計算機圖形學原理及實踐：進階篇(原書第3版)（簡體書）

本書是計算機圖形學領域公認的經典教材。與上一版相比，新版從內容到形式都有大幅變化。為了便於教學，中文版分為基礎篇和進階篇兩冊。此為進階篇，包括原書第17～38章，內容覆蓋了三角形網格面的簡化和修復及細節層次表示、複雜形狀的建模技術、細分曲線曲面、圖像的表示及存儲格式、圖像的採樣和重建方法、表面材質散射模型、顏色感知與顏色描述、圖形著色器、表意式繪製、計算機動畫、現代圖形硬件等。

計算機圖形學領域久負盛名的經典教材，全新升級，內容系統全面，理論、技術與前沿知識兼備

出版者的話
譯者序
前言
作者簡介
第17章　圖像表示與操作1
　17.1　引言1
　17.2　什麼是圖像1
17.2.1　一幅圖像存儲的信息2
　17.3　圖像文件格式2
17.3.1　選擇圖像格式3
　17.4　圖像合成4
17.4.1　圖像合成中像素的含義5
17.4.2　計算U over V5
17.4.3　簡化合成6
17.4.4　其他合成運算6
17.4.5　物理單位和合成7
　17.5　其他圖像類型7
17.5.1　術語8
　17.6　MIP圖8
　17.7　討論和延伸閱讀9
　17.8　練習10
第18章　圖像和信號處理11
　18.1　引言11
18.1.1　概述11
18.1.2　重要的術語、假設和概念13
　18.2　歷史動因14
　18.3　卷積17
　18.4　卷積的性質19
　18.5　卷積的計算20
　18.6　重建21
　18.7　函數類21
　18.8　採樣22
　18.9　數學考慮23
18.9.1　基於頻率的合成與分析25
　18.10　傅裡葉變換的定義28
　18.11　在一個區間上的函數的傅裡葉變換28
18.11.1　採樣和區間上的帶寬限制30
　18.12　推廣到更大的區間和整個R上31
　18.13　傅裡葉變換的例子32
18.13.1　基本例子32
18.13.2　盒函數的變換是sinc函數32
18.13.3　區間上的例子34
　18.14　採樣的近似34
　18.15　涉及極限的例子35
18.15.1　窄盒函數和delta函數35
18.15.2　梳子函數及其變換35
　18.16　傅裡葉逆變換36
　18.17　傅裡葉變換的性質36
　18.18　應用37
18.18.1　帶寬限制37
18.18.2　在頻譜中解釋複製39
　18.19　重建和帶寬限制40
　18.20　再談走樣43
　18.21　討論和延伸閱讀44
　18.22　練習47第19章　圖像縮放48
　19.1　引言48
　19.2　圖像放大49
　19.3　圖像縮小51
　19.4　算法實用化52
　19.5　有限支撐近似54
19.5.1　實用的帶限函數56
　19.6　其他圖像操作和效率56
　19.7　討論和延伸閱讀58
　19.8　練習59
第20章　紋理與紋理映射60
　20.1　引言60
　20.2　各種紋理映射61
20.2.1　環境映射62
20.2.2　凹凸映射62
20.2.3　輪廓繪製63
　20.3　根據參數化構建切向量64
　20.4　紋理圖的取值範圍65
　20.5　確定紋理坐標66
　20.6　應用實例69
　20.7　採樣、走樣、濾波以及重構69
　20.8　紋理合成71
20.8.1　基於傅裡葉變換的紋理合成71
20.8.2　Perlin噪聲71
20.8.3　反應擴散紋理73
　20.9　數據驅動的紋理合成74
　20.10　討論和延伸閱讀76
　20.11　練習77第21章　交互技術79
　21.1　引言79
　21.2　用戶界面與計算機圖形學79
21.2.1　一般規則82
21.2.2　交互事件處理84
　21.3　二維操作的多觸點交互85
21.3.1　問題定義86
21.3.2　構建程序86
21.3.3　交互器87
　21.4　三維空間中基於鼠標的物體操作90
21.4.1　跟蹤球界面90
21.4.2　弧球界面93
　21.5　基於鼠標的相機操作：Unicam94
21.5.1　平移94
21.5.2　旋轉95
21.5.3　附加操作96
21.5.4　評估96
　21.6　選擇最佳界面96
　21.7　一些界面實例96
21.7.1　第一人稱射擊遊戲控制96
21.7.2　3ds Max變換小工具97
21.7.3　Photoshop的自由變換模式97
21.7.4　Chateau98
21.7.5　Teddy99
21.7.6　Grabcut與通過筆劃的選擇99
　21.8　討論和延伸閱讀100
　21.9　練習102
第22章　樣條曲線和細分曲線104
　22.1　引言104
　22.2　基本多項式曲線104
　22.3　兩條曲線間的擬合曲線段：Hermite曲線104
22.3.1　Bézier曲線106
　22.4　曲線拼接與CatmullRom樣條107
22.4.1　CatmullRom樣條的推廣109
22.4.2　CatmullRom樣條的應用110
　22.5　三次B樣條110
22.5.1　其他B樣條111
　22.6　細分曲線112
　22.7　討論和延伸閱讀113
　22.8　練習113
第23章　樣條曲面和細分曲面114
　23.1　引言114
　23.2　Bézier曲面片114
　23.3　CatmullClark細分曲面116
　23.4　細分曲面造型119
　23.5　討論和延伸閱讀120
第24章　形狀的隱式表示121
　24.1　引言121
　24.2　隱式曲線121
　24.3　隱式曲面124
　24.4　表示隱函數125
24.4.1　插值方法125
24.4.2　樣條曲線126
24.4.3　數學模型及採樣隱式表示127
　24.5　隱式函數的其他表示127
　24.6　轉換成多面體網格128
24.6.1　移動立方體131
　24.7　多面體網格到隱式表示的轉換132
　24.8　紋理隱式模型132
24.8.1　模型變換和紋理132
　24.9　光線跟蹤隱式曲面133
　24.10　動畫中的隱式形狀133
　24.11　討論和延伸閱讀134
　24.12　練習135
第25章　網格136
　25.1　引言136
　25.2　網格拓撲137
25.2.1　表面三角化和有邊界表面138
25.2.2　計算和存儲鄰接關係139
25.2.3　更多網格術語141
25.2.4　網格嵌入和網格拓撲142
　25.3　網格幾何143
25.3.1　網格含義144
　25.4　細節層次145
25.4.1　漸進式網格148
25.4.2　其他網格簡化途徑151
　25.5　網格應用1：移動立方體算法、網格修復、網格優化151
25.5.1　移動立方體算法的變化形式151
25.5.2　網格修復153
25.5.3　差分或拉普拉斯坐標系154
25.5.4　拉普拉斯坐標的應用156
　25.6　網格應用2：變形傳遞和三角形排序優化158
25.6.1　變形傳遞158
25.6.2　有利於提高硬件效率的三角形重排序161
　25.7　討論和延伸閱讀163
　25.8　練習164
第26章　光165
　26.1　引言165
　26.2　光的物理學原理165
　26.3　微觀角度166
　26.4　光的波動性169
26.4.1　衍射170
26.4.2　偏振171
26.4.3　光在界面的偏折172
　26.5　菲涅耳定律和偏振174
26.5.1　輻射度計算與非偏振形式的菲涅耳方程175
　26.6　將光建模為連續流176
26.6.1　概率密度的簡單介紹177
26.6.2　進一步對光進行建模178
26.6.3　角度和立體角178
26.6.4　計算立體角180
26.6.5　一個重要的變量置換182
　26.7　對光的度量184
26.7.1　輻射術語185
26.7.2　輻射度185
26.7.3　兩個輻射度計算的例子186
26.7.4　輻射照度187
26.7.5　輻射出射度189
26.7.6　輻射功率或輻射通量189
　26.8　其他度量190
　26.9　導數的方法190
　26.10　反射率191
26.10.1　相關項193
26.10.2　鏡子、玻璃、互易性和BRDF194
26.10.3　L的不同寫法195
　26.11　討論和延伸閱讀195
　26.12　練習196
第27章　材質和散射198
　27.1　引言198
　27.2　物體級散射198
　27.3　表面散射199
27.3.1　脈衝現象199
27.3.2　散射模型的種類199
27.3.3　散射的物理約束200
　27.4　散射類型200
　27.5　基於經驗和現象的散射模型204
27.5.1　鏡面“散射”204
27.5.2　朗伯反射204
27.5.3　Phong和BlinnPhong模型206
27.5.4　Lafortune模型208
27.5.5　採樣209
　27.6　基於測量的模型209
　27.7　鏡面反射和漫反射的物理模型210
　27.8　基於物理的散射模型210
27.8.1　重談菲涅耳方程組211
27.8.2　TorranceSparrow模型212
27.8.3　CookTorrance模型214
27.8.4　OrenNayar模型215
27.8.5　波動理論模型216
　27.9　表達形式的選擇216
　27.10　評估標準217
　27.11　沿表面的變化217
　27.12　對用戶的適用性218
　27.13　更複雜的散射218
27.13.1　參與介質218
27.13.2　次表面散射220
　27.14　材質模型的軟件接口221
　27.15　討論和延伸閱讀222
　27.16　練習223
第28章　顏色225
　28.1　引言225
28.1.1　顏色的含義225
　28.2　光的光譜分佈226
　28.3　顏色感知現象和眼睛生理學227
　28.4　顏色的感知229
28.4.1　亮度感知229
　28.5　顏色描述233
　28.6　關於顏色的傳統認識235
28.6.1　原色235
28.6.2　紫色並不是真正的顏色236
28.6.3　物體具有顏色，在白光下即可看出236
28.6.4　藍色和綠色合成青色237
28.6.5　顏色就是RGB237
　28.7　顏色感知的長處和短處237
　28.8　標準的顏色描述238
28.8.1　CIE顏色描述238
28.8.2　色度圖的應用241
　28.9　感知顏色空間242
28.9.1　其他242
　28.10　階段小結243
　28.11　白色244
　28.12　亮度編碼、冪指數以及γ矯正244
　28.13　描述顏色245
28.13.1　RGB顏色模型246
　28.14　CMY和CMYK顏色模型248
　28.15　YIQ顏色模型248
　28.16　視頻標準249
　28.17　HSV和HLS250
28.17.1　顏色選擇250
28.17.2　調色板250
　28.18　顏色插值251
　28.19　計算機圖形學中對顏色的使用252
　28.20　討論和延伸閱讀253
　28.21　練習253
第29章　光線傳播255
　29.1　引言255
　29.2　光線傳播概述255
29.2.1　繪製方程（第一種類型）257
　29.3　略做前瞻258
　29.4　一般散射的繪製方程260
29.4.1　度量方程261
　29.5　再談散射262
　29.6　實例263
　29.7　求解繪