实时阴影技术

作者:Elmar Eisemann,Michael Schwarz Ulf Assarsson,Michael Wimmer 王锐 苏敏

定价:79元

印次:1-1

ISBN:9787302344384

出版日期:2013.12.01

印刷日期:2014.01.14

图书责编:贾小红

图书分类:零售

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本书详细阐述了与实时阴影技术相关的高效解决方案及相应的数据结构和算法,主要包括基本阴影技法、阴影图的走样、阴影图的采样、硬阴影的滤波、基于图像的软阴影算法、基于几何体的软阴影算法、基于图像的透明、体积阴影、高级阴影技巧等内容。此外,本书还提供了相应的算法、代码以及伪代码,以帮助读者进一步理解相关方案的实现过程。 本书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。

前 言   近些年来,图形硬件设备的研发有了一些重要的进展:着色器的概念被大量引入,GPU的使用更为广泛,并且GPU的性能也有了显著提升。因此,很多新技术也随之产生,一些先进的渲染技术,如延迟着色,也已经投入实际工程当中。GPU性能的改善也是实现大量光源照明计算的一个关键因素所在,由此产生的真实感效果在实时图形学界是前所未有的。相关的技术案例数不胜数,并且可以模拟大量的细节和复杂的表面属性。皮肤的表面看起来相当真实,使用基于图像的着色方法来完成的头发渲染也达到了一个全新的高度。不过,有一种效果却是人们至今都难以有所突破的,那就是有真实感的阴影。   本书封面的图片就是一个复杂的阴影效果的展示。场景中有一座带有巨大玻璃窗的教堂建筑。染色玻璃投射的阴影中带有彩色的光感,并且因为大气的作用产生了散射效果,这种效果又叫做神光(god rays)。最后,光照在这个非常复杂的场景中产生了硬阴影和软阴影,并且树叶在细致的玻璃表面上投下的阴影还带有非常复杂的互动效果。所有这些动态的效果,如硬阴影、软阴影、半透明、体积阴影,都显著地加强了整个场景的氛围感。总之,我们从这幅图像中可以很好地了解阴影存在的重要性,以及它们对 于真实感画面产生的重要意义--如果没有阴影,我们可能无法想象这幅画面会变成什么样子。   因为阴影对于真实感渲染很重要,因此这个领域也得到了更广泛的关注,尤其是实时的场合,此时我们不仅要考虑如何得到更真实的场景,还需要受限于硬件的性能。这两个目标--真实感和性能--是很难得到彻底的统一的,对于阴影算法尤其如此。因此,近些年来人们也提出了数量繁多的阴影算法。尤其是...

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第1章  简介 1

1.1  定义 2

1.1.1  术语 4

1.1.2  渲染方程 6

1.1.3  阴影计算的简化形式 9

1.2  阴影的重要性 11

1.3  阴影计算的难点 14

1.4  概述 17

1.5  读者须知 18

第2章  基本阴影技法 19

2.1  投影阴影 20

2.1.1  平面投影阴影 20

2.1.2  阴影纹理 24

2.1.3  讨论 29

2.2  阴影映射 29

2.2.1  基本算法 30

2.2.2  泛光灯的阴影图 31

2.2.3  深度偏移(Depth Bias) 32

2.2.4  避免过于依靠偏移值 34

2.2.5  走样问题(Aliasing) 37

2.2.6  实现标准的阴影映射方法 38

2.2.7  大规模场景的阴影映射 39

2.3  阴影体 41

2.3.1  最朴素的阴影体算法 42

2.3.2  阴影体块的构建 43

2.4  模板阴影体(Stencil Shadow Volume) 45

2.4.1  假设 45

2.4.2  概述 46

2.4.3  模板计数的实现--Z-Pass 47

2.4.4  Z-Fail 49

2.4.5  Z-Pass和Z-Fail的替代方法 51

2.4.6  基于轮廓线的通用模型阴影体算法 54

2.4.7  高级的改进方案 60

2.5  透明度 68

2.6  总结 69

第3章  阴影图的走样 70

3.1  阴影映射与信号重建 70

3.2  初始采样误差--欠采样... 查看详情

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