2016-06-18 13:52:05

CG - 2013年清华大学出版社出版社出版韩正贤编著图书 免费编辑 修改义项名

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2013年清华大学出版社出版社出版韩正贤编著图书。

基本信息

  • 中文名

    计算机图形学

  • 装帧

    平装

  • 定价

    59.00元

  • 作者

    韩正贤

  • 出版社

    清华大学出版社

  • 出版日期

    2013-1

  • ISBN

    9787302301837

  • 副标题

    基于3D图形开发技术

  • 译者

    刘鹏

折叠 编辑本段 编辑推荐

《计算机图形学:基于3D图形开发技术》适合作为高等院校计算机及相关专业的教材,也可作为相关开发人员的自学教材和参考手册。

折叠 编辑本段 作者简介

作者:(韩)韩正贤 译者:刘鹏

折叠 编辑本段 目录

第1章游戏模型

1.1游戏制作流程

1.2多边形网格

1.2.1创建多边形网格木

1.2.2多边形网格的表达方式

1.2.3表面法线

1.3模型导出和导入

1.4坐标系统

本章练习

第2章顶点处理机制

2.1世界转换

2.1.1仿射转换以及齐次坐标

2.1.2世界矩阵

2.1.3欧拉转换

2.1.4表面法线的转换

2.2视见转换

2.2.1相机空间

2.2.2空间转换和视见矩阵

2.3逐顶点光照

2.4投影转换

2.4.1视见体

2.4.2投影矩阵

2.4.3投影矩阵的推导过程

本章练习

第3章光栅化操作

3.1剪裁操作

3.2透视除法

3.3背面剔除操作

3.4再访坐标系统

3.4.13ds Max至OpenGL——翻转坐标轴

3.4.2OpenGL至Direct3D——反射

3.4.3OpenGL至Direct3D——顶点重排列

3.5视口转换

3.6扫描转换

3.7应用:对象拾取操作

3.7.1计算世界空间中的光线

3.7.2光线—对象相交测试

本章练习

第4章片元处理和输出合并

4.1 纹理操作

4.1.1纹理坐标

4.1.2表面参数化操作

4.1.3纹理坐标与纹素地址

4.2输出合并

4.2.1z缓冲区机制

4.2.2Alpha混合

4.3 2剔除操作

4.3.1单元(tile)剔除

4.3.2预写Z值

本章练习

第5章光照和着色

5.1Phong光照模型

5.1.1漫反射

5.1.2镜面反射

5.1.3环境反射

5.1.4发射光

5.2着色和着色语言

5.2.1顶点和片元着色器

5.2.2高级着色语言

5.3管线中的光照机制

5.3.1HLSL中的逐顶点光照机制

5.3.2逐顶点光照与逐片元光照

5.3.3HLSL中的逐片元光照

5.4全局光照

5.4.1光线跟踪

5.4.2辐射度

本章练习

第6章参数曲线和表面

6.1参数曲线

6.1.1Bezier曲线

6.1.2Hermite曲线和Catmull—Rom样条

6.2应用:相机路径

6.3Bezier表面

6.3.1双线性面片

6.3.2双二次Bezier面片

6.3.3双三次Bezier面片

6.3.4BezierZ角形

本章练习

第7章着色器模型

7.1着色器模型4和几何体着色器

7.2应用:动态粒子系统

7.2.1粒子的物理模拟

7.2.2焰火模拟

7.2.3渲染焰火

7.3着色器模型5和拼接操作

7.4应用:PN三角形

7.4.1计算控制点

7.4.2计算控制法线

7.4.3PN三角形拼接操作

本章练习

第8章图像纹理

8.1纹理寻址模式

8.2纹理过滤机制

8.2.1放大操作

8.2.2缩小操作

8.3纹理链

8.3.1纹理链的构建过程

8.3.2纹理链过滤机制

8.3.3纹理链过滤的选取方案

8.4各向异性过滤机制

本章练习

第9章凹凸贴图

9.1高度场

9.2法线贴图原理

9.2.1法线贴图

9.2.2法线贴图算法

9.3切空间法线贴图

9.3.1切空间法线贴图算法

9.3.2切空间计算

9.4法线贴图应用

9.5视差贴图

9.6偏置贴图

本章练习

第10章高级纹理操作

10.1环境贴图

10.1.1立方体贴图

10.1.2立方体贴图访问机制

10.1.3动态立方体贴图

10.2光照贴图

10.2.1漫反射光照贴图

10.2.2辐射度法线贴图

10.3 阴影贴图

10.3.1阴影贴图算法

10.3.2基于阴影贴图的着色器代码

10.3.3阴影贴图过滤机制

10.4环境遮挡

10.5延迟着色

本章练习

第11章角色动画

11.1关键帧动画

11.2旋转

11.2.1欧拉角插值

11.2.2四元数表达方式

11.2.3基于四元数的旋转

11.2.4四元数插值

11.3层次结构建模以及空间变换

11.3.1层次结构模型

11.3.2骨骼间的空间变换

11.3.3世界空间至骨骼空间的转换

11.4前向运动学

11.5蒙皮和关键帧动画

11.5.1蒙皮

11.5.2关键帧动画中的蒙皮

11.6逆向运动学

11.6.1解析法

11.6.2循环坐标下降法

本章练习

第12章物理模拟

12.1惩罚方案

12.2冲量方案

12.2.1冲量

12.2.2基于冲量的碰撞求解方案

12.3碰撞检测

12.3.1色围体及其层次结构

12.3.2三角形—三角形相交测试

本章练习

参考文献

折叠 编辑本段 文摘

图5.1(c)显示了仅采用环境光项渲染的茶壶对象。由于与茶壶表面并无太大差异,因而渲染结果类似于2D对象。

环境光项类似于真实光照世界中对象问的多次反射结果,观察者可看到场景中的阴暗角落(该场景并非由光源直接照射)。例如,在图5.1(a)和图5.1(b)中,由于未被直接照亮,因而茶壶对象的右下角呈现为黑色。相比较而言,图5.1(c)中茶壶对象的同一部位被照亮。然而,式(5.10)中所定义的环境光项过于简单,因而无法捕捉到真实世界中间接光照的细节内容。10.4节将介绍一种技术,可增加环境反射的细节内容。

5.1.4发射光

发射光项描述了对象表面自身所发射的光线量,可将其简单地定义为RGB颜色值并记为me。图5.1(d)显示了仅采用发射光项的渲染结果(该对象包含较少的发射光颜色值)。需要注意的是,在局部光照模型中,发射光对象并非是光源,且并不照亮场景中的其他对象。

Phong光照模型对上述4项内容进行求和计算,进而确定对象表面的颜色值。

图5.1(e)显示了求和结果。如果对象自身并不发光,则可简单地移除发射光项me。如果对象接近Lambertian表面,则md的RGB分量较大,me的RGB分量则较小。为了逼真地描述发光金属表面,ms应定义为较大值。

5.2着色和着色语言

近年来,GPU性能获得了显著的提升。GPU包含强大的并行体系结构,因而可针对顶点和片元实现彼此独立的细颗粒度操作。另外,包含固定功能处理器的GPU具备可编程能力,进而可增强某些特定的固定功能。实际上,类似于中央处理器单;元CPU,基于图形处理单元的GPU同样内嵌了可编程芯片。

5.2.1顶点和片元着色器

着色是指通过调整光照级别进而描述3D对象中的深度感知效果。在计算机图形学中,光照效果可通过光照模型进行计算。这里,运行TGPU之上的可执行程序称为着色器,其主要任务就是着色。

图5.6基本上可视为图2.1的副本,并显示了渲染管线中的第一个着色器,即顶点着色器(也称为顶点程序)。顶点着色器的输入和输出可视为包含顶点数据的一种结构,如位置、颜色值、纹理坐标等。对于各个顶点,顶点着色器仅执行一次。各个顶点均独自进行处理。因此,GPU的并行结构适用于同步处理大量的顶点数据。

通过顶点着色器输出的顶点可组装为图元(如三角形),同时,硬件光栅器则生成片元以对图元进行填充。随后,片元着色器1(也称为片元程序)针对各个片元执行一次,并计算片元的颜色值。

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参考资料
  • 1. CG . [2016-05-15]

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