本書介紹光線追蹤渲染器和光柵化渲染器這兩大主流渲染器的基本實(shí)現(xiàn)過程，以渲染器的需求背景和實(shí)現(xiàn)原理作為出發(fā)點(diǎn)，輔以數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程，從光到陰影與反射，從直線到著色與紋理，逐漸引導(dǎo)出實(shí)現(xiàn)渲染器的偽代碼。
1章 基礎(chǔ)入門概念 1
1.1 畫布 1
1.2 顏色模型 4
1.2.1 減色法模型 4
1.2.2 加色法模型 6
1.2.3 忽略細(xì)節(jié) 7
1.3 顏色深度和顏色表示法 8
1.4 顏色的處理方法 9
1.5 場景 10
1.6 總結(jié) 11
11分 光線追蹤
2章 基礎(chǔ)光線追蹤知識 14
2.1 渲染1幅瑞士風(fēng)景圖 14
2.2 基本假設(shè) 17
2.3 畫布空間到視口空間 18
2.4 追蹤線 19
2.4.1 線方程 20
2.4.2 球體方程 21
2.4.3 線與球體相交 22
2.5 渲染我們的 1組球體 24
2.6 總結(jié) 29
3章 光 30
3.1 簡化的假設(shè) 31
3.2 光源 31
3.2.1 點(diǎn)光 31
3.2.2 方向光 32
3.2.3 環(huán)境光 33
3.3 單點(diǎn)光照 34
3.4 漫反 34
3.4.1 對漫反的建模 35
3.4.2 漫反方程 38
3.4.3 球體的法線 38
3.4.4 漫反的渲染 39
3.5 鏡面反 41
3.5.1 對鏡面反的建模 44
3.5.2 鏡面反的計(jì)算項(xiàng) 46
3.5.3 完整的光照方程 46
3.5.4 鏡面反的渲染 47
3.6 總結(jié) 50
4章 影和反 52
4.1 影 52
4.1.1 理解影 52
4.1.2 1含影的渲染 55
4.2 反 58
4.2.1 鏡子和反 58
4.2.2 1含反的渲染 61
4.3 總結(jié) 64
5章 擴(kuò)展光線追蹤渲染器 65
5.1 任意相機(jī)定位 65
5.2 性能1化 67
5.2.1 并行運(yùn)算 67
5.2.2 緩存1變值 68
5.2.3 影的1化 69
5.2.4 空間結(jié)構(gòu) 70
5.2.5 子采樣 70
5.3 支持其他圖元 71
5.4 體素構(gòu)造表示法 71
5.5 透明度 73
5.6 1采樣 75
5.7 總結(jié) 75
二1分 光柵化
6章 直線 78
6.1 描述直線 79
6.2 繪制直線 80
6.3 繪制任意斜率的直線 84
6.4 線性插值函數(shù) 85
6.5 總結(jié) 88
7章 填充三角形 89
7.1 繪制線框三角形 89
7.2 繪制填充三角形 90
7.3 總結(jié) 94
8章 著色三角形 95
8.1 定義問題 95
8.2 計(jì)算邊緣著色 96
8.3 計(jì)算內(nèi)1著色 98
8.4 總結(jié) 101
9章 透視投影 102
9.1 基本假設(shè) 102
9.2 查找P'點(diǎn) 103
9.3 透視投影方程 104
9.4 透視投影方程的性質(zhì) 105
9.5 投影我們的 1個(gè)3D物體 106
9.6 總結(jié) 108
10章 場景的描述和渲染 109
10.1 表示1個(gè)立方體 109
10.2 模型和模型實(shí)例 113
10.3 模型變換 116
10.4 相機(jī)變換 118
10.5 變換矩陣 121
10.6 齊次坐標(biāo) 122
10.6.1 齊次旋轉(zhuǎn)矩陣 123
10.6.2 齊次縮放矩陣 124
10.6.3 齊次平移矩陣 124
10.6.4 齊次投影矩陣 125
10.6.5 齊次視口-畫布變換矩陣 126
10.7 回顧變換矩陣 126
10.8 總結(jié) 128
11章 裁剪 130
11.1 裁剪過程概述 131
11.2 裁剪體 131
11.3 使用平面裁剪場景 133
11.4 定義裁剪平面 135
11.5 裁剪整個(gè)物體 137
11.6 裁剪三角形 139
11.7 裁剪過程的偽代碼 142
11.8 渲染管線中的裁剪過程 145
11.9 總結(jié) 145
12章 移除隱藏表面 146
12.1 渲染實(shí)體物體 146
12.2 畫家算法 147
12.3 深度緩沖 149
12.4 背面剔除 154
12.5 總結(jié) 158
13章 著色 159
13.1 著色與光照 159
13.2 扁平化著色 160
13.3 1洛德著色 161
13.4 馮氏著色 166
13.5 總結(jié) 169
14章 紋理 171
14.1 繪制木條箱 171
14.2 雙線性濾波 176
14.3 貼圖分級細(xì)化 179
14.4 三線性濾波 182
14.5 總結(jié) 182
15章 擴(kuò)展光柵化渲染器 183
15.1 法線映 183
15.2 環(huán)境映 185
15.3 影 187
15.3.1 模板影 187
15.3.2 影映 193
15.4 總結(jié) 194
編后記 195
附錄 線性代數(shù) 197
1．點(diǎn) 197
2．向量 198
（1）表示向量 198
（2）向量的模 199
3．點(diǎn)運(yùn)算和向量運(yùn)算 199
（1）點(diǎn)的減法 199
（2）點(diǎn)和向量的加法 200
（3）向量加法 200
（4）向量和數(shù)的乘法 201
（5）向量乘法 201
4．矩陣 203
5．矩陣運(yùn)算 203
（1）矩陣加法 203
（2）矩陣和數(shù)的乘法 203
（3）矩陣乘法 204
（4）矩陣和向量的乘法 205
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