计算机图形学

出版者:清华大学出版社

作者:孙家广

页数:0

出版时间:1995-05-01

价格:32.0

isbn号码:9787302017080

具体描述

本书介绍计算机图形学的有关原理、算法及系统，主要内容有：计算机图形硬件、图形国际标准、交流技术与用户接口、实用的图形程序库、自由曲线和曲面、几何造型、真实图形显示、图象处理等。这些内容反映了90年代以来国内外，尤其是我们在计算机图形学领域的最新成果。本书作为高等院校本科生、研究生学习“计算机图形学”或“计算机图形学基础”的教材，也可供技术人员从事有关专业工作参考。

用户评价

这本书的装帧设计给我留下了深刻的印象，封面采用了一种深邃的蓝色调，搭配上抽象但又暗示着三维空间的线条和几何图形，很有科技感。拿到手里，纸张的质感也相当不错，厚实而光滑，翻阅时没有廉价感，而且字迹清晰，排版也十分考究，阅读起来很舒服。即使我不是科班出身，但作为一名对计算机图形学充满好奇的读者，这本书的开篇就用一种循序渐进的方式，从最基础的概念讲起，比如像素、分辨率、颜色模型等等，让我这个“门外汉”也能够理解。作者在解释这些基础概念时，并没有一味地堆砌术语，而是运用了大量的类比和直观的例子，比如用画图来比喻像素的排列，用调色板来解释RGB颜色模型。这让我在短时间内就建立起了对计算机如何“看见”和“描绘”图像的基本认知。更让我惊喜的是，书中还穿插了一些关于图形学发展历史的小故事，比如早期计算机图形的诞生，以及一些标志性的图形技术的突破，这些内容虽然不是核心的技术讲解，但却极大地增加了阅读的趣味性，让我感受到了这项技术背后的创新精神和不懈追求。我尤其喜欢书中关于透视投影的讲解，作者通过几个简单的透视投影的例子，让我立刻明白了为什么我们在看远处的物体时会显得更小，以及电影和游戏中是如何模拟这种视觉效果的。这种化繁为简的教学方式，让我觉得这本书不仅仅是一本技术书籍，更像是一位经验丰富的老师，耐心地引导着我去探索一个全新的世界。

在阅读《计算机图形学》过程中，我对于书中关于实体建模和表面建模的区分和介绍，感到非常新颖且实用。我之前对三维建模的理解比较模糊，总觉得是把模型“画”出来。这本书则清晰地阐述了两种主要的建模方法：表面建模和实体建模。书中详细介绍了表面建模的原理，包括如何使用顶点、边和面来构成物体的表面，以及常用的网格表示方法，如多边形网格。作者还介绍了诸如边面网格、四边面网格等结构，以及它们在计算机图形学中的应用。我特别喜欢书中对法线和顶点法线的讲解，这对于理解光照计算和表面平滑度至关重要。另一方面，书中也深入浅出地介绍了实体建模的理念，包括如何通过布尔运算（并集、交集、差集）来构建复杂的实体模型，以及使用参数化建模技术。虽然实体建模的数学基础更为复杂，但书中通过清晰的图例和相对易懂的语言，让我对这一领域有了初步的认识，并理解了它在CAD/CAM等领域的强大应用。让我感到惊喜的是，书中还介绍了一些高级的建模技术，比如细分曲面，以及它们如何能够在保留几何细节的同时，有效地减少模型的复杂性。这本书的这种全面而深入的介绍，让我对三维模型的构建有了更深刻的认识，也为我未来深入研究建模技术打下了基础。

我一直对计算机图形学在交互设计和用户体验方面的应用非常感兴趣，《计算机图形学》这本书在这方面的内容也让我受益匪浅。书中不仅仅关注了图形的生成和渲染，还花了相当的篇幅介绍了如何将图形技术应用于人机交互。我尤其喜欢书中关于用户界面（UI）设计的原则和技术讲解，比如如何通过视觉设计来引导用户操作，如何利用动画和反馈来提升用户体验，以及如何根据不同的设备和平台来优化界面布局。书中还介绍了用户体验（UX）评估的方法，以及如何通过用户测试来改进图形界面的设计。我发现，书中在介绍这些内容时，不仅仅是理论上的阐述，还结合了大量的案例分析，展示了优秀的图形界面设计是如何提升用户满意度和产品可用性的。让我感到惊喜的是，书中还探讨了虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术中的交互问题，比如如何通过手势识别、眼球追踪等方式来与虚拟环境进行互动，以及如何设计沉浸式的用户体验。这些前沿的技术内容，让这本书不仅仅是一本基础性的图形学教材，更是一本能够引导读者思考图形学在未来发展方向的书籍。

《计算机图形学》这本书在渲染管线和实时渲染技术的讲解上，让我感到非常震撼。我一直很好奇，计算机是如何在一秒钟内生成如此逼真流畅的3D画面。书中详细介绍了图形渲染管线的各个阶段，从模型数据的输入，到顶点处理、光栅化、片元处理，直到最终像素的输出。我尤其喜欢书中对光栅化过程的讲解，它解释了如何将连续的几何图形转换成离散的像素，以及其中的一些关键技术，比如纹理映射、深度缓冲（Z-buffer）等。作者还非常详细地介绍了纹理映射的原理，包括二维纹理如何“包裹”在三维模型表面，以及纹理过滤技术，如双线性过滤和三线性过滤，如何使纹理看起来更平滑。对于实时渲染，书中介绍了GPU（图形处理器）的作用，以及着色器（Shader）在其中扮演的核心角色。我非常欣赏书中对顶点着色器和片段着色器的介绍，它们分别负责处理顶点数据和像素数据，并通过编程的方式实现了各种复杂的渲染效果，如光照、阴影、材质等。书中甚至还提供了一些简单的着色器代码示例，虽然我不是程序员，但也能感受到其强大的表现力。总的来说，这本书在渲染管线和实时渲染技术的讲解上，层次分明，逻辑清晰，让我对现代图形渲染的效率和效果有了全新的认识。

这本书在内容组织上给我一种“由浅入深，由宏观到微观”的感觉，非常适合我这种希望系统性学习图形学知识的读者。开篇的部分，作者并没有一开始就陷入复杂的数学公式，而是从图形学的基本概念和应用场景出发，例如计算机动画、虚拟现实、科学可视化等，让我很快就对图形学产生了浓厚的兴趣和整体的认知。接着，作者开始逐步深入，从二维图形绘制的基本原理，如直线、圆的绘制算法（Bresenham算法等），到三维图形学的核心内容，如几何变换、投影变换、裁剪等。我尤其欣赏书中对于裁剪算法的讲解，比如Cohen-Sutherland算法和Liang-Barsky算法，作者不仅给出了算法的步骤，还结合了大量的图示来解释裁剪的过程，让我能够非常直观地理解为什么需要裁剪，以及这些算法是如何工作的。此外，书中对于多边形填充算法，如扫描线算法，也进行了详细的讲解，包括其工作原理和实现细节。我发现，书中对每一个算法的介绍，都尽量包含了理论、图示和可能的实现思路，这种全方位的解析方式，让我能够真正地掌握这些技术，而不是停留在表面。让我感到特别受用的是，书中在讲解完一些核心的图形学算法后，还会给出一些实际应用的案例，比如如何在游戏中实现快速的直线绘制，或者如何在三维场景中高效地进行裁剪，这些都让我学到的知识立刻有了用武之地。

这本书在关于动画和运动图形的讲解上，给我带来了很多启发。我一直对如何让静态的图像动起来感到好奇。书中首先从最基础的动画概念讲起，比如关键帧动画、逐帧动画，并解释了它们的工作原理和优缺点。我尤其喜欢书中关于补间动画的介绍，它详细说明了如何通过计算中间帧来生成平滑的运动，以及如何利用缓入缓出（ease-in/ease-out）技术来增加动画的生动性。书中还介绍了基于物理学的动画，比如刚体动力学和粒子系统，这些技术在现代游戏中被广泛应用，书中对这些复杂概念的讲解，虽然篇幅不长，但抓住了核心的原理，让我能够理解它们是如何模拟真实的物理运动的。让我感到非常实用的是，书中还提到了运动捕捉技术，以及如何将真实世界中的运动数据应用到虚拟角色上，这对于游戏开发者和动画师来说是极其重要的技术。另外，书中还对摄像机动画进行了详细的介绍，包括如何设置摄像机的运动路径、焦距、景深等，这些都是营造逼真视觉效果的关键要素。我发现，这本书在动画部分的讲解，不仅仅是理论上的阐述，还尽可能地结合了实际的应用场景，让我能够理解这些技术是如何在电影、游戏和可视化领域发挥作用的。

我是一名游戏开发爱好者，一直对游戏中的3D渲染技术非常感兴趣，所以《计算机图形学》这本书自然引起了我的注意。拿到书后，我首先翻阅了关于光照和着色模型的部分，这正是我一直想深入了解的内容。书中对于不同光照模型，比如漫反射、镜面反射、环境光等，都进行了详细的阐述，并且用生动形象的例子来说明它们在实际应用中的效果。比如，在讲解漫反射时，书中用了物体表面漫反射光线，使得我们看到物体本身颜色的例子；在讲解镜面反射时，则用了光滑表面反射出清晰的倒影。更令我惊喜的是，书中还介绍了冯氏着色模型、高氏着色模型等，并且解释了它们在实时渲染中的应用。作者还花了相当大的篇幅介绍着色器的原理，包括顶点着色器和片段着色器，以及它们如何协同工作来生成最终的图像。虽然这些内容涉及一定的编程知识，但书中通过伪代码和流程图的形式，让我这个对图形编程并非十分精通的人也能够理解其核心思想。我特别喜欢其中关于材质属性的讲解，书中详细介绍了物体表面的各种材质特性，比如反射率、粗糙度、透明度等等，以及这些属性如何影响最终的渲染效果。这些知识对于我理解游戏中的材质表现，以及如何制作出逼真的游戏场景非常有帮助。总的来说，这本书在光照和着色部分的内容非常丰富且实用，为我打开了游戏3D渲染技术的新世界。

初拿到这本《计算机图形学》，我最大的感受就是它对数学原理的引入非常恰当。我知道图形学离不开数学，比如线性代数、向量、矩阵等等，但之前阅读的一些资料，往往直接抛出大量的公式，让我望而却步。然而，这本书的处理方式却让我耳目一新。它并没有回避这些数学概念，而是选择了一种非常巧妙的方式来呈现。在讲解二维变换，比如平移、旋转、缩放时，书中不仅给出了矩阵的运算方法，还非常详细地解释了这些矩阵运算在几何空间中代表的意义。比如，为什么一个特定的矩阵乘法就能够实现物体的旋转，以及为什么齐次坐标能够统一处理平移和缩放。作者甚至还绘制了非常直观的图形来辅助说明，比如用向量的加法来解释平移，用角度来解释旋转。这种“数学与几何图形”的紧密结合，让我不再觉得数学是枯燥的符号，而是理解图形变换的有力工具。更让我印象深刻的是，书中在介绍三维图形学时，对于投影变换的讲解，也同样是循序渐进的。从正交投影到透视投影，每一个步骤都解释得非常清晰，并且通过大量的图示来帮助读者理解。我特别喜欢其中关于相机模型和视锥体的讲解，作者用一个非常形象的比喻，将相机比作一个观察者，而视锥体就是观察者能够看到的范围。这种类比让原本抽象的概念变得具体可感，极大地降低了理解门槛。总的来说，这本书在数学和图形学的结合上做得非常出色，既保证了技术的严谨性，又兼顾了读者的可读性，对于我这样的非数学专业读者来说，绝对是一本福音。

这本书让我对计算机图形学在科学计算和可视化领域的应用有了更深刻的理解。我一直觉得图形学不仅仅是游戏和电影的工具，它在科学研究中也扮演着重要的角色。书中详细介绍了如何利用图形技术来可视化复杂的科学数据，比如医学影像、天气模拟、分子结构等。我尤其喜欢书中关于体绘制（Volume Rendering）的讲解，它解释了如何将三维体积数据（如CT扫描数据）直接可视化，而无需先将其转换为表面模型。作者还介绍了多种体绘制技术，如射线投射（Ray Casting）和基于纹理的体绘制，并说明了它们在医学诊断和科学研究中的重要应用。此外，书中还讨论了科学可视化中的一些关键挑战，比如如何有效地处理海量数据，如何选择合适的渲染技术来突出数据的特征，以及如何设计直观的交互方式来探索数据。让我感到特别有启发的是，书中还提到了数据驱动的图形技术，即如何利用数据分析的结果来指导图形的生成和渲染，这在许多科学领域都非常重要。总的来说，这本书为我打开了图形学在科学研究和数据可视化领域的新视角，让我看到了这项技术在推动科学进步中的巨大潜力。

《计算机图形学》这本书的叙事风格非常具有引导性，作者仿佛一位循循善诱的老师，总能在关键时刻提供恰到好处的解释和类比，让我这个初学者也能理解那些看似复杂的概念。我在阅读关于曲线和曲面的章节时，深有体会。传统意义上的曲线和曲面，往往是连续的，但在计算机中，我们实际上是在处理离散的数据点。书中非常清晰地解释了如何使用多项式函数来近似表示曲线，比如Bézier曲线和样条曲线，以及它们的数学原理。我非常喜欢书中对Bézier曲线控制点的作用的解释，比如第一个和最后一个控制点决定了曲线的起点和终点，而中间的控制点则影响着曲线的形状和弯曲程度。书中甚至还提供了通过拖动控制点来实时改变曲线形状的互动式示例（虽然是文字描述的）。对于曲面的生成，比如参数曲面，书中也进行了详细的介绍，并说明了它们在建模和动画中的重要性。我特别留意了书中关于插值和逼近的讨论，这对于理解如何根据一组离散的点生成平滑的曲线和曲面至关重要。作者还提到了 NURBS 曲面，并简单介绍了它的优势，让我对更高级的建模技术有了初步的了解。这本书的优点在于，它不会一开始就抛出复杂的数学公式，而是先通过概念和直观的图示来建立读者的理解，然后再逐步引入数学推导，这种方式让我能够更轻松地接受和消化这些内容。