Point-Based Graphics

出版者:Morgan Kaufmann publisher

作者:Gross

页数:552

出版时间:2007-7

价格:687.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780123706041

具体描述

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This book will present the latest research results in point-based computer graphics. After an overview of the key issues, affordable 3D scanning devices will be discussed and new concepts for the mathematical representation of point-sampled shapes will be presented. Then the authors will describe methods for high-performance and high-quality rendering of point models, including advanced shading, anti-aliasing, and transparency. The book will also present efficient data structures for hierarchical rendering on modern graphics processors (GPUs). In addition it will address methods for geometric processing, filtering and resampling of point models. The last part of the book will be devoted to Pointshop3D , open-source software for the design of new algorithms for point-based graphics. Both editors have worked in computer graphics for many years and have pioneered the field of point-based graphics. They have published a large number of papers in journals and conferences on this topic. They have founded the IEEE/EUROGRAPHICS annual Symposium on Point-based Graphics, which was held this year for the second time. They also taught numerous courses on the topic at international conferences, including ACM SIGGRAPH and EUROGRAPHICS.

The first book on a major development in graphics by the pioneers in the field

* This technique allows 3D images to be manipulated as easily as Photoshop works with 2D images

* Includes CD-ROM with the open source software program Pointshop3D for experimentation with point graphics

用户评价

阅读《Point-Based Graphics》的过程，更像是一次在知识迷宫中进行精密测绘的旅程，而非轻松的观光。我尤其欣赏作者在探讨算法效率时所展现出的那种近乎偏执的细节关注。书中关于自适应采样和重构的技术讨论，简直是教科书级别的范例。例如，在描述如何处理扫描数据中固有的噪声和不规则密度时，作者没有仅仅停留在高层概念的介绍，而是深入到了核函数选择对局部曲率估计精度的影响，甚至引用了具体的统计学论证来支撑其推荐的参数范围。这种对数学基础的尊重和对工程实践的连接，使得全书的论述具有极强的说服力。我记得有一章专门讨论了如何利用GPU的并行计算特性来优化点数据的几何处理，作者清晰地阐述了SIMD架构与点云数据结构之间如何进行最优映射，这部分内容对于正在尝试优化实时点渲染引擎的工程师来说，无疑是宝贵的实战经验。这本书的行文风格极其克制，没有任何煽情或夸张的表达，每一个公式、每一个图表都是为了支撑一个明确的技术论点。如果你期望从中找到快速制作酷炫特效的秘诀，那可能会失望；但如果你想探究那些工业级应用背后支撑其稳定和高效运行的核心计算原理，那么这本书的价值将无可估量。它教会了我如何“慢下来”，去理解计算的本质。

深入阅读《Point-Based Graphics》，我越来越体会到作者对于“真实感”的追求，并非仅仅停留在视觉表面的光影效果，而是根植于数据内在的物理特性。书中有一部分章节，专门探讨了如何利用点云数据来模拟材料的散射和反射特性，这部分内容远超出了传统计算机图形学中对BRDF模型的应用范畴。作者将点作为微观表面元素的代表，结合辐射传输理论，构建了一种更贴近物理现实的渲染模型。这种思路的转变是革命性的，它意味着我们可以直接从扫描数据中提取出复杂、非规则的表面信息，而无需先进行繁琐的曲面拟合。我印象最深的是关于“点到点”间能量交换的计算方法，作者引入了一种基于距离衰减的积分近似方法，虽然计算量较大，但其结果在视觉上对粗糙表面和亚表面散射的模拟效果，远超使用均匀网格插值的结果。这本书对于那些希望在医学成像、文化遗产保护或工业检测等领域应用高精度三维扫描数据的专业人士来说，提供了坚实的理论后盾。它告诉你，如何让这些散乱的点真正“说话”，展现出它们所代表的物理实体所应有的光照响应。

这本书的篇幅虽然厚重，但它的价值在于其知识的“密度”和“前瞻性”。它不仅仅是对现有技术的总结，更像是一份对未来点云图形学发展方向的路线图。在探讨了基础理论和成熟应用之后，作者开始展望一些尚未完全成熟但极具潜力的研究方向，比如如何将点云数据与深度学习模型更紧密地结合，以实现更智能化的数据去噪和场景理解。书中对“可微分点渲染器”的初步构想，就体现了这种与时俱进的视野。作者并未给出完整的实现代码，而是提出了挑战和潜在的解决思路，这极大地激发了读者的研究兴趣。这种将前沿挑战清晰地呈现给读者的做法，使得这本书超越了一本单纯的技术手册，更像是一份对图形学研究者发出的邀请函。阅读完它，我感觉自己不仅掌握了一套工具，更重要的是，建立了一个看待和解决三维数据问题的全新思维框架。它的深度足以让博士生作为研究起点，它的严谨也足以让资深工程师作为优化瓶颈的参考依据。这是一部能真正提升专业视野的经典著作，其价值会随着技术的演进而愈发凸显。

这本书的结构编排，体现了作者深厚的教学功底和对学科脉络的清晰认知。它不像许多技术书籍那样，将不同主题零散地堆砌在一起，而是构建了一个逻辑递进、层层深入的知识体系。开篇从最基础的点数据结构和存储开始，自然而然地过渡到点的几何处理，随后才引入到复杂的渲染和可视化技术。这种“由浅入深，先筑基再建高楼”的策略，极大地降低了初学者面对这个交叉学科时的认知门槛。特别值得称赞的是，作者在介绍高级话题，如基于点的层次化细节（Level of Detail, LOD）管理时，并没有直接给出最终的算法，而是先回顾了传统网格LOD的局限性，从而巧妙地引出了点云LOD的优势与挑战。这种对比式的教学方法，让读者能够清晰地辨析不同技术路线的优劣。此外，书中的插图质量非常高，它们不仅仅是装饰，而是算法逻辑的视觉化表达，很多复杂的拓扑关系，通过书中的二维示意图，可以被瞬间理解，避免了大量冗长的文字解释。对于自学者而言，这种清晰的逻辑线索和视觉辅助，是确保学习效率的关键。它确实是一本可以被反复翻阅，每次都能获得新感悟的参考手册。

这本《Point-Based Graphics》的封面设计得颇为简约，但当我翻开第一页，一股扎实的学术气息便扑面而来。它不像那些旨在快速入门的教程那样，试图用花哨的渲染效果或晦涩的数学公式来炫耀，而是选择了一种极为冷静和严谨的笔触，深入探讨了基于点云（Point Cloud）进行三维图形表示和渲染的底层逻辑。对于一个长期在传统多边形网格（Polygon Mesh）领域摸爬滚打的设计师来说，这本书提供了一个完全不同的视角——如何从最基础的数据单元出发，构建起一个可感知、可交互的视觉世界。书中对于点数据的组织结构，尤其是在大规模数据集下的内存管理和空间划分策略，讲解得极其透彻。它没有急于展示最终的绚丽图像，而是花费了大量篇幅去剖析效率与精度之间的权衡艺术，这使得读者能够真正理解，为什么在某些特定应用场景，例如大规模场景可视化或实时流数据处理中，点云方法能够展现出比传统方法更优越的性能。特别是关于点渲染管线中的深度排序和遮挡处理部分，作者没有采用简单的堆砌现有算法的写法，而是引入了一种基于邻域拓扑结构的预测模型，这一点让我耳目一新，显示出作者在理论研究上的深度和创新性。总而言之，这是一本需要耐心研读的“硬核”读物，它强迫你重新审视对“三维模型”的定义，并将你的思维从“面”拉回到“点”这一最本真的几何元素上。