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出版者:Addison-Wesley (C)

作者:Jackie Neider

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1993-02

价格:USD 34.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780201632743

丛书系列:

图书标签:

• OpenGL
• OpenGL
• 图形学
• 计算机图形学
• 游戏开发
• 渲染
• 图形API
• C++
• 编程
• 技术
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深入探索计算机图形学的前沿：一本聚焦于现代渲染技术的教程 书名：实时光线追踪与可编程管线精解 内容简介 本书旨在为有志于在计算机图形学领域深耕的读者，提供一套全面且深入的现代图形渲染技术体系。我们摒弃对早期固定功能管线的冗余介绍，将全部篇幅集中于当前主流的、驱动高保真实时渲染和离线渲染的尖端技术——基于着色器（Shader-based）的可编程管线，以及正在迅速普及的实时光线追踪（Real-Time Ray Tracing）技术。 本书的结构设计，旨在引导读者从基础的数学原理出发，逐步构建起对复杂渲染方程的理解，最终能够独立设计和实现高性能的图形应用程序。 第一部分：现代图形管线的基石——可编程管线深度剖析 本部分将彻底解析当前GPU架构下，图形渲染流程的每一个阶段，强调程序员如何在这些阶段中通过自定义代码（着色器）来控制最终的图像输出。 第一章：GPU架构与并行计算模型 我们将首先探讨现代GPU的硬件结构，包括流式多处理器（SM/CU）、内存层次结构（如共享内存、L1/L2缓存）以及它们如何适应大规模并行计算。重点将放在理解线程组织、工作组（Workgroup）的概念，以及如何编写高效的计算着色器（Compute Shader）来处理非图形任务。 第二章：深入理解顶点和几何着色 本章细致讲解顶点数据流的生命周期。我们不仅会复习基本的变换矩阵（模型、视图、投影），更会深入到Tessellation（细分）管线的原理与实践。读者将学习如何利用曲面细分和控制点着色器，将低多边形模型动态提升为高精度的曲面，并讨论如何平衡细分级别与性能开销的策略。 第三章：像素的重生——片段处理与深度管理 像素着色器（Fragment Shader）是决定最终图像色彩和光照效果的核心。本章将重点讲解： 高级纹理寻址与采样技术：超越简单的线性插值，探讨各向异性过滤（Anisotropic Filtering）、多级缓存优化以及纹理数组的使用。 深度与模板测试的精确控制：如何避免Z-fighting，实现精确的遮挡剔除，并探讨如何利用深度缓冲区（Z-buffer）进行后处理效果（如雾效、基于深度的模糊）。 早期Z-Pass的效用分析：在现代GPU中何时采用早期深度写入，以及其对Overdraw（过度绘制）的实际影响。 第四章：程序化生成与几何着色器（Geometry Shader）的现代用途 尽管其性能开销较大，几何着色器在某些特定场景下仍有不可替代的作用，如实例化、复杂粒子系统的生成、以及模型数据的动态修改。本章将详细阐述其工作原理，并提供避免常见性能陷阱的实战技巧。 第二部分：光影的物理基础与先进着色模型 要实现照片级的真实感，必须建立在正确的物理光照模型之上。本部分将从理论和实践两方面，构建一套强大的基于物理的渲染（PBR）工具集。 第五章：基于物理的渲染（PBR）原理 PBR不再是可选项，而是行业标准。我们将详细介绍PBR的核心概念： 微表面理论（Microfacet Theory）：理解BRDF（双向反射分布函数）的物理意义，特别是Cook-Torrance模型及其衍生的GGX分布。 能量守恒与菲涅尔效应（Fresnel Effect）：确保反射和漫反射的总能量不会超过输入光照。 金属度与粗糙度的材质表达：如何通过纹理通道准确地编码材料属性，实现金属、电介质等不同物质的表现。 第六章：全局光照（Global Illumination）的近似方法 实时全局光照是现代图形学的圣杯。本章将侧重于高性能的近似技术： 辐射度（Radiosity）的局限性与替代方案：介绍体积光照的概念。 屏幕空间反射（SSR）与屏幕空间环境光遮蔽（SSAO/HBAO）：详述这些技术的工作流程、局限性（如屏幕外信息缺失）及优化采样策略。 预计算辐照度贴图（Irradiance Map）：展示如何预先计算环境光对物体漫反射的影响，实现高效的间接光照。 第三部分：光线追踪的革命——实时与混合渲染 本部分是本书的重点，旨在教会读者如何利用现代GPU硬件加速的光线追踪单元（如NVIDIA RT Cores或AMD Ray Accelerators）来提升渲染质量。 第七章：光线追踪的数学基础与加速结构 我们将从矢量几何出发，构建光线与几何体的交点测试算法。随后，重点剖析加速数据结构： BVH（Bounding Volume Hierarchy，包围盒层次结构）的构建与遍历：详细讲解如何高效地构建BVH，以及GPU如何在遍历过程中利用其实现快速求交。 动态场景下的BVH更新策略：讨论如何处理移动物体，并介绍“TLAS”（Top-Level Acceleration Structure）与“BLAS”（Bottom-Level Acceleration Structure）的协同工作机制。 第八章：实时光线追踪的管线集成与混合渲染 本书不会将光线追踪视为一个完全独立的渲染器，而是强调其与光栅化渲染的无缝集成（Hybrid Rendering）。 阴影与间接光照的替代方案：展示如何用光线追踪来替代传统光栅化方法计算软阴影（Ray Traced Shadows）和精确的漫反射间接光（Ray Traced GI）。 光线追踪着色器类型：深入讲解交集着色器（Intersection Shader）、求交后处理着色器（Any-Hit Shader）和未命中着色器（Miss Shader）在现代API中的具体用途和编程接口。 降噪技术（Denoising）：由于实时光线追踪通常只追踪少量光线，引入时域和空域降噪算法至关重要。我们将分析并实践现代去噪器的实现思路，如A-Trous Wavelet Transform或基于AI的滤波器。 第四部分：性能优化与高级应用 第九章：性能剖析与调试工具链 图形编程的精髓在于性能。本章教授如何使用专业的性能分析工具（如Pix, RenderDoc, 或特定GPU厂商的Profiler）来识别瓶颈：内存带宽、计算单元占用率、同步开销等。重点讲解如何通过着色器分析器来优化指令吞吐量和寄存器压力。 第十章：通用计算（GPGPU）在图形学中的应用 图形API（如Vulkan/DirectX 12）已经深度融合了通用计算能力。我们将探讨如何利用计算着色器执行复杂的物理模拟（如流体、布料）、大规模数据处理（如粒子系统管理），以及在渲染流程中集成这些非图形的计算步骤。 目标读者 本书面向有C++基础，并已掌握至少一种现代图形API（如Vulkan, DirectX 12或Metal）基础概念的进阶程序员、游戏引擎开发者、以及图形学专业研究生。本书的深度和广度，确保读者能够从“如何调用API”的层面，跃升至“如何设计高效渲染算法”的层面。

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书写的很详尽，翻译的也可以。 大家注意到附录可以下载没有。好几十页的附录，在出版社网站上。 抱歉，我的评论太短了。 抱歉，我的评论太短了。 抱歉，我的评论太短了。 抱歉，我的评论太短了。 抱歉，我的评论太短了。 抱歉，我的评论太短了。  

评分☆☆☆☆☆

红宝书第七版，翻一下看看就知道了，出了前面基本原理的章节，后面百分之八九十的章节，第一页就有一段大大的“注意”，说：”在Opengl 3.1中，本章所介绍的一些技术和函数已经废弃并删除了，但是概念仍然是相关的，并且有更加现代的功能可供使用。“ 也是就是说 从长远来讲，...  

评分☆☆☆☆☆

When you read about "In OpenGL Version 3.1, all of the techniques and functions described in this chapter were removed through deprecation. Even though some of this functionality is part of the GLU library, it relies on functionality that has been removed ...  

评分☆☆☆☆☆

When you read about "In OpenGL Version 3.1, all of the techniques and functions described in this chapter were removed through deprecation. Even though some of this functionality is part of the GLU library, it relies on functionality that has been removed ...  

评分☆☆☆☆☆

【版本】我看的是机械工业出版社，2014年出版，第八版 1. P287：This approach eliminates the need for a conditional，翻译是，这种方法需要一定条件才能消除。 你感受一下。错的太远了 2. P321：Furthermore, we require the application to send us tangents that are cons...  

评分☆☆☆☆☆

这本书刚拿到手的时候，我就被它那厚重的分量和封面硬朗的设计吸引住了。我原本以为这又是一本枯燥的技术手册，但翻开目录，一种强烈的求知欲就被点燃了。它不像我之前看过的那些偏重理论推导的教材，更多的是以一种实战导向的叙事方式展开，仿佛一位经验丰富的导师，手把手地领着你进入一个全新的、光影交错的数字世界。书中对基础概念的阐述，比如矩阵变换、光照模型这些看似高深的理论，都被拆解得极其细腻，即便是初学者也能很快抓住核心。更让我惊喜的是，作者并没有止步于“如何调用API”，而是深入探讨了“为什么这么设计”，这种对底层原理的挖掘，让我对图形渲染的理解上了一个新的台阶。当我跟着书中的例子敲出第一个动态的三维物体时，那种成就感是难以言喻的。书中的代码示例组织得极为清晰，注释详尽到位，让人在实际操作中很少会迷失方向。可以说，它提供了一个非常坚实且全面的学习路径，不仅仅是学会一门技术，更是培养了一种用图形学思维去解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

我是一个偏爱动手实践的学习者，对那种纯粹的理论堆砌实在提不起兴趣。这本书成功之处在于，它完美地平衡了理论的严谨性和实践的可操作性。我记得书里有一章专门讲解了高级纹理映射技术，包括如何实现复杂的环境光遮蔽（SSAO）和后处理效果。那些复杂的数学公式，它不是生硬地摆在那里，而是紧密结合到每一个代码块中，让你清楚地知道，每一步变换和计算的物理意义是什么。这种“理论指导实践，实践反哺理论”的良性循环，极大地提高了我的学习效率。此外，书中对不同平台和库的兼容性问题也有所涉及，这使得读者在实际部署项目时，能够预见到并规避很多潜在的麻烦。可以说，它提供了一个非常成熟和经过时间检验的学习框架，让你在构建复杂三维场景时，心中有谱，下笔有依，避免了走许多不必要的弯路。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是在一个非常偶然的机会接触到这本书的，当时我的项目急需解决一个关于高性能渲染的问题，市面上很多资料都显得过时或者过于碎片化。这本指导书的出现，简直像是在迷雾中点亮了一盏指路明灯。它最让我欣赏的一点，是其对现代OpenGL特性的把握极其到位。那些关于Shader编程的章节，简直可以单独拿出来作为一本进阶教程来研究。作者没有采用那种高高在上、令人望而生畏的语气，而是用一种非常亲切、近乎“对话”的方式来讲解复杂的流水线概念。例如，它对几何着色器（Geometry Shader）和计算着色器（Compute Shader）的引入与应用场景的分析，既有理论深度，又不失工程实用性。我特别喜欢它在处理性能优化问题时所展现出的那种务实的态度，书中给出的建议往往是立即可用且效果显著的，这对于追求效率的开发者来说至关重要。读完后，我感觉自己对GPU的并行处理能力有了更深层次的认识，编写出的渲染代码也明显更加高效和健壮。

评分☆☆☆☆☆

对于图形学领域的新人来说，入门的门槛常常让人望而却步，各种术语和概念像海啸一样袭来，很容易让人产生挫败感。但这本书的编排逻辑，简直是为“零基础”到“初级工程师”的过渡精心设计的。它的章节安排循序渐进，从最基本的窗口创建、图形管线的概念导入，到后面逐步引入深度缓冲、模板测试等核心功能，每一步的过渡都非常自然流畅。更妙的是，它非常注重概念的清晰定义，确保读者在接收新知识时，不会因为术语混淆而产生认知偏差。我个人认为，它成功地“去神秘化”了图形编程，让原本高不可攀的3D渲染技术变得触手可及。当我按照书中的步骤，一点点构建出一个完整的、可交互的场景时，那种掌控数字世界的快感，才是这本书带给我最宝贵的收获——它赋予了我创造视觉奇迹的信心和工具。

评分☆☆☆☆☆

从专业的角度来看，这本书的价值在于它的“广度”与“深度”达到了一个极佳的平衡点。它不仅仅停留在API的调用层面，而是深入到了渲染理论的哲学层面。例如，书中对于不同渲染路径的选择、延迟渲染（Deferred Shading）与前向渲染（Forward Rendering）的优劣势分析，都展示出作者深厚的行业洞察力。它没有盲目地推崇最新、最炫的技术，而是引导读者根据具体应用场景做出最合理的权衡。这种成熟的、面向工程实践的视角，对于想要从“会用”到“精通”的开发者来说，是极为宝贵的财富。这本书更像是一本“思想钢印”，它在你的脑海中建立起一个清晰、高效的渲染架构蓝图，让你在未来面对任何新的图形编程挑战时，都能迅速定位问题、设计出优雅的解决方案。它不是一本读完就束之高阁的工具书，而是会伴随我整个职业生涯的参考宝典。

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