自从1980 年怀特·迪提出光线追踪算法以来,计算机图形渲染取得了飞速发展,目前的计算机图形艺术在照片级真实感渲染、实时模拟、三维沉浸式体验等方面都取得了惊人的进步,而这一切都离不开对基础光照算法的研究。按照本书作者的观点,“基础”的
就是“高级”的,只有掌握了底层的基础光照算法,才能开发出更多的高级渲染技巧和程序.
《全局光照算法技术(第2版)》详细阐述了与全局光照算法技术相关的基本解决方案,主要包括光传输物理学、蒙特卡罗方法、计算光传输的策略、随机路径追踪算法、随机辐射度算法、混合算法、真实感和渲染速度等内容。 此外,《全局光照算法技术(第2版)》还提供了相应的示例,以帮助读者进一步理解相关方案的实现过程。 《全局光照算法技术(第2版)》适合作为高等院校计算机及相关专业的教材和教学参考书,也可作为相关开发人员的自学教材和参考手册。
第1章 导言1.1 关于真实感图像合成1.1.1 真实感图像合成的重要性1.1.2 照片级真实感渲染的历史1.1.3 全局照明算法框架1.2 本书的结构1.3 如何使用本书第2章 光传输物理学2.1 光学发展简史2.2 光的模型2.2.1 量子光学2.2.2 波模型2.2.3 几何光学2.3 辐射测量2.3.1 辐射量2.3.2 辐射测量项之间的关系2.3.3 辐射亮度的属性2.3.4 示例2.4 发光2.5 光与表面的相互作用2.5.1 双向反射分布函数2.5.2 双向反射分布函数的属性2.5.3 双向反射分布函数示例2.5.4 着色模型2.6 渲染方程2.6.1 半球形公式2.6.2 区域公式2.6.3 直接和间接照明公式2.7 重要性方程2.8 测量方程2.9 小结2.1 0练习第3章 蒙特卡罗方法3.1 简史3.2 简单而好用的蒙特卡罗技术3.3 概率论的回顾3.3.1 离散随机变量3.3.2 连续随机变量3.3.3 条件概率和边际概率3.4 蒙特卡罗积分3.4.1 随机变量的加权和3.4.2 估计量3.4.3 偏差3.4.4 精确度3.4.5 估计方差3.4.6 确定性求积法与蒙特卡罗3.4.7 多维蒙特卡罗积分3.4.8 蒙特卡罗方法小结3.5 对随机变量进行采样3.5.1 逆累积分布函数3.5.2 拒绝采样3.5.3 查找表3.6 减小方差3.6.1 重要性采样3.6.2 分层采样3.6.3 N-Rooks或拉丁超立方算法3.6.4 将分层采样和重要性采样结合在一起3.6.5 将不同分布的估计量结合在一起3.6.6 控制变量3.6.7 准蒙特卡罗3.7 小结3.8 练习……第4章 计算光传输的策略第5章 随机路径追踪算法第6章 随机辐射度算法第7章 混合算法第8章 对极致真实感和渲染速度的追求第9章 结论附录A 全局照明的类库附录B 半球坐标附录C 随机松弛辐射度算法的理论分析参考文献
2018年4月16日晚,美国商务部发布公告称,美国政府在未来7年内禁止中兴通信向美国企业购买敏感产品。一纸“封杀令”,迅速在国内掀起了轩然大波,严酷的事实让国人意识到,虽然我国在科技领域已经取得了长足进步,但是和国际先进水平相比,仍然有不小的差距,尚未摆脱受制于人的局面。这件事情告诉国人,一方面,我们仍然需要以谦虚诚恳的心态,学习国际上先进的科学技术;另外一方面,我们也要以戒骄戒躁的精神,加强在基础科学领域的创新性研究。这两点精神与本书的翻译出版可谓不谋而合。 自从1980年怀特·迪提出光线追踪算法以来,计算机图形渲染取得了飞速发展,目前的计算机图形艺术在照片级真实感渲染、实时模拟、三维沉浸式体验等方面都取得了惊人的进步,而这一切都离不开对基础光照算法的研究。按照本书作者的观点,“基础”的就是“高级”的,只有掌握了底层的基础光照算法,才能开发出更多的高级渲染技巧和程序,这正是译者认为本书的翻译出版和中国科技发展应该抱持的精神相契合的原因。 本书是对计算机图形艺术中先进光照渲染算法的深度阐释,是集大成性质的研究和总结,包含大量算法分析和对各种研究成果的介绍,涉及众多的专业术语,有些方法简单而不实用,有些术语甚至是互相冲突的,本书的贡献在于全面性地梳理了这些方法和术语,并保持了各种术语和符号的一致性。相对应地,在翻译本书的过程中,译者为了保持这种一致性,也做出了精心的挑选和努力。例如,Noise在有些中文文献中,被称为图像“噪声”,而在另外一些文献中,又称它们为“噪点”;Radiosity在有些中文文献中,被称为“辐射度”,而在另外一些文献中,又被称为“光能传递”。译者对这些术语的翻译进行了统一处理,以保持一致性,同时又提供了相应的英文对照,消除了读者的阅读理解障碍。例如,某位一直接受“光能传递”概念的读者,在看到术语“辐射度”时可能会产生困惑,但是当他看到辐射度(Radiosity)这样的中英文对照形式的术语时就会恍然大悟。除此之外,译者也鼓励读者多接受以中英文对照的形式了解专业术语,因为计算机图形艺术的发展日新月异,中文对大量新出现的术语的翻译缺乏标准和统一,这也是客观事实,了解更多的英文术语原文,有助于对各种理论和算法的准确理解,也便于和国外同行一起学习和交流。