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☆☆☆☆☆

出版者:Morgan Kaufmann

作者:Matt Pharr

出品人:

页数:1042

译者:

出版时间:2004-8-18

价格:USD 103.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780125531801

丛书系列:

图书标签:

CG
图形学
Graphics
Rendering
计算机图形学
Physically
计算机
游戏编程
渲染
物理渲染
光线追踪
计算机图形学
图形渲染
PBR
材质
光照
渲染方程
图像合成

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具体描述

From movies to video games, computer-rendered images are pervasive today. Physically Based Rendering introduces the concepts and theory of photorealistic rendering hand in hand with the source code for a sophisticated renderer. By coupling the discussion of rendering algorithms with their implementations, Matt Pharr and Greg Humphreys are able to reveal many of the details and subtleties of these algorithms. But this book goes further; it also describes the design strategies involved with building real systems—there is much more to writing a good renderer than stringing together a set of fast algorithms. For example, techniques for high-quality antialiasing must be considered from the start, as they have implications throughout the system. The rendering system described in this book is itself highly readable, written in a style called literate programming that mixes text describing the system with the code that implements it. Literate programming gives a gentle introduction to working with programs of this size. This lucid pairing of text and code offers the most complete and in-depth book available for understanding, designing, and building physically realistic rendering systems.

好的，这里有一份关于一本名为《Photorealistic Digital Imaging》的图书的详细简介，该书与您提到的“Physically Based Rendering”主题无直接关联，专注于数字图像处理和渲染的基础理论与实践： --- 图书名称：《Photorealistic Digital Imaging》作者： [此处可虚构一位资深图像科学家或专业CG艺术家姓名，例如：Dr. Evelyn Reed & Marcus Thorne] 出版社： [此处可虚构一家专业技术出版社，例如：Veritas Technical Press] 页数：约 850 页装帧：精装，包含大量全彩插图与技术图解 --- 图书简介：驾驭数字光影的艺术与科学《Photorealistic Digital Imaging》是一部面向专业CG艺术家、视觉特效技术人员、高级图形程序员以及致力于数字媒体创作的学者的深度著作。本书超越了单纯的软件操作指南，深入探讨了构建真实感数字图像所必需的底层物理原理、数学模型以及高效的计算方法。它旨在填补理论知识与实际应用之间的鸿沟，指导读者如何从根本上理解并控制数字世界中的光线行为。本书的核心哲学在于强调“真实感”并非仅仅是视觉上的欺骗，而是对现实世界光学现象的精确数学重现。我们假设读者已具备一定的线性代数和微积分基础，从而能够更深入地理解纹理空间、光照积分和采样理论等复杂概念。第一部分：光学的基石与成像的数学基础本部分奠定了构建任何真实感系统的理论框架。第 1 章：视觉感知与摄影基础回顾我们首先从人眼的工作机制和传统摄影原理入手，探讨人对光线的感知局限性，这对于模拟“看起来真实”的图像至关重要。内容涵盖了光度学（Radiometry）与光通量（Photometry）的基本概念，以及色彩空间理论（如 CIE XYZ, sRGB）在数字工作流程中的应用和转换。我们将重点分析如何用数学语言描述亮度、对比度和动态范围。第 2 章：介质中的光传输与物质交互这是理解图像生成复杂性的关键。我们详细剖析了光子与物质表面（固体、液体、气体）的相互作用。内容包括：菲涅尔方程（Fresnel Equations）的深入解析：如何精确计算特定角度下的反射与折射能量。散射模型：漫反射（Lambertian）的局限性，以及次表面散射（Subsurface Scattering, SSS）在模拟皮肤、蜡质或大理石等半透明材料中的应用，包括 BSSRDF 的简化模型。吸收、透射与衰减：探讨光线穿过非欧几里得介质（如烟雾或水体）时的能量损失机制。第 3 章：几何与坐标系统的转换真实感渲染需要精确地在三维空间中定位对象、光源和观察者。本章聚焦于齐次坐标系、变换矩阵（平移、旋转、缩放）的构建与组合，以及在不同坐标系统（世界空间、对象空间、相机空间）之间高效转换的算法。第二部分：渲染方程与求解策略本部分将读者带入现代渲染的核心——渲染方程的解析。第 4 章：渲染方程的推导与意义本书基于 Kajiya 在 1986 年提出的全局渲染方程（The Rendering Equation）进行深入讲解。我们不仅展示如何推导该积分方程，更关键的是分析其物理意义：它代表了场景中任一点的辐射度是来自直接照明、反射，还是更高阶的间接光照。第 5 章：基于采样的光线追踪由于渲染方程通常无法直接求解，本书详尽阐述了如何使用蒙特卡洛（Monte Carlo）方法进行数值近似。路径追踪基础：详细介绍单次反弹路径追踪的实现逻辑、生存期与俄罗斯轮盘赌（Russian Roulette）的使用，以平衡计算成本与收敛速度。重要性采样（Importance Sampling）：如何根据 BRDF 或光源的分布来优化采样方向，显著减少噪点并提高效率。本书提供了多种高级采样策略，例如使用多重重要性采样（Multiple Importance Sampling, MIS）来整合不同采样技术的优势。第 6 章：加速结构与空间划分对于拥有数百万多边形的复杂场景，必须依赖高效的数据结构来定位光线与几何体的交点。本章详述了：边界体积层次结构（BVH）：从构建、遍历到动态更新的完整实现细节，包括表面积启发式（SAH）的应用。八叉树与 k-d 树：讨论它们在特定应用场景下的适用性，以及与 BVH 的性能对比。第三部分：高级材料模型与着色系统本部分关注如何为数字对象赋予逼真的表面特性，这是区分“卡通渲染”与“真实感渲染”的关键。第 7 章：双向反射分布函数（BRDFs）的构造我们超越传统的 Phong 或 Blinn 模型，专注于基于微表面（Microfacet）理论的 BRDFs。微表面模型详解：深入探讨 Trowbridge-Reitz（GGX）和 Beckmann 分布函数，它们如何准确描述高光点的形状和能量分布。各向异性着色：模拟拉丝金属、CD 表面等方向依赖的反射效果。材料的能量守恒：确保任何 BRDF 在任何入射光下都不会产生多余能量。第 8 章：纹理映射与程序化内容生成讲解如何将二维数据准确地投影到三维表面上（UV 映射的陷阱与解决方案），并介绍过程化纹理（如 Perlin 噪声、Worley 噪声）在创建自然、无限细节方面的强大能力。第四部分：全局光照的实现与优化本部分探讨如何模拟场景中光线的多次弹射，这是营造环境氛围的关键。第 9 章：辐射度方法回顾与现代结合回顾经典的辐射度（Radiosity）方法，理解其优势与局限性。重点在于如何将辐射度技术与基于光线的路径追踪结合，以实现高质量的全局光照效果，尤其是在处理环境光遮蔽和软阴影方面。第 10 章：延迟光线追踪与混合渲染管线针对实时应用（如游戏引擎或交互式设计工具），本书介绍了一种折衷方案——延迟光线追踪（Ray Traced in Deferred Shading）。我们将详细分析如何高效地在屏幕空间进行光线投射，以实现实时反射和环境光遮蔽，并讨论其与完全路径追踪的性能差异和视觉妥协点。第 11 章：渲染结果的后处理与感知优化图像的最终呈现阶段同样关键。本章涵盖了色调映射（Tone Mapping）技术，例如 ACES 工作流，用于将 HDR 渲染结果压缩到 LDR 显示设备，以及电影级的运动模糊、景深（Depth of Field）的精确模拟方法。 --- 本书的独特价值《Photorealistic Digital Imaging》的价值在于其严谨的数学基础与前沿的工程实践相结合。它不仅仅是一本“如何做”的书，更是一本“为什么这样做”的百科全书。通过大量的伪代码示例、性能分析图表以及对经典论文的引用与解读，本书为读者提供了一套稳固的知识体系，使其能够设计、实现和优化下一代的高性能、高保真数字成像系统。无论您是构建离线渲染器还是开发实时光线追踪内核，本书都将是您工具箱中不可或缺的理论指南。

作者简介

目录信息

读后感

评分☆☆☆☆☆

网上有很多讲pbr算法的文章，但是如果你真想认真学习，这本书恐怕是你绕不开的，读网上的文章，恐怕你会频频卡住:”这个常数怎么来的？”，”这个公式哪里冒出来的？”即使文章看完，对于很多公式怎么来的依然会一头雾水。而这本书由浅入深的一步一步构建一个离线渲染器，事无...

评分☆☆☆☆☆

Matte Pharr, renderman开发团队骨干, 这本书应该叫关于实现renderman的一切,语言轻松,逻辑清晰,叙述详细,代码易懂.这本书就是个渲染器. 由于是04年出的. 很多技术可能已经落伍了. 它从noval变成了classical 如果你想写渲染器,这是第一本书.

评分☆☆☆☆☆

这个翻译我真是无力吐槽，像是用百度翻译的，谷歌翻译都比这本书翻译的强，本来看英文吃力想看中文来着，没想到看中文更加吃力，根本不知道在说啥，直译的太厉害，作者你可长点心吧，这么经典的一本书就被你毁了，大家还是看英文原版吧，简直误人子弟！！！简直误人子弟！！！...

评分☆☆☆☆☆

但是啃起来难！数学，C++，基本的图形学原理都得具备。去年啃了三章，断了，后来撸了5个MIT的图形学的作业勉强算是入门吧，对了顺便也炒写并debug了《Realistic Ray Tracing》的代码。今年要跟着Stanford CS348B 的assignments一定要过一遍，目的是CS348B的projects，顺带撸...

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本《Physically Based Rendering》的书，我把它放在我的案头已经有一段时间了。每次当我为某个模型的光照效果感到困扰时，我都会不自觉地把它拿起来翻阅。它就像一位耐心的老师，用最严谨的逻辑和最扎实的理论，一点一点地揭示着光线如何在三维空间中与物体发生交互。我最喜欢的部分是它对各种光照模型的深入剖析，从最初的简单近似，到后来更加复杂的物理模拟。比如，书中关于全局光照（Global Illumination）的讲解，我印象非常深刻。它解释了光线是如何从一个表面反射到另一个表面，从而产生间接照明的效果，这对于创造出真实感强的场景至关重要。我也很欣赏书中对不同材质特性的细致描述，比如透明物体如何折射光线，或者半透明物体（如皮肤）如何产生次表面散射，这些细节的捕捉，正是让CG画面从“看起来不错”提升到“栩栩如生”的关键。这本书不仅仅是关于渲染算法，它更是关于如何“观看”世界，并用代码去“重现”这个观看的过程。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一名刚刚接触三维渲染领域的学生来说，《Physically Based Rendering》这本书简直打开了新世界的大门。我之前接触的渲染技术，很多时候感觉像是在“拍脑袋”决定参数，让画面看起来“差不多”就行。但这本书，它教我的是“为什么”要这样做。我特别喜欢书中对BRDF（双向反射分布函数）的讲解，它把表面反射的复杂性用一个函数概括起来，并且解释了不同的BRDF模型如何模拟出不同材质的反射特性。书中还花了很多篇幅讲解蒙特卡洛积分，这是一种用来求解复杂积分的方法，在渲染领域应用非常广泛。虽然一开始阅读起来有些吃力，需要反复琢磨，但我能感受到，一旦我理解了这些基本原理，我将能够更深入地理解各种渲染器的工作方式，并且能够更有效地调整参数来达到我想要的效果。这本书让我意识到，逼真渲染并非魔法，而是建立在扎实的物理和数学基础之上的科学。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开《Physically Based Rendering》时，我首先被它严谨的排版和清晰的图示所吸引。这本书的封面设计就透露着一种专业和厚重感，而内容更是毫不含糊。它没有花哨的介绍，直接切入了核心——如何用物理学的定律来指导计算机图形的渲染。我之前在一些三维建模软件的渲染器设置中，经常会遇到PBR这个术语，但我一直不明白它到底意味着什么，以及它和传统渲染有什么区别。这本书显然会解答我的所有疑惑。我期待它能够系统地讲解PBR的理论基础，比如金属度（Metallic）和粗糙度（Roughness）这些参数是如何与现实世界中的材质属性相对应的，以及它们在渲染过程中扮演的角色。书中可能还会涉及微表面模型（Microfacet Models），这是理解表面反射的关键，我希望它能用易于理解的方式解释清楚复杂的数学模型，并配以相应的代码示例或者伪代码，这样我才能将理论知识转化为实践。对于任何想要制作逼真CG作品的人来说，理解PBR的原理是不可或缺的一步，而《Physically Based Rendering》这本书，在我看来，就是通往这个领域的“圣经”。

评分☆☆☆☆☆

我一直在寻找一本能够系统性地讲解“物理正确”渲染的书，直到我发现了《Physically Based Rendering》。我曾经尝试过一些渲染教程，它们大多教你如何使用特定的软件工具，但对于背后的原理却语焉不详。这本书不一样，它从最基础的光物理学出发，一步步地构建起整个物理渲染的理论框架。我最期待的部分是它如何讲解光子在场景中的传播路径，以及如何通过重要的采样技术来高效地计算最终的图像。书中对辐射度（Radiance）、辐亮度（Radiance）、辐照度（Irradiance）等物理量的定义和计算方式的阐述，让我对光照的量化有了更清晰的认识。我也相信，书中对于各种光线追踪（Ray Tracing）和路径追踪（Path Tracing）算法的讲解，将是我理解更高级渲染技术的基石。这本书不仅仅是技术手册，更是一本关于如何用科学的方式去理解和模拟现实世界视觉现象的指南，它让我对未来的CG创作充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这是一本能让你在数字世界中触及真实的书。我从一位热衷于视觉效果的朋友那里听说过它，他当时正在研究如何在游戏中模拟出雨滴落在光滑表面上的那种逼真光泽。我本身对图形学一直很感兴趣，但之前接触的更多是偏向于算法和实现层面的，而《Physically Based Rendering》这本书，从名字就能感受到它直击核心——物理。它不是告诉你“如何让东西看起来像”，而是“为什么东西会看起来像”。我猜这本书会深入探讨光与物质的互动，比如漫反射、镜面反射、折射、次表面散射这些概念，并且会用严谨的数学和物理原理来解释它们。我特别期待看到书里是如何将这些抽象的理论转化为实际渲染方程的，以及如何用计算机程序来求解这些方程。我设想书中会提供大量的公式推导和细节讲解，这或许会需要相当的数学基础，但一旦掌握，我想我对CG世界里的光影理解将会上升到一个全新的维度。我喜欢那种能让我真正理解事物背后原理的书，而不是仅仅学会一套操作步骤，从这一点上来说，《Physically Based Rendering》听起来就是我一直在寻找的那种宝藏。

评分☆☆☆☆☆

High end rendering technology强力推荐。

评分☆☆☆☆☆

没啥说的，给六星。博大精深，深入浅出，不像《advanced global illumination》那么偏理论，但该点到的都点到了，比较符合工程师们的口味。不过我个人觉得实现细节说得有点啰嗦。貌似第二版加了一些比较重要的东西，比如Metropolis Light Transport，Subsurface scattering，球谐光照等等，能读最新版的同学们不要错过哦~

评分☆☆☆☆☆

GSoc逼我把这本书刷了一遍。期待第二版

评分☆☆☆☆☆

High end rendering technology强力推荐。

评分☆☆☆☆☆

第一版大概翻了一下，于是毅然精读第二版。