具体描述
本书详细阐述了与实时阴影技术相关的高效解决方案及相应的数据结构和算法，主要包括基本阴影技法、阴影图的走样、阴影图的采样、硬阴影的滤波、基于图像的软阴影算法、基于几何体的软阴影算法、基于图像的透明、体积阴影、高级阴影技巧等内容。此外，本书还提供了相应的算法、代码以及伪代码，以帮助读者进一步理解相关方案的实现过程。
本书适合作为高等院校计算机及相关专业的教材和教学参考书，也可作为相关开发人员的自学教材和参考手册。
作者简介
目录信息
1.1 定义 2
1.1.1 术语 4
1.1.2 渲染方程 6
1.1.3 阴影计算的简化形式 9
1.2 阴影的重要性 11
1.3 阴影计算的难点 14
1.4 概述 17
1.5 读者须知 18
第2章 基本阴影技法 19
2.1 投影阴影 20
2.1.1 平面投影阴影 20
2.1.2 阴影纹理 24
2.1.3 讨论 29
2.2 阴影映射 29
2.2.1 基本算法 30
2.2.2 泛光灯的阴影图 31
2.2.3 深度偏移（Depth Bias） 32
2.2.4 避免过于依靠偏移值 34
2.2.5 走样问题（Aliasing） 37
2.2.6 实现标准的阴影映射方法 38
2.2.7 大规模场景的阴影映射 39
2.3 阴影体 41
2.3.1 最朴素的阴影体算法 42
2.3.2 阴影体块的构建 43
2.4 模板阴影体（Stencil Shadow Volume） 45
2.4.1 假设 45
2.4.2 概述 46
2.4.3 模板计数的实现——Z-Pass 47
2.4.4 Z-Fail 49
2.4.5 Z-Pass和Z-Fail的替代方法 51
2.4.6 基于轮廓线的通用模型阴影体算法 54
2.4.7 高级的改进方案 60
2.5 透明度 68
2.6 总结 69
第3章 阴影图的走样 70
3.1 阴影映射与信号重建 70
3.2 初始采样误差——欠采样 75
3.2.1 采样误差的定义 75
3.2.2 几何解释 77
3.2.3 走样的组成 79
3.2.4 存储因子 80
3.3 重采样误差 80
第4章 阴影图的采样 82
4.1 匹配（Fitting） 82
4.2 包装（Warping） 86
4.2.1 包装算法实战 86
4.2.2 计算包装的优化参数 90
4.2.3 顶部灯光透视包装的存储因子 96
4.2.4 顶部平行光的优化参数化 98
4.2.5 平面最优的透视包装 100
4.3 全局分割（Global Partitioning） 101
4.3.1 Z分割（Z-Partitioning） 101
4.3.2 视锥体平面的分割 105
4.3.3 包装算法与全局分割的结合 105
4.3.4 分割——误差分析 110
4.4 自适应的分割 112
4.4.1 迭代层次的精练（Refinement） 112
4.4.2 直接层次计算 114
4.4.3 比较 118
4.5 视口采样映射（View-Sample Mapping） 119
4.5.1 硬件实现 120
4.5.2 透明 122
4.5.3 超级采样（Supersampling） 122
4.6 阴影图的重建 123
4.6.1 前向阴影映射（Forward Shadow Mapping） 123
4.6.2 轮廓阴影映射（Silhouette Shadow Maps） 123
4.6.3 阴影图存储的替代方案 124
4.7 临时重投影 125
4.8 实例 125
第5章 硬阴影的滤波 127
5.1 滤波和阴影图 127
5.1.1 滤波的标记 128
5.1.2 不正确的方法：模糊阴影图 128
5.1.3 定义参考值：Percentage-Closer Filtering 128
5.1.4 PCF的实现 129
5.2 滤波的应用程序 132
5.2.1 平滑/模糊的阴影 132
5.2.2 降低重采样误差：重建/频带限制滤波 132
5.2.3 滤波与软阴影 133
5.3 较大滤波核的预计算 134
5.3.1 预计算滤波的思想——线性信号处理与统计 134
5.3.2 方差阴影图（Variance Shadow Maps） 137
5.3.3 分层方差阴影图（Layered Variance Shadow Maps） 139
5.3.4 卷积阴影图（Convolution Shadow Maps） 140
5.3.5 指数阴影图（Exponential Shadow Maps） 143
5.3.6 比较 145
5.4 总结 147
第6章 基于图像的软阴影算法 148
6.1 概述 148
6.1.1 名词与属性 149
6.1.2 方法的分类 151
6.1.3 本章导读 152
6.2 基础 152
6.2.1 半影宽度的估计值 152
6.2.2 遮挡体逆投影 153
6.2.3 遮挡体的融合 155
6.2.4 光照可见性的点采样 156
6.3 参考解决方案 157
6.4 带有半影的增强硬阴影 160
6.4.1 光照空间的搜索 160
6.4.2 屏幕空间的搜索 162
6.5 模糊硬阴影测试的结果 163
6.5.1 投影的软阴影纹理 163
6.5.2 Fractional-Disk软阴影 164
6.5.3 Percentage-Closer软阴影 165
6.5.4 加速适配的滤波过程 168
6.5.5 加速遮挡体搜索 169
6.5.6 屏幕空间的方法 171
6.6 平面遮挡体图像的滤波 172
6.6.1 基于卷积的软阴影纹理 172
6.6.2 遮挡体纹理 173
6.7 遮挡体重建和反投影 175
6.7.1 基本实现 176
6.7.2 通过遮挡体位掩码实现可见性判断 178
6.7.3 遮挡体的近似 180
6.7.4 使用多尺度（Multiscale）的方式加速处理 183
6.7.5 适配精确度的加速方法 186
6.8 使用多幅深度图 188
6.9 总结 190
第7章 基于几何体的软阴影算法 192
7.1 生成外层半影来模拟阴影 193
7.1.1 单采样的软阴影（Single-Sample Soft Shadows） 193
7.1.2 软平面阴影（Soft Planar Shadows Using Plateaus） 194
7.1.3 半影图（Penumbra Maps） 194
7.1.4 Smoothies 196
7.2 内层和外层半影 197
7.2.1 裙边缓存 197
7.2.2 多层阴影翼 198
7.2.3 软阴影遮挡相机 198
7.3 软阴影体（Soft Shadow Volumes） 199
7.3.1 概述 199
7.3.2 半影楔 200
7.3.3 基本方法 201
7.3.4 改进方案 204
7.4 视口采样映射（View-Sample Mapping） 206
7.4.1 光照空间的光栅化 206
7.4.2 思想 207
7.4.3 基于三角形的方法 208
7.4.4 基于轮廓线的方法 215
7.5 权衡 216
7.6 软阴影算法的总结 217
第8章 基于图像的透明 219
8.1 深阴影贴图 219
8.1.1 光线在半透物体中的衰减 220
8.1.2 从眼睛到透明面的累积检测 221
8.2 透射率函数的近似 222
8.2.1 基于重建的方法 222
8.2.2 基于图层的方法 225
8.2.3 基于函数的方法 232
8.3 总结 234
第9章 体积阴影 235
9.1 在均匀介质中的实时单散射 235
9.2 光线跟踪阴影图 236
9.2.1 空气光的近似实现 237
9.2.2 空气光的作用 238
9.2.3 Ray-Marching实现方法 238
9.3 基于卷积阴影的方法 240
9.4 总结 242
第10章 高级阴影技巧 243
10.1 多重着色（Multicolored）的光源 243
10.1.1 使用连续可见性计算的纹理光源 244
10.1.2 使用遮挡位掩码（Occlusion Bitmask）的纹理光源 245
10.1.3 有效位的计数 246
10.2 多重采样反走样 247
10.3 体素（Voxel）与阴影 248
10.3.1 即时的体素化 249
10.3.2 基于体素的场景表达 252
10.3.3 总结 256
10.4 光线跟踪（Ray Tracing）阴影 256
10.5 环境光照 257
10.5.1 环境图阴影 258
10.5.2 环境光遮蔽（Ambient Occlusion） 259
10.5.3 总结 265
10.6 预计算的辐射度传递（Precomputed Radiance Transfer） 265
10.6.1 预计算阴影域 267
10.6.2 球体遮挡体近似 267
第11章 总结 269
11.1 硬阴影 269
11.1.1 精确的阴影 269
11.1.2 近似精确的阴影 270
11.1.3 近似的阴影 270
11.2 滤波的硬阴影 270
11.3 软阴影 271
11.3.1 精确的阴影 271
11.3.2 近似的阴影 272
11.4 高级算法 272
11.5 明天会更好 273
参考文献 274
附录A 图形流水线概览 303
A.1 渲染 303
A.2 逐片元的处理——裁剪与混合 306
A.3 帧缓存（Framebuffer） 307
A.4 几何体的表达 308
A.5 硬件 308
附录B 图形API概述 310
B.1 变换矩阵 311
B.1.1 左手/右手坐标系 312
B.1.2 观察矩阵 313
B.1.3 投影矩阵 313
B.2 状态 315
B.2.1 深度相关的状态 316
B.2.2 模板测试 317
B.2.3 融合 317
B.3 帧缓存与渲染目标 318
B.4 纹理采样 319
B.5 着色语言 320
附录C 着色方法简述 321
C.1 着色的分析模型 321
C.1.1 标记法 321
C.1.2 漫反射（Diffuse）表面 322
C.1.3 镜面反射（Specular）表面 322
C.2 入射辐射度的近似计算 324
附录D 快速GPU滤波技术 326
D.1 mipmap 326
D.1.1 构建 327
D.1.2 滤波 327
D.2 N-buffer与多尺度图（Multiscale Map） 329
D.2.1 构建 329
D.2.2 多尺度图 330
D.2.3 滤波 331
D.3 Summed-area table 332
D.3.1 构建 332
D.3.2 滤波 336
D.4 总结 336
附录E 延迟着色（Deferred Shading）与升采样（Upsampling） 337
E.1 延迟着色 337
E.1.1 定义 337
E.1.2 实际情况的考量 338
E.1.3 案例 339
E.2 升采样 339
E.2.1 空间的方法和几何相关的模糊 339
E.2.2 高级滤波方法 341
E.3 总结 344
附录F 符号 345
· · · · · · (收起)
读后感
评分
评分
评分
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用户评价
简直不敢相信，我花费了大量时间试图从这本书里挖掘出一些真正能落地的实战经验，结果却发现内容组织混乱，逻辑跳跃得让人头疼。作者似乎在试图融合理论深度和实践操作，但两者都没能做好。一方面，书中对某些理论模型的推导过程过于繁琐和晦涩，使用了很多我不熟悉的符号系统，使得理解起来异常困难，没有提供足够的图示来辅助理解这些复杂的数学关系，导致我不得不反复查阅其他资料来对照着看。另一方面，当涉及到实际的API调用或着色器编程时，它又突然变得极其简略，比如在讲解如何使用阴影贴图时，只是简单地贴出了一段没有注释的GLSL代码片段，连关键的纹理采样模式和坐标变换的细节都没有展开解释。我期待看到的是关于Vulkan或DirectX 12中异步计算如何用于阴影烘焙的案例，或者至少是关于如何平衡阴影分辨率与性能开销的系统性分析。这本书似乎更像是一份未经充分编辑的草稿，知识点散乱，缺乏一个清晰的、以解决实际工程问题为导向的叙事线索。对于一个有一定经验的开发者来说，这本书的价值非常有限，它更像是一本“知道了很多概念，但不知道如何把它们做成一个能跑起来的系统”的说明书。
评分这本《实时阴影技术》的作者显然对渲染管线有着深刻的理解，但阅读这本书的过程，却像是在走一条布满迷雾的单行道。我原本期待能深入了解现代游戏引擎中那些精妙的阴影算法，比如ESM、CSM的优化细节，或者PCF/CSM在不同光照条件下的表现差异。然而，书中大部分篇幅似乎都在探讨一些非常基础的图形学概念，像是向量的点积、叉积的几何意义，这些内容在任何一本入门级的《实时渲染》教材中都能找到更清晰的阐述。我翻阅了大量章节，希望能找到关于GPU并行计算如何加速阴影贴图的生成，或者如何利用深度预通道（Depth Pre-pass）来减少Overdraw的实际案例代码或伪代码，但这些技术细节几乎没有涉及。更令人失望的是，对于那些前沿的、能真正提升视觉真实感的软阴影实现，比如基于卷积或模糊技术的进阶应用，书中也只是浅尝辄止，没有提供任何可供实践的深入探讨。整本书读下来，感觉它更像是一本面向刚接触3D图形学的大一新生的基础理论讲义，而不是一本专注于“实时阴影技术”这个专业领域的进阶指南。如果你的目标是掌握如何高效地在AAA级项目中实现照片级的动态阴影，这本书恐怕无法满足你的期待，它提供的知识深度远低于书名所暗示的水平，留下的只有对未竟之事的遗憾。
评分我购买这本书是希望解决我在独立项目中遇到的一个棘手的性能瓶颈问题：如何在高密度的场景中维持高精度的动态阴影而不使帧率骤降。我希望能从书中找到关于阴影剔除策略、层次化Z-Buffer的优化技巧，或者更先进的屏幕空间阴影技术（SSAO/SSAO变体）的深度解析。然而，这本书给出的解决方案大多是概念性的、高屋建瓴的，缺乏“告诉我该在哪个函数里修改参数”的实用指导。例如，在谈到阴影贴图缓存时，它只是泛泛而谈“应缓存不变的阴影数据”，却没有具体阐述在什么情况下缓存是有效的，以及如何处理动态物体的部分更新。读完后，我感觉自己对“为什么阴影计算耗时”有了更深的理论理解，但对于“如何让它跑得更快”却没有获得任何立竿见影的工具或方法论。这本书更偏向于计算机科学系的研究导向，而不是软件工程或游戏开发领域对效率和实现细节的执着。对于那些需要快速、高效解决实际渲染难题的开发者来说，这本书提供的帮助是间接且需要大量二次加工的，投入产出比并不高。
评分这本书的语言风格极其学术化，充满了被过度翻译的痕迹，使得阅读体验非常枯燥乏味。句子结构复杂冗长，每一个段落都像是压缩了三到四个完整的技术观点，缺乏必要的逻辑连接词和流畅的过渡。例如，在解释阴影贴图的深度比较和裁剪空间转换时，作者频繁使用被动语态和复杂的从句结构，使得本就抽象的概念更加难以理解。我反复阅读了几遍同一个段落，试图理清作者到底想说明的是采样点的偏差问题还是透视误差问题，结果往往是徒劳的。如果作者能够采用更直接、面向读者的口吻，多使用一些比喻或者将抽象概念具象化的例子，哪怕只是一个简单的流程图，相信都会对理解大有裨益。目前的状态是，读者必须花费大量的认知资源来“解码”文字本身，而不是将精力集中在“实时阴影”这个核心主题上。这本书更像是作者为自己的研究报告撰写的一份详尽笔记，而不是一本旨在有效传授专业知识的教材。它要求读者具备极高的自学能力和对晦涩文本的耐受力，这对于一个寻求快速掌握新技术的读者来说，无疑是一个巨大的障碍。
评分坦白说，这本书的装帧设计和排版风格，让人感觉它像是上个世纪九十年代末期出版的学术论文集。大量的纯文本堆砌，缺乏现代技术书籍应有的视觉引导元素。在学习“实时阴影”这一对视觉效果要求极高的领域时，缺乏高质量的插图和对比截图是致命的。例如，在讨论级联阴影贴图（CSM）时，书中完全没有提供不同层级（Cascade Level）的阴影效果的直观对比图，也没有展示当摄像机快速移动或旋转时，CSM边界处理不当导致的“撕裂”现象的截图。这使得读者完全无法建立起对这些技术优缺点的直观感知。此外，书中引用的参考文献和案例似乎有些陈旧，很多内容似乎停留在十多年前的图形学水平，对于现代图形硬件和主流引擎（如Unreal Engine 5或Unity HDRP）中广泛使用的光线追踪软阴影（Ray-Traced Soft Shadows）或虚拟阴影贴图（VSM）的讨论几乎没有涉及。对于追求最新技术的从业者来说，这本书提供的知识体系已经有些滞后了，它更像是一份历史文献，而非前沿指导。
评分虽然是工具书，但是也讲到了原理，还是算挺有收获的，能体会到整个创造过程。
评分英文版看得云里雾里，看中文版轻松多了，翻译质量不错
评分原书英文版看了前两章，在基础知识讲解方面十分到位，但没有想到的是，中文版的翻译质量也不错！先看中文版，会更容易学习！
评分原书英文版看了前两章，在基础知识讲解方面十分到位，但没有想到的是，中文版的翻译质量也不错！先看中文版，会更容易学习！
评分英文版看得云里雾里，看中文版轻松多了，翻译质量不错
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