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我是一名软件工程师,在日常工作中经常会接触到一些与图形显示相关的模块,但一直缺乏系统性的图形学知识。这本《计算机图形学基础教程(第2版)》为我提供了一个绝佳的学习机会。本书在对基本概念的讲解上,做到了既全面又深入。比如,在讲解坐标系和变换时,作者不仅仅停留在二维的平移、旋转、缩放,而是将其扩展到三维空间,并且详细介绍了齐次坐标(Homogeneous Coordinates)的应用,这对于理解复杂的3D变换至关重要。我曾对为什么计算机图形学需要使用齐次坐标感到疑惑,而本书的解释让我豁然开朗。此外,本书在可见性问题的处理上,也提供了多种算法的介绍,例如深度排序法、画家算法和Z-buffer算法,并分析了它们各自的优劣,这对于我理解如何在实际应用中选择最合适的算法非常有帮助。我曾为如何高效地渲染大量三维物体而头疼,而本书提供的相关技术,为我提供了解决问题的思路。更重要的是,本书以“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”和“清华大学计算机系列教材”的身份出版,其内容的权威性和学术价值不言而喻,这让我更加放心地将其作为我深入学习计算机图形学的首选教材。

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这本书的出版,对于我这样一位对视觉艺术和计算机技术交叉领域充满好奇的爱好者来说,无疑是一份宝贵的礼物。我一直对计算机生成图像的逼真度感到惊叹,而本书的讲解,让我看到了实现这些效果背后的逻辑。我特别欣赏书中关于表面材质和纹理的应用。从简单的颜色填充到复杂的纹理映射,再到法线映射和置换映射,本书逐步揭示了如何通过这些技术来模拟真实世界物体的表面细节。我曾为如何让二维图片在三维空间中呈现出立体感而困惑,而本书提供的相关知识,让我看到了解决问题的可能性。此外,书中关于高级渲染技术,如光线追踪(Ray Tracing)和全局光照(Global Illumination)的介绍,虽然可能只是初步的理论探讨,但已经足以让我窥见其强大的表现力。我曾对那些电影级的渲染效果是如何实现的感到好奇,而本书的讲解,让我对这些技术的潜在能力有了更深的认识。总而言之,这本书以其深入浅出的讲解和丰富的图示,为我打开了计算机图形学的大门,让我看到了技术与艺术结合的无限可能。

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不得不说,这本书的内容深度和广度都超出了我的预期。作为一本“普通高等教育‘十一五’国家级规划教材”,它在学术严谨性上做得相当到位。我尤其被书中关于投影变换的部分所吸引,从正射投影到透视投影,作者详细阐述了它们在计算机图形学中的作用,以及如何通过投影矩阵来实现这些变换,并且还结合了相机模型,让我对三维空间到二维屏幕的映射过程有了更深刻的理解。在高级渲染技术方面,本书触及了光线追踪和辐射度方法,尽管这些内容相对复杂,但作者通过清晰的图示和逐步的推导,使得抽象的概念变得具象化。我曾对如何在复杂场景中实现逼真的全局光照感到困惑,而本书提供的相关理论,让我看到了解决这些问题的可能途径。此外,书中关于颜色理论和颜色空间的内容也相当详尽,这对于理解数字图像的色彩表现,以及在不同设备和应用中保持颜色一致性至关重要。我一直认为,计算机图形学不仅仅是技术,更是艺术与科学的结合,而本书恰恰体现了这一点。它为我提供了一个扎实的理论基础,让我能够更自信地去探索和应用更先进的图形技术,并且能够更深入地理解那些令人惊叹的视觉效果是如何实现的。

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作为一名在游戏开发领域摸索多年的开发者,我一直渴望一本能够系统梳理计算机图形学核心概念的教材,而这本《计算机图形学基础教程(第2版)》恰好满足了我的需求。在书中,我看到了许多在游戏引擎中反复出现的概念,例如渲染管线(Rendering Pipeline)的详细讲解,从模型加载、顶点处理、光栅化到像素着色,每一个环节都剖析得淋漓尽致。这让我明白了为什么游戏中的画面会按照一定的流程呈现,也为我理解GPU的工作原理打下了基础。本书在着色器(Shader)部分的内容也非常精彩,它不仅介绍了顶点着色器和片段着色器的基本作用,还对一些常用的着色器技术,如法线映射(Normal Mapping)、视差映射(Parallax Mapping)等进行了阐述,这对于我优化游戏画面的视觉表现力非常有帮助。我曾为如何在游戏中实现逼真的人物材质和环境纹理而苦恼,而本书提供的相关知识,让我茅塞顿开。此外,书中关于几何处理和网格简化的内容,也为我优化游戏模型的性能提供了思路,如何平衡模型的细节和渲染效率,这是一个在游戏开发中永恒的课题。这本书就像是一位经验丰富的导师,循循善诱地为我揭示了游戏画面背后那些神奇的奥秘。

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我是一名在校的学生,正在攻读计算机相关的专业,对于未来的学习方向充满期待,也希望能够打下坚实的基础。这本《计算机图形学基础教程(第2版)》的出现,无疑为我指明了一个重要的学习方向。本书在理论深度上的严谨性让我印象深刻,比如在讲解光照和阴影时,不仅仅停留在简单的模型,而是深入到了物理学的原理,例如基于物理的渲染(Physically Based Rendering, PBR)的思想,虽然在基础教程中可能只是初步介绍,但足以让我感受到其重要性和发展前景。对于我们学生而言,能够接触到如此前沿且有深度的内容,是一件非常幸运的事情。本书在算法的讲解上也做到了详尽,例如多边形裁剪算法(Sutherland-Hodgman算法)的介绍,其逻辑清晰,并附带了大量的插图,让我们能够直观地理解算法的每一步操作。这对于我们学习如何用代码实现这些算法,非常有指导意义。此外,本书在三维变换和摄像机模型上的讲解,也为我后续学习3D建模和虚拟现实技术打下了良好的基础。作为一本“清华大学计算机系列教材”,其内容的权威性和前瞻性是不言而喻的,我坚信,通过深入学习本书,我将能够构建一个更加扎实和全面的计算机图形学知识体系,为未来的学术研究和职业发展奠定坚实的基础。

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这本《计算机图形学基础教程》以其详实的内容和精炼的语言,为我构建了一个坚实的计算机图形学知识体系。我特别欣赏书中对经典算法的讲解,比如画家算法和Z-buffer算法在解决可见性问题上的不同思路,以及它们各自的优缺点。作者不仅列出了算法的逻辑流程,还深入分析了其计算复杂度和适用场景,这使得我对这些算法的理解不再停留在表面的调用,而是上升到了原理层面。对于初学者来说,理解这些基础算法是至关重要的,它们是后续学习更复杂渲染技术的基础。此外,本书在光照模型部分也花了相当大的篇幅,从环境光、漫反射光到镜面反射光,再到更复杂的菲涅尔效应和BRDF(双向反射分布函数),逐步深入,让我对如何模拟真实世界的光照效果有了更直观的认识。书中穿插的各种光照模型示意图,更是起到了画龙点睛的作用,帮助我快速把握抽象概念。我尤其对书中关于纹理映射和抗锯齿技术的讲解印象深刻,这些技术直接关系到最终图像的视觉质量,作者的讲解既有理论深度,又不失工程实践的可操作性。能够拥有一本如此全面且深入的教材,我感到非常幸运,这对我未来的学习和研究,将提供不可估量的帮助。

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对于我这种在视觉设计和用户体验领域摸爬滚打多年,却一直感觉在技术层面有所欠缺的从业者来说,这本《计算机图形学基础教程(第2版)》简直是量身定制的。虽然我熟悉各种图形设计软件,但对于它们背后运作的原理却知之甚少。本书的出现,正好填补了这一空白。书中关于曲线和曲面表示的内容,例如Bézier曲线和B-spline曲线,其数学原理的讲解清晰易懂,而且与CAD/CAM软件中的应用紧密结合,让我一下子就明白了那些曲线工具背后的数学逻辑。在三维建模的部分,我尤其关注到书中对网格模型和层次结构模型的介绍,这对于我理解复杂的3D场景构建以及模型优化提供了新的视角。另外,本书在动画原理和关键帧动画的讲解上,也让我受益匪浅,它不仅阐述了动画的基本原理,还触及了运动学和动力学在动画制作中的应用,这些都是我过去在实践中凭感觉进行的,现在终于有了理论支撑。虽然我可能不会亲自去写底层图形渲染的代码,但理解了这些基础原理,无疑能让我更好地与技术团队沟通,更有效地指导设计流程,甚至能独立完成一些更具挑战性的动态视觉效果的创意构思。这本书不仅仅是学术上的严谨,更是将理论与实践紧密地联系起来,对于我这样的应用型人才来说,其价值更是不可估量。

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物流速度很快,印刷质量也很精美,美中不足得是插图是黑白色。不是很直观

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无碍。

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用来上课的,内容精简了很多。不错

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