3D-Programmierung für Windows

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出版者:Microsoft Gmbh
作者:[美] Charles Petzold
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2007
价格:0
装帧:Hardcover
isbn号码:9783866454231
丛书系列:
图书标签:
  • 程序设计
  • 3D-Programmierung
  • Windows
  • Grafikprogrammierung
  • C++
  • DirectX
  • OpenGL
  • Spieleentwicklung
  • Computergrafik
  • Programmierung
  • Softwareentwicklung
  • Anfänger
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具体描述

沉浸式视觉的构建:深入探索现代图形渲染与交互技术 本书并非直接聚焦于特定软件或语言的“3D编程”教程,而是将目光投向了构建引人入胜的视觉体验背后更深层次的原理与实践。我们旨在为您揭示驱动现代计算机图形学发展的核心思想,让您能够理解并掌握如何将二维数据转化为令人信服的三维空间,并赋予其生命力,使其能够与用户进行自然而富有表现力的交互。 第一部分:三维世界的基石——几何、空间与变换 我们将从最基础的层面开始,为您系统梳理三维图形学的数学基石。这包括: 向量与矩阵的奥秘: 深入理解向量在表示方向、位置、速度等方面的作用,以及矩阵如何成为变换(平移、旋转、缩放)的强大工具。您将学习如何运用这些数学工具来定义和操作三维空间中的对象。 坐标系与投影: 探讨世界坐标系、局部坐标系、视图坐标系等概念,以及它们之间的转换关系。我们将详细讲解各种投影方式,如正交投影和透视投影,理解它们如何将无限延伸的三维世界“压缩”到二维屏幕上。 模型构建与数据表示: 学习如何有效地表示三维模型,包括多边形网格、点云、体素等常见数据结构。我们将探讨如何从数据中构建出逼真的三维形状,并理解网格的拓扑结构对于渲染和交互的重要性。 相机模型与视锥体: 模拟真实世界相机的原理,理解视点、视线方向、视场角等参数如何决定了我们所能看到的画面。视锥体的概念将帮助您理解哪些对象在摄像机视野范围内,从而进行有效的裁剪。 第二部分:光影的艺术——渲染管线与材质表现 本部分将带您走进光影交织的奇妙世界,学习如何让三维模型在屏幕上呈现出生动逼真的视觉效果。 渲染管线概览: 深入解析现代图形渲染管线的各个阶段,从顶点处理到像素着色,理解数据如何在各个环节被处理和转化。您将了解到GPU(图形处理器)在这一过程中扮演的关键角色。 着色模型与光照计算: 学习不同的着色模型,如朗伯漫反射、冯氏反射、布林反射等,理解它们如何模拟不同材质表面的光照反射特性。我们将探讨环境光、方向光、点光源、聚光灯等光源类型,以及它们对场景光影效果的影响。 纹理映射与材质属性: 纹理是赋予物体表面细节和真实感的关键。您将学习如何使用二维纹理图片来模拟颜色、凹凸、高光、粗糙度等材质属性,实现从粗糙石块到光滑金属的逼真过渡。 高级渲染技术(概述): 简要介绍一些更复杂的渲染技术,如阴影映射、环境光遮蔽(AO)、全局光照(GI)的概念,让您对更高级的视觉效果有所了解,并为进一步深入学习打下基础。 抗锯齿与后处理: 探索如何消除图像中的锯齿现象,提升画面边缘的平滑度。同时,我们将了解后处理技术,如色彩校正、景深、运动模糊等,如何进一步增强画面的电影感和沉浸感。 第三部分:交互的灵魂——用户输入与动态反馈 构建一个富有生命力的三维世界,离不开与用户的互动。本部分将关注如何实现流畅、自然的交互体验。 用户输入事件处理: 学习如何捕获和处理来自键盘、鼠标、触摸屏等输入设备的事件。您将理解如何将这些原始的输入信号转化为对三维场景的操控指令。 相机控制与导航: 探索实现各种相机控制模式,如第一人称视角、第三人称视角、自由漫游等。学习如何通过用户输入来平滑地改变相机的位置和方向,让用户能够自由探索三维空间。 碰撞检测与响应: 理解碰撞检测的基本原理,如何判断两个或多个三维对象是否发生碰撞。我们将探讨简单的碰撞检测方法,并介绍如何根据碰撞结果触发相应的响应,例如停止移动、播放音效或触发动画。 物理模拟基础: 简要介绍一些基础的物理模拟概念,如重力、加速度、动量等。了解如何将这些物理原理应用到三维对象上,使其行为更加符合现实世界的规律,增加交互的真实感。 动画与状态管理: 学习如何为三维对象添加动画,使其能够表现出运动、变形等动态效果。同时,我们将探讨如何管理场景中对象的各种状态,确保交互的逻辑性和连贯性。 本书的价值与目标读者: 本书并非旨在教授您某款特定开发工具的API细节,而是致力于为您构建坚实而全面的三维图形学理论基础。我们期望通过系统性的讲解,帮助您: 理解底层原理: 掌握三维图形渲染的核心概念和数学原理,摆脱对具体工具的依赖,具备更强的通用性和迁移能力。 提升问题解决能力: 当遇到渲染效果不佳、交互不流畅等问题时,能够追溯到问题的根源,找到有效的解决方案。 为进阶学习奠定基础: 为您深入学习更高级的图形技术,如实时光线追踪、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、游戏开发等,提供坚实的理论支撑。 培养创造性思维: 理解了背后的原理,您将能够更自由地发挥创意,设计出独特而引人入胜的三维视觉体验。 本书适合对计算机图形学、游戏开发、可视化技术、交互设计等领域感兴趣的开发者、学生以及爱好者。无论您是初学者还是有一定基础的从业者,相信都能从中获得宝贵的知识和启示,迈向构建更逼真、更生动的三维世界的新征程。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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拿到这本书后,我首先查看了目录结构,试图判断其逻辑流程是否严谨。对我而言,一个优秀的3D编程指南,其章节划分应该体现出从抽象到具象的完美过渡。我尤其关注它对数学库和数学工具的使用是否有统一和高效的封装,以及如何推荐或实现一个基础的数学库,因为这部分内容是所有后续工作的基础。另外,在用户交互方面,如何高效地处理鼠标、键盘输入,并将其转化为3D世界中的操作,也是衡量其实用性的一个重要指标。如果书中能有一章专门讲解如何构建一个可重用的3D场景图(Scene Graph)框架,并展示如何在Windows环境下对其进行高效管理,那么这本书就非常符合我的需求了。总而言之,我期待的不是一本枯燥的API手册,而是一部能引导我构建起完整、高效、且具有现代视野的3D渲染系统的进阶指南。

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这本书的装帧和印刷质量确实不错,这对于需要频繁翻阅查阅代码和图表的专业技术书籍来说非常重要。不过,内容上的契合度才是决定它在我书架上地位的关键。我个人对游戏引擎的底层架构非常感兴趣,特别是资源加载、内存管理和多线程处理在3D渲染上下文中的特殊处理方式。我更倾向于那些能够清晰阐述不同渲染技术(比如延迟渲染与前向渲染)的优缺点,以及它们在实际应用中的取舍逻辑的书籍。如果这本书只是停留在API调用的表面介绍,而没有触及到这些更深层次的设计哲学,那么它对于一个已经有一定经验的开发者来说,可能会略显单薄。我渴望看到作者如何将复杂的计算机图形学理论,通过Windows平台这一具体的载体,进行优雅而实用的转化。这种转化能力,是衡量一本技术书是否真正具有生命力的试金石。

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这本《3D-Programmierung für Windows》的书籍,初拿到手时,那种厚重感和封面设计就给我一种专业、严谨的印象。我之前接触过一些基础的图形学概念,但一直缺乏一个能系统性地将理论与实际Windows平台下的开发相结合的指南。我尤其期待它在DirectX或者OpenGL在Windows环境下的具体实现细节上能有深入的讲解。毕竟,理论知识书架上堆了不少,但真正能上手做出点东西,尤其是涉及到性能优化和与操作系统底层交互的部分,才是区分“会用”和“精通”的关键。我希望能看到大量的代码示例,最好是那种可以直接编译运行,并且结构清晰,便于我理解其设计思路的范例。如果书中能穿插一些关于3D渲染管线在现代GPU架构下的工作原理分析,那就更完美了,这样我可以更好地理解为什么某些优化技巧是有效的。这本书的定价不低,所以读者自然会期待它能提供远超入门级教程的深度和广度。我非常看重它对Windows特有API,比如WPF/DirectX互操作或者最新的DirectML特性的覆盖程度,这决定了它是否能真正服务于当前Windows平台上的3D开发者。

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说实话,我买这本书的时候是带着一种既好奇又有些忐忑的心情。我对3D编程的兴趣由来已久,但总感觉自己像是站在一个巨大的知识迷宫入口,不知道该从何处开始。我更希望看到的是一种循序渐进的教学方式,而不是一上来就抛出大量晦涩难懂的数学公式和底层寄存器操作。理想中,这本书应该从最基础的向量、矩阵运算开始,然后平滑地过渡到场景管理、光照模型,最后才深入到高效的渲染技术。我特别关注它在“性能优化”这一块的论述。在实际项目中,如何平衡视觉效果的保真度和运行帧率,是一个永恒的难题。如果书中能提供一些真实的案例分析,展示如何诊断渲染瓶颈,并给出针对性的解决方案(比如LOD策略、剔除算法的实际应用),那这本书的价值将立刻翻倍。我希望它不仅仅是一本“怎么做”的菜谱,更是一本“为什么这么做”的原理书。

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我对这类书籍的期望往往非常具体,那就是它能否覆盖到现代3D开发的“前沿”技术。例如,光线追踪(Ray Tracing)在Windows平台上的实现,无论是通过DXR还是软件模拟,都是一个极具吸引力的主题。我希望看到书中不仅仅是提到这些概念,而是能提供实实在在的代码实现指导,让我们这些爱好者能亲手搭建起一个简单的光追系统。此外,对于PBR(基于物理的渲染)工作流的讲解也至关重要,现代PBR材质的设置和着色器编写,是提升视觉效果的关键。如果这本书的内容停留在DirectX 9或者早期的固定管线模型,那它就失去了对当下开发者的吸引力。我需要的是能让我今天学到的知识,明天就能应用到我的实际项目中的“活的”技术,而不是过时的知识点堆砌。

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