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真实感三维场景建模与绘制


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真实感三维场景建模与绘制
  • 书号：9787030517623
    作者：陈纯毅,杨华民,蒋振刚
  • 外文书名：
  • 装帧：平装
    开本：B5
  • 页数：192
    字数：245000
    语种：zh-Hans
  • 出版社：科学出版社
    出版时间：2017-02-01
  • 所属分类：
  • 定价： ￥79.00元
    售价： ￥79.00元
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当前，动画与影视特效制作、计算机三维游戏、虚拟现实、增强现实等行业都广泛使用计算机来根据虚拟三维场景模型生成逼真的图像画面。真实感三维场景建模的关键是，利用数学模型来描述三维场景中的几何物体及其与光照之间的交互过程。真实感三维场景绘制的关键是，计算从光源发出的沿不同路径传播到达视点的光照值。本书首先讨论真实感三维场景建模、光照传输、绘制方程、面光源可见性计算等问题，然后重点论述基于光线跟踪的真实感三维场景绘制、基于路径跟踪的真实感三维场景绘制、基于虚拟点光源的真实感三维场景绘制等全局光照效果绘制方法。
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    前言
    第1章 绪论 1
    1.1 三维场景建模 1
    1.2 光照与人眼对物体的视觉感知 4
    1.3 三维场景绘制 6
    参考文献 9
    第2章 真实感三维场景建模 11
    2.1 三维几何对象描述与建模 11
    2.2 物体材质建模 14
    2.2.1 经验材质模型 16
    2.2.2 基于物理的材质模型 18
    2.3 光源建模 22
    2.3.1 理想点光源 22
    2.3.2 方向性光源 25
    2.3.3 面光源 26
    参考文献 28
    第3章 光照传输与绘制方程 30
    3.1 光与物体之间的交互 30
    3.1.1 反射 30
    3.1.2 折射 31
    3.1.3 遮挡 32
    3.2 三维场景的绘制方程 34
    3.2.1 通用绘制方程的导出 34
    3.2.2 绘制方程的近似求解 36
    3.3 光照传播路径的分类 41
    参考文献 43
    第4章 面光源可见性计算与柔和阴影绘制 45
    4.1 硬边阴影与柔和阴影 45
    4.2 面光源可见性函数积分的近似求解 48
    4.3 物理正确柔和阴影绘制算法 51
    4.3.1 基于蒙特卡罗光源采样的柔和阴影绘制 51
    4.3.2 基于环境遮挡掩码的柔和阴影绘制 55
    4.4 近似柔和阴影绘制算法 64
    4.4.1 基于对象的近似柔和阴影绘制算法 65
    4.4.2 基于图像的近似柔和阴影绘制算法 68
    参考文献 73
    第5章 基于光线跟踪的真实感三维场景绘制 75
    5.1 光线跟踪基本概念 75
    5.1.1 光线跟踪基本流程 75
    5.1.2 光线与几何图元间的求交 78
    5.1.3 加速光线跟踪计算的思路 83
    5.2 光线跟踪抗失真 85
    5.2.1 产生光线跟踪失真的原因 85
    5.2.2 超采样 87
    5.2.3 随机光线跟踪 87
    5.3 光线跟踪并行化设计 88
    5.3.1 线索化BVH场景加速结构的GPU并行创建 88
    5.3.2 线索化BVH的遍历算法设计 104
    5.3.3 阴影计算加速设计 105
    5.3.4 动态三维场景的光线跟踪 112
    5.3.5 基于集群的并行化光线跟踪 117
    5.4 OptiX光线跟踪引擎 125
    5.4.1 OptiX光线跟踪引擎简介 125
    5.4.2 OptiX光线跟踪引擎的使用 129
    参考文献 131
    第6章 基于路径跟踪的真实感三维场景绘制 134
    6.1 路径跟踪的基本思想 134
    6.2 基本路径跟踪流程 136
    6.3 光线传播路径采样 140
    6.3.1 基本的重要性采样 140
    6.3.2 多重重要性采样 143
    6.4 路径跟踪算法扩展 144
    参考文献 149
    第7章 基于虚拟点光源的真实感三维场景绘制 150
    7.1 虚拟点光源与间接光照近似计算 150
    7.2 基于反射阴影图的间接光照计算 153
    7.2.1 算法总体描述 153
    7.2.2 虚拟点光源的采样及间接光照计算 155
    7.3 基于帧间虚拟点光源重用的动态场景间接光照计算 161
    7.3.1 虚拟点光源的创建 161
    7.3.2 可视场景点的间接光照计算 163
    7.3.3 虚拟点光源的动态更新与重用 168
    7.4 基于重要性缓存策略的虚拟点光源光照贡献求解 173
    7.5 基于矩阵行列采样的虚拟点光源光照贡献求解 177
    参考文献 182
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