计算机绘图

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isbn号码:9787113043278
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  • 计算机绘图
  • 图形学
  • 计算机图形学
  • 算法
  • 渲染
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具体描述

计算机绘图,ISBN:9787113043278,作者:史艳红,周楠编

图书简介:光影的魔法——现代数字艺术的视觉构建 (共计约1500字) 第一部分:导论——重塑现实的基石 本书旨在深入探讨当代数字视觉艺术的底层原理与核心技术,完全侧重于数字媒体的创作、理论应用以及新兴技术在艺术表达中的实践,而非传统意义上的计算机图形学基础算法。我们聚焦于如何利用现代软件工具和跨学科知识,将抽象的概念转化为具有强烈视觉冲击力和叙事深度的数字作品。 数字艺术的浪潮正以前所未有的速度重塑着我们对“真实”的认知。从电影特效到沉浸式体验,从交互装置到虚拟现实(VR)/增强现实(AR)内容,其背后是复杂的设计哲学与精湛的技术执行力。本书将引导读者穿越信息时代的迷雾,抵达数字视觉构建的腹地。 我们不会着墨于光栅化、Z缓冲或矩阵变换这些基础的几何计算,而是将视角投向“如何使用这些工具来讲述故事”和“如何通过视觉语言实现情感传达”。本书被构思为一本面向中高级数字艺术创作者、交互设计师以及影视后期专家的实用手册与理论参考集。 第二部分:视觉叙事的深度构建——从概念到渲染的艺术流程 本章深入剖析了数字视觉作品从概念孵化到最终输出的完整工作流,重点关注的是艺术指导、流程优化与风格统一性。 2.1 概念生成与视觉预演(Pre-visualization) 成功的数字作品源于扎实的初期构思。我们详述如何利用故事板(Storyboarding)的升级形式——动态故事板(Animatics)与“概念描绘”(Concept Painting)来快速建立视觉基调。重点讨论情绪板(Mood Board)的有效构建,以及如何运用色彩心理学(Color Psychology)和构图理论(Compositional Theory)来指导后续的技术选择。我们将分析大师级数字艺术家如何通过光线和阴影的早期布局,预先设定作品的叙事张力。 2.2 材质与纹理的高级表达 在现代数字艺术中,材质不再仅仅是简单的贴图应用,而是角色、环境乃至抽象概念的“第二皮肤”。本书详细阐述了PBR(基于物理的渲染)流程在实现逼真或风格化表面的应用技巧。这包括对各向异性(Anisotropy)、次表面散射(SSS)等复杂光学现象的艺术化处理,以及如何利用程序化纹理生成工具(如Substance Designer/Mari)来构建具有无限细节和故事性的表面信息。我们将探讨如何通过纹理的微观瑕疵(如磨损、腐蚀)来暗示时间与历史。 2.3 动态模拟的艺术化控制 对于运动图形和视觉特效而言,动态模拟是核心。然而,本书关注的不是模拟引擎的底层代码,而是“艺术化地控制混沌”。我们会详细讲解烟雾、火焰、流体和布料模拟中的参数调校艺术。例如,如何在保持物理合理性的前提下,通过调整湍流(Turbulence)和粘度(Viscosity)来赋予火焰“情感”或“性格”。此外,还包括对复杂粒子系统的场景化应用,如何让粒子群展现出如同自然界生物群落般的涌动与交互。 第三部分:沉浸式体验与交互设计的前沿应用 数字艺术的未来在于互动性与沉浸感。本部分将目光投向那些打破传统“被动观看”模式的前沿技术实践。 3.1 实时渲染引擎的创作潜能(Real-Time Engine for Art) 虚幻引擎(Unreal Engine)和Unity等实时渲染平台已成为高保真概念设计和互动装置创作的主流工具。我们不探讨蓝图(Blueprint)或C脚本的语法细节,而是关注如何利用这些引擎的高级光照系统(如Lumen/Ray Tracing)进行艺术化的场景构建与灯光调试。重点分析如何利用其性能优势,在短时间内迭代出高水准的预渲染品质画面,并将其无缝集成到交互体验中。讨论实时动态环境的叙事潜力,例如根据用户行为实时改变天气或光照的艺术效果。 3.2 虚拟与增强现实中的空间叙事 VR/AR环境要求创作者彻底改变对二维构图的理解。本书探讨“空间透视的叙事重量”,即如何利用视野引导(Gaze Guidance)、环境音景(Spatial Audio)以及环境遮挡(Occlusion)来精确控制观众在三维空间中的注意力焦点。我们将分析如何设计符合人类运动学(Ergonomics)的交互界面,确保沉浸感不因操作的繁琐而瓦解。重点案例分析将集中于如何利用环境变化来暗示角色的内心状态,而非依赖传统的电影蒙太奇手法。 第四部分:后处理与风格化——超越拟真性的美学抉择 最终的视觉呈现往往定夺于后期处理环节。本章聚焦于如何通过后期合成和风格化处理,赋予作品独特的审美签名。 4.1 高级合成与色彩调校的哲学 本书区分了“色彩校正”(Correction)与“色彩分级”(Grading)。前者追求技术上的准确,后者则关乎艺术表达。我们深入探讨色彩调校在构建作品情感弧线中的作用,分析如何利用分离色调(Split Toning)、色调曲线(Curves)的非线性调整,以及胶片颗粒模拟,来塑造特定的年代感或超现实氛围。我们将通过案例研究,展示如何通过精确的遮罩与图层混合模式,实现多层次的视觉叠加,避免“平面化”的合成效果。 4.2 非真实感渲染(NPR)的现代演绎 在追求极致真实之外,风格化渲染(NPR)提供了无限的创意空间。本书详述了当代NPR技术,如卡通渲染(Cel Shading)的高级应用,不仅限于模仿传统动画,更在于探索水墨、油画、剪纸等传统媒介的数字转译。重点在于如何通过程序化地处理边缘、阴影的锐利度与光照的简化,来提炼出比照片更具表现力的视觉符号。 结语:创作者的工具箱与视野的拓展 本书的最终目的,是为读者提供一套高级的、以艺术为导向的数字工具箱。我们相信,掌握工具的极限,并清楚地知道何时需要超越这些极限,是成为优秀数字视觉艺术家的关键。我们鼓励读者将本书所学视为起点,不断探索新的软件迭代、新的跨媒介合作,最终用光影和像素,讲述属于自己的、无可替代的故事。 (全书聚焦于艺术表达、流程管理、沉浸式体验设计以及高级视觉效果的哲学应用,避开了计算机底层图形算法的讨论。)

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读后感

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用户评价

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《计算机绘图》这本书,对我而言,不仅仅是一本技术书籍,更像是一次思维的启蒙。它让我从一个对图形学一无所知的新手,逐渐成长为一个能够理解其中原理的门外汉。书中对图形基本图元的绘制算法,比如DDA算法和Bresenham算法,进行了非常深入的数学推导和伪代码实现,这让我能够亲身感受算法的精妙之处。让我眼前一亮的是,书中对裁剪算法的讲解,特别是Liang-Barsky算法,它能够高效地处理各种情况下的线段裁剪,并且具有良好的数值稳定性,这让我对算法的优化和改进有了初步的认识。让我惊喜的是,书中还详细介绍了多边形填充算法,比如扫描线算法,它能够有效地填充任意复杂的多边形,并且处理凹多边形和带洞的多边形,这让我明白了为什么游戏中的各种场景能够如此快速地渲染。更让我兴奋的是,书中还触及了三维图形学的入门知识,包括三维空间的坐标系、向量运算,以及基本的视图变换,这为我打开了通往三维世界的大门。这本书的语言风格非常流畅,但又充满了严谨性,它就像一位经验丰富的向导,带着我在图形学的世界里穿梭,让我不仅看到了壮丽的风景,更理解了创造这些风景背后的原理。

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《计算机绘图》这本书,在我看来,是一本真正将理论与实践完美结合的典范。我之前尝试过一些其他的图形学书籍,但往往要么过于理论化,让人望而却步,要么过于注重软件操作,缺乏深入的原理讲解。而这本书,恰好填补了这一空白。它从最基础的光栅图形学开始,循序渐进地介绍了各种基本图元的绘制算法,并且提供了详细的数学推导和伪代码,这让我可以对照着书本,自己动手实现一些简单的图形绘制程序。书中对裁剪算法的讲解,特别是Liang-Barsky算法,它能够高效地处理各种情况下的线段裁剪,并且具有良好的数值稳定性,这让我对算法的精妙之处赞叹不已。让我眼前一亮的是,书中还详细介绍了多边形填充算法,比如扫描线算法,它能够有效地填充任意复杂的多边形,并且处理凹多边形和带洞的多边形,这让我明白了为什么游戏中的各种场景能够如此快速地渲染。更让我惊喜的是,这本书并没有止步于二维图形,而是大胆地迈入了三维图形的领域。它介绍了三维空间中的几何变换,包括模型变换、视图变换和投影变换,并且详细讲解了它们在矩阵运算中的体现。书中对曲面表示的介绍,比如参数曲面和隐式曲面,让我对如何构建复杂的三维模型有了初步的认识。这本书的语言风格非常专业,但同时又保持了清晰和易懂,它就像一位资深的教授,在耐心地为你讲解最核心的概念,让你在理解原理的同时,也能感受到图形学世界的魅力。

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我一直以为,计算机绘图就是关于如何在屏幕上画画,无非是一些美术功底和软件操作的结合。直到我读了《计算机绘图》,我才意识到,自己之前的理解是多么的片面和狭隘。这本书让我看到了计算机图形学背后蕴含的深厚数学基础和精妙的算法设计。它不像一些入门书籍那样,仅仅介绍几个简单的绘图工具的使用,而是深入探讨了图形是如何在计算机内部被表示、处理和渲染的。书中对图形数据结构(如链表、树)在图形表示中的应用进行了详尽的阐述,这让我明白,原来我们看到的复杂图形,背后是由精心组织的数据结构支撑的。关于几何变换的部分,它不仅仅是简单的平移、旋转,而是通过矩阵运算来统一处理,并且详细讲解了齐次坐标的作用,这让我理解了为何复杂的组合变换能够如此高效地实现。让我尤其感到震撼的是,书中对光照模型和着色技术的讲解,从简单的漫反射、镜面反射,到更复杂的Phong模型和Gouraud模型,它让我明白了为什么物体会有明暗变化,为什么会有闪亮的高光。书中通过大量图示和公式推导,解释了光线传播的物理原理如何在计算机中被模拟,这简直是把物理学和数学的智慧融入到了计算机图形的生成过程中。我尤其对书中关于纹理映射的讲解印象深刻,它让我理解了如何将一张二维图片“贴”到三维物体表面,从而赋予物体更丰富的细节和真实感。这本书的叙述方式非常学术化,但又不失逻辑性和条理性,它更像是一本严谨的学术著作,每一个概念都经过了深入的剖析和论证,读来让人受益匪浅。

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拿到《计算机绘图》这本书,我原本只是想了解一下计算机如何“画画”,没想到却被它深厚的理论内涵和精妙的算法设计深深吸引。书中并没有简单地介绍一些绘图软件的使用方法,而是深入探讨了计算机图形学的底层原理。它从最基本的图形图元(点、线、圆)的生成算法讲起,并且详细讲解了DDA算法、Bresenham算法等经典算法,通过严谨的数学推导和清晰的伪代码,让我能够透彻地理解这些算法的原理和实现方式。让我眼前一亮的是,书中对裁剪算法的讲解,它详细阐述了Cohen-Sutherland和Liang-Barsky算法,并配以大量的图示,让我能够直观地理解这些算法是如何从复杂的几何场景中提取出我们需要的部分。我尤其喜欢书中对多边形填充算法的介绍,比如扫描线算法,它如何能够高效地填充任意复杂的多边形,并且处理凹多边形和带洞的多边形,这让我明白了为什么游戏中的各种场景能够如此快速地渲染。更让我兴奋的是,书中还初步介绍了三维图形的构建,包括三维点的表示、向量运算,以及基本的视图变换,这为我打开了通往三维世界的大门。这本书的语言风格非常专业,但又充满了逻辑性和启发性,它就像一位经验丰富的工程师,在耐心地为你讲解机器的内部构造,让你在理解原理的同时,也能感受到技术的力量。

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坦白说,《计算机绘图》这本书,在我拿到它之前,我对计算机图形学的认知还停留在“用鼠标在屏幕上画图”的层面。然而,这本书彻底颠覆了我之前的认知,让我看到了图形学背后那深厚的数学功底和精妙的算法设计。它并没有像许多入门书籍那样,仅仅罗列一些绘图指令,而是从最本质的原理出发,深入剖析了计算机图形的生成过程。书中对离散化方法的讲解,让我明白了为何连续的几何图形能够在离散的像素网格上被近似表示。关于线条和曲线的绘制算法,它不仅仅是介绍了Bresenham算法,还对其优化和改进进行了深入的探讨,让我认识到算法的迭代和演进过程。让我印象深刻的是,书中对区域填充算法的讲解,特别是种子填充算法,它如何能够准确地识别并填充任意形状的区域,这在很多图形编辑软件中都有广泛的应用。让我眼前一亮的是,书中对几何变换的阐述,它不仅仅是介绍平移、旋转、缩放,而是通过矩阵运算将这些变换统一起来,并且深入讲解了齐次坐标的概念,这让我明白了为何计算机图形学能够如此高效地处理复杂的变换。让我惊喜的是,书中还初步介绍了三维图形的基础,包括三维点的表示、向量运算,以及基本的视图变换,这为我后续深入学习三维图形打下了坚实的基础。这本书的语言风格非常严谨,但又充满了逻辑性和启发性,它就像一位睿智的导师,引导你一步步探索图形学的奥秘,让你在理解原理的同时,也能感受到知识的力量。

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说实话,我之前对计算机图形学一直存在一种“高不可攀”的印象,总觉得它是属于那些数学天才和编程大师们的领域。然而,《计算机绘图》这本书,以一种非常亲切和易于理解的方式,打破了我之前的固有观念。它从最基础的像素和矢量图形讲起,让我明白原来我们看到的各种图像,都是由这些基本元素构成的。书中对图形基本图元的绘制算法,比如直线和圆的绘制,进行了非常详尽的数学推导和伪代码实现,这让我可以对照着书本,自己动手编写代码,亲身感受算法的魅力。让我眼前一亮的是,书中对裁剪算法的讲解,特别是Cohen-Sutherland算法,它如何能够高效地判断线段是否与裁剪窗口相交,并且进行相应的裁剪,这让我明白了为什么在屏幕上绘制大量图形时,依然能够保持流畅的性能。让我惊喜的是,书中还深入探讨了多边形填充算法,比如扫描线算法,它能够处理各种复杂的多边形,包括凹多边形和带洞的多边形,这让我对图形的填充原理有了更深的理解。让我更兴奋的是,书中还触及了三维图形学的入门知识,包括三维空间的坐标系、向量运算,以及基本的视图变换,这为我打开了通往三维世界的大门。这本书的语言风格非常贴近读者,它就像一位耐心的老师,用生动的比喻和形象的图示,将复杂的概念解释得浅显易懂,让我能在轻松愉快的氛围中学习。

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我一直对那些逼真细腻的CG画面充满了向往,总觉得它们是魔法的产物。直到我接触了《计算机绘图》这本书,我才明白,原来这些令人惊叹的视觉效果,背后是严谨的数学理论和精妙的算法支撑。这本书并没有仅仅介绍一些现成的绘图工具,而是深入剖析了计算机图形学的核心原理。它首先讲解了光栅图形和矢量图形的区别,以及它们各自的优缺点,让我对图形的本质有了更清晰的认识。书中对二维图形变换的讲解,让我明白,原来平移、旋转、缩放这些看似简单的操作,在计算机中是通过矩阵运算来实现的,并且通过齐次坐标,能够将这些变换统一起来,大大提高了效率。让我印象深刻的是,书中对裁剪算法的介绍,它详细阐述了Cohen-Sutherland和Liang-Barsky算法,并配有详细的图例和伪代码,让我能够直观地理解这些算法是如何工作的。更让我着迷的是,书中对曲线和曲面的生成方法进行了深入探讨,比如Bézier曲线和样条曲线,它们如何能够生成平滑、自然的曲线,这让我对数字艺术的创作有了更深的理解。此外,书中还初步介绍了三维图形的构建,包括三维点的表示、向量运算,以及基本的视图变换,这让我对如何创建逼真的三维场景有了初步的认识。这本书的语言风格非常严谨,但又不失启发性,它就像一位循循善诱的导师,引导我一步步探索图形学的奥秘,让我不仅理解了“是什么”,更理解了“为什么”。

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我一直对计算机图形学这个领域充满了敬畏,总觉得它是属于那些编程大神们的专属领域,自己这样一个对代码稍有了解的普通爱好者,恐怕很难窥探其中的奥秘。然而,当我在书店偶然翻开《计算机绘图》时,那种“门槛太高”的顾虑瞬间烟消云散。这本书的独特之处在于,它并没有一开始就抛出一堆令人眼花缭乱的算法和公式,而是巧妙地将理论与实践相结合,用一种非常吸引人的方式来阐述复杂的概念。开篇对计算机图形学历史的回顾,让我对这个学科的发展脉络有了初步的认识,也为我后续的学习奠定了基础。书中对基本图元(点、线、圆)的绘制算法讲解得非常细致,从DDA算法到Bresenham算法,每一步都进行了详尽的推导,并且提供了伪代码,这对于我这样想要动手实践的读者来说,简直是福音。我特别喜欢书中对于裁剪算法的介绍,它详细讲解了Cohen-Sutherland和Liang-Barsky算法,通过生动的图例,我能够清晰地理解如何从一个大的窗口中“裁剪”出我们需要的图形,这在游戏开发和CAD软件中都是至关重要的技术。另外,书中对多边形填充算法的讲解也让我印象深刻,尤其是扫描线算法,它如何有效地处理复杂的边界和内部区域,读来让人拍案叫绝。让我惊喜的是,这本书还触及了三维图形学的入门知识,比如线框模型、曲面模型,以及基本的着色技术。虽然这些内容相对比较初浅,但对于一个初学者来说,这已经足够打开一扇新的大门,让我对未来更深入的学习充满期待。这本书的语言风格非常严谨又不失生动,它既有科学的准确性,又不乏人文的关怀,让我能够在一个轻松愉快的氛围中学习。

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这本《计算机绘图》简直就是我打开新世界大门的一把钥匙!一直以来,我对那些令人惊叹的数字艺术和游戏画面都充满了好奇,总觉得它们是如何在冰冷的电脑屏幕上呈现出如此生动逼真的效果的。拿到这本书,我抱着试一试的心态,却没想到它会给我带来如此巨大的惊喜。书中并没有直接堆砌晦涩难懂的理论,而是从最基础的概念讲起,循序渐进地引导读者进入计算机图形学的奇妙世界。它详细讲解了光栅图形学和矢量图形学的基本原理,让我明白原来我们看到的图像是由一个个像素点组成的,或者是由数学公式定义的路径。更让我着迷的是,书里花了大量篇幅介绍了几何变换,比如平移、旋转、缩放,这些看似简单的操作,在书中却被赋予了强大的魔力,能够塑造出各种形态各异的三维物体。书中对投影变换的讲解也十分到位,从正投影到透视投影,每一种都配有清晰的图示和代码示例,让我能够直观地理解三维空间中的物体是如何被“翻译”到二维屏幕上的。特别是关于齐次坐标的概念,虽然初听有些陌生,但书中通过生动的比喻和逐步推导,让我茅塞顿开,明白了它在图形变换中的关键作用。此外,书中还涉及了曲线和曲面的绘制,比如Bézier曲线和样条曲线,这些是生成平滑、优美图形的重要工具,读完这部分,我感觉自己仿佛掌握了雕刻数字艺术的利器。这本书的语言风格非常亲切,就像一位经验丰富的朋友在耐心指导你一样,它避免了枯燥的术语堆砌,而是用通俗易懂的语言解释复杂的概念。我尤其喜欢书中对于不同算法的优缺点分析,这让我能够根据实际需求选择最合适的方法。总而言之,《计算机绘图》不仅仅是一本书,更是一次令人兴奋的学习旅程,它点燃了我对计算机图形学的热情,让我看到了数字艺术背后蕴含的深刻原理。

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一直以来,我对计算机生成图像的世界充满了好奇,但又觉得它离我太遥远,仿佛是一门只有专业人士才能掌握的神秘学科。《计算机绘图》这本书,彻底打破了我的这种偏见。它以一种非常接地气的方式,为我揭开了计算机图形学的面纱。书中从最基础的概念讲起,比如像素、矢量图形,以及它们是如何在计算机中被表示和处理的。让我印象深刻的是,书中对直线和圆的绘制算法的讲解,它不仅提供了数学公式,还辅以详细的图示和伪代码,让我能够清晰地理解这些算法的逻辑。我尤其喜欢书中对裁剪算法的阐述,它详细解释了Cohen-Sutherland算法,让我明白在绘制图形时,如何高效地剔除那些不在显示区域内的部分。让我眼前一亮的是,书中还深入探讨了多边形填充算法,比如扫描线算法,它能够巧妙地处理各种复杂的多边形,并给出填充结果,这让我对图形的“实心”效果有了更深的理解。更让我感到惊喜的是,书中还初步涉及了三维图形学的概念,比如三维空间中的坐标系、向量,以及基本的视图变换,这为我打开了通往三维世界的大门,让我对游戏开发、影视特效等领域产生了浓厚的兴趣。这本书的语言风格非常生动有趣,它就像一位热心的朋友,在耐心地向你分享他所了解的精彩世界,让你在不知不觉中就爱上了计算机图形学。

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