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出版者:Packt Publishing

作者:Michael Ivanov

出品人:

页数:480

译者:

出版时间:2011-5-24

价格:USD 54.99

装帧:Paperback

isbn号码:9781849512800

丛书系列:

图书标签:

• Flash
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探秘光影的艺术：高性能实时渲染技术深度解析 书名：光影构建者的圣经：从基础到精通的实时3D渲染引擎实践 图书简介 本书旨在为有志于深入理解和掌握现代实时3D渲染技术，特别是那些希望构建或深度定制自己的渲染管线的开发者提供一份全面、深入且实用的指南。我们避开了对特定商业引擎API的直接照搬和重复介绍，而是将重点聚焦于实时渲染领域最核心、最通用的数学原理、图形学算法以及底层实现机制。 第一部分：渲染管线的基石与数学回归 本卷从计算机图形学的理论基础出发，系统梳理了构建任何高性能渲染引擎所必需的数学工具箱。我们不会仅仅停留在公式的罗列，而是深入探讨这些数学概念如何在GPU编程和场景几何处理中发挥关键作用。 第1章：线性代数与几何变换的再认识 本章彻底剖析了向量空间、矩阵运算在3D变换中的角色。我们将详细探讨齐次坐标系的优势、四元数（Quaternions）在避免万向节锁（Gimbal Lock）方面的应用，并提供如何高效实现矩阵栈（Matrix Stacks）和高效的变换组合策略。重点分析了如何在现代图形API（如Vulkan/DirectX 12）的固定描述符结构中，优化CPU到GPU的数据传输布局。 第2章：光线与几何的交织 这里深入讲解了光线步进（Ray Marching）与光线追踪（Ray Tracing）的基础几何求交算法。内容涵盖了对三角形、平面、二次曲面（如球体、圆柱体）的高效求交测试，并介绍了布希-阿夫恩/克努斯（Barycentric Coordinates）插值在纹理映射和法线插值中的精确应用。特别关注了空间划分结构——特别是层次包围盒（Bounding Volume Hierarchy, BVH）的构建算法（如SAH准则）和遍历优化，这是实现快速场景查询的关键。 第3章：透视与投影的奥秘 本章详细解析了从世界空间到屏幕空间的完整投影流程。我们不仅复习了经典的透视投影矩阵的构建，更重要的是，深入探讨了反向投影（Unprojection）的实现细节，这对于深度缓冲区的深度值反转校准至关重要。此外，还比较了正交投影在工程图和特定视图中的应用场景。 第二部分：现代渲染管线的核心算法 本部分是本书的重点，它着眼于现代GPU并行处理架构下，如何设计高效的渲染通道和着色器程序。 第4章：深度缓冲与早期Z剔除的效能分析 深入探讨了深度缓冲区的精度问题（例如，近平面精度损失的数学根源），以及如何通过调整投影矩阵参数或使用Depth-of-Field技术来缓解。详述了早期Z剔除（Early-Z Culling）的工作原理及其对GPU性能的显著提升，并讨论了在Tile-Based 延迟渲染（TBDR）架构下，深度测试的优化策略。 第5章：高效的几何处理与LOD系统 本章关注如何减少需要光栅化的图元数量。详细讲解了基于视锥体剔除（Frustum Culling）和遮挡剔除（Occlusion Culling）的实现。同时，提供了构建多级细节（Level of Detail, LOD）系统的算法，包括基于距离的LOD切换，以及面向网格简化（Mesh Simplification）的二次误差度量（Quadric Error Metrics, QEM）算法的流程概述。 第6章：纹理、采样与过滤的艺术 超越基础的纹理坐标读取，本章探讨了纹理采样的高级主题。详细解析了Mipmap的生成原理、各向异性过滤（Anisotropic Filtering）的数学模型和硬件实现，以及如何通过纹理数组（Texture Arrays）和纹理集合（Texture Atlas）来优化Draw Call。还涉及了程序化纹理生成的基础方法。 第三部分：光照、着色与材质建模 本部分聚焦于如何利用GPU的并行计算能力来模拟真实世界的光照现象。 第7章：标准光照模型与BRDF的深入 本书将细致分解Phong模型的局限性，并全面介绍基于物理的渲染（PBR）的核心——微表面模型。详细阐述了Cook-Torrance BRDF的数学结构，特别是法线分布函数（NDF）和几何衰减因子（G-Factor）的精确推导和实现。我们还将讨论各向异性高光（Anisotropic Highlights）的着色实现。 第8章：阴影技术：从硬到软的进化 本章对比了多种阴影技术。重点分析了阴影贴图（Shadow Maps）的常见问题（如走样Aliasing和“渗漏”Peter Panning），并详细介绍了百分比逼近柔和阴影（Percentage-Closer Soft Shadows, PCSS）的采样策略。此外，还提供了级联阴影贴图（Cascaded Shadow Maps, CSM）的视野划分与深度区间管理算法。 第9章：环境光照与全局照明的近似 本章探讨了如何在实时环境中模拟全局光照（Global Illumination, GI）的效果。覆盖了反射探针（Reflection Probes）的部署与插值技术，以及基于辐照度贴图（Irradiance Maps）的漫反射光照计算。最后，对屏幕空间环境光遮蔽（SSAO）算法的采样核设计和空间去噪技术进行了深入的剖析和实现指导。 第四部分：后期处理与性能优化实践 本部分将目光投向渲染流水线的末端，探讨如何通过一系列图像空间的效果提升最终画面的视觉质量，并提供实用的性能调优思路。 第10章：图像空间特效的实现 详细介绍了一系列关键的后期处理技术，这些技术通常通过全屏后处理通道完成。内容包括：景深（Depth of Field）的散景模拟与高斯模糊优化、运动模糊（Motion Blur）的基于速度缓冲区的实现、以及屏幕空间反射（SSR）的采样和迭代优化。 第11章：色彩管理与色调映射 本章强调了正确处理颜色数据的重要性。我们将讲解从浮点色彩空间到显示器伽马空间的转换过程，并重点介绍ACES（Academy Color Encoding System）标准中的色调映射（Tone Mapping）算子（如Filmic Tonemapping）的数学实现，以确保高动态范围（HDR）内容的准确显示。 第12章：性能分析与GPU调试技巧 本章提供一套面向底层渲染优化的方法论。指导读者如何利用硬件性能计数器（Hardware Performance Counters）来识别渲染瓶颈，区分带宽受限（Bandwidth Bound）和计算受限（Compute Bound）的场景。同时，讨论了同步操作（Fences/Barriers）的最小化策略，以及如何高效地组织渲染命令列表以最大化GPU利用率。 本书的目标读者是具备C++/数学基础，并希望超越现有工具包的限制，深入理解和构建高性能、可定制化渲染引擎的专业程序员和图形学爱好者。通过对这些核心算法的掌握，读者将具备设计未来渲染系统的能力。

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《Away3D 3.6 Cookbook》这本书是我在3D开发道路上的一个重要里程碑。作为一名对3D图形技术充满热情的独立开发者，我一直在寻找能够帮助我快速高效地构建3D网页应用的技术。Away3D框架的灵活性和强大的功能一直吸引着我，而这本书则是我进入Away3D世界的绝佳向导。这本书的内容组织非常清晰，从最基础的场景创建到复杂的着色器编程，都进行了详尽的讲解。我特别喜欢书中关于材质和纹理的章节，作者详细介绍了如何创建各种复杂的材质，如何使用纹理贴图来增强模型的细节，以及如何实现PBR（Physically Based Rendering）效果。这让我能够理解并实现更逼真的3D渲染。书中关于模型加载和处理的章节也为我提供了宝贵的实践经验，让我能够更轻松地将外部3D模型导入到Away3D场景中，并对其进行各种操作。总而言之，这本书为我提供了一个全面而深入的Away3D学习路径，让我的3D开发技能得到了显著提升。

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作为一名在游戏开发领域摸爬滚打多年的开发者，我深知一个强大而易于使用的3D引擎对于项目成功的重要性。Away3D一直是我关注的焦点之一，而《Away3D 3.6 Cookbook》这本书的出现，更是让我对其刮目相看。这本书的编排逻辑非常严谨，从最基础的概念讲起，循序渐进地引导读者掌握Away3D的各个核心功能。我特别欣赏书中关于场景管理和摄像机控制的章节，作者通过详细的代码示例，清晰地展示了如何构建复杂的3D场景，如何设置不同的摄像机视角，以及如何实现流畅的摄像机动画。这对于我理解和实现游戏中的视角切换和场景漫游至关重要。书中对材质系统的深入剖析也让我印象深刻，特别是关于如何创建自定义着色器和使用材质属性来模拟各种表面效果的讲解，为我提供了丰富的创意灵感。此外，书中关于粒子系统和特效的实现方法，也为我今后在游戏中加入炫酷的视觉特效打下了坚实的基础。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一本3D艺术的指南，它教会我如何用Away3D将我的想法变成生动的3D世界。

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这本书简直是3D开发爱好者的福音！作为一名在业余时间探索Away3D多年的开发者，我一直都在寻找一本能够系统性地讲解Away3D核心概念和高级技巧的书籍，而《Away3D 3.6 Cookbook》无疑满足了我的所有期待，甚至超越了我的想象。从基础的场景搭建、物体加载，到复杂的材质、光照、动画，再到后期的后处理效果和性能优化，这本书几乎涵盖了Away3D 3.6版本的所有重要方面。它的结构非常清晰，以“Cookbook”的命名方式，意味着它提供了大量实用的代码示例和解决方案，每一个章节都像一本烹饪指南，指导你一步步地做出令人惊叹的3D效果。书中对于每个概念的解释都非常到位，没有晦涩难懂的理论堆砌，而是通过实际操作来加深理解。我尤其欣赏作者在解释光照模型时，不仅提供了代码实现，还详细阐述了不同光照类型（如平行光、点光源、聚光灯）的工作原理以及它们如何影响物体的外观。此外，书中关于材质系统（如漫反射、镜面反射、高光、法线贴图等）的讲解也非常深入，让我能够更自由地控制物体的表面质感，创造出逼真的视觉效果。对于动画部分的讲解，作者也下了不少功夫，从简单的骨骼动画到复杂的变形动画，都提供了清晰的代码示例和易于理解的解释。读完这本书，我感觉自己的Away3D开发能力得到了质的飞跃，能够更加自信地应对各种3D项目需求。

评分☆☆☆☆☆

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《Away3D 3.6 Cookbook》这本书就像一本3D开发者的“瑞士军刀”，它为我提供了解决各种3D问题的工具和方法。我是一名对WebGL和Away3D充满好奇的开发者，一直想要深入了解这个强大的框架。《Away3D 3.6 Cookbook》这本书的“Cookbook”形式非常吸引我，它以解决实际问题为导向，提供了大量的代码示例和技术技巧。我尤其欣赏书中关于粒子系统和特效的章节，作者通过详细的代码，清晰地展示了如何创建各种粒子效果，如火焰、烟雾、爆炸等，这对于我制作游戏特效非常有帮助。书中关于性能优化的讨论也让我印象深刻，作者分享了许多实用的技巧，如剔除、LOD（Level of Detail）、实例化渲染等，这些都是在实际项目中提升性能的关键。我之前一直在为项目的性能问题而苦恼，而这本书提供的解决方案让我眼前一亮。总而言之，这本书为我提供了一个全面而深入的Away3D学习路径，让我的3D开发技能得到了显著提升。

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我是在一个偶然的机会了解到《Away3D 3.6 Cookbook》这本书的，当时我正在寻找能够提升我3D网页开发技能的资源，而这本书正好满足了我的需求。这本书的结构非常合理，它将Away3D 3.6的各个方面都进行了详尽的介绍，并且提供了大量的实用代码示例。我尤其欣赏书中关于光照和阴影的讲解，作者通过易于理解的代码，清晰地展示了如何模拟各种真实世界的光照效果，以及如何实现逼真的阴影。这对于我创建具有沉浸感的3D场景至关重要。书中关于后期处理效果的章节也让我大开眼界，例如实现景深、运动模糊、色彩校正等效果，这些都能够极大地提升3D场景的视觉表现力。我之前一直对这些高级效果的实现感到好奇，而这本书则为我提供了一个清晰的实现路径。此外，书中关于用户交互的章节，也教会了我如何响应用户的输入，如何实现3D场景的缩放、旋转和平移等操作，这为我开发交互式3D应用提供了宝贵的经验。

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这本书的出现，对于我这样渴望深入探索Away3D 3.6的开发者来说，无疑是一份厚礼。我一直在寻找一本能够系统性地讲解Away3D核心概念和高级技巧的书籍，而《Away3D 3.6 Cookbook》完美地满足了我的需求。它的内容组织非常清晰，从基础的场景搭建、物体加载，到复杂的材质、光照、动画，再到后期的后处理效果和性能优化，几乎涵盖了Away3D 3.6的所有重要方面。我尤其喜欢书中关于材质系统的讲解，作者不仅提供了代码实现，还详细阐述了不同材质属性（如漫反射、镜面反射、高光、法线贴图等）的工作原理以及它们如何影响物体的外观，这让我能够更自由地控制物体的表面质感，创造出逼真的视觉效果。书中关于动画部分的讲解也十分透彻，无论是骨骼动画的播放控制，还是关键帧动画的创建，都提供了清晰的代码和解释，让我能够更自如地处理3D模型在场景中的动态表现。

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中途放弃了，Away3d4.0+的变化太大了，书中的内容已过时，学Away3D，直接看官方Demo源码，然后自己练习就可以了。

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