《全局光照技術:從離線到實時渲染》是一本什么樣的書?


1. 這本書面向的讀者群體是誰?
本書面向所有需要了解計算機圖形學中渲染相關原理的職位,包括游戲,影視動畫,以及其它需要使用Unreal Engine等游戲引擎來處理工作的行業;

2. 這本書定位什么級別?
中高級,這本書最核心的目的是幫助具備一定基礎的讀者系統地梳理各個龐雜的計算機圖形學知識體系,如果您是初學者,可能需要花費更多地時間消化理解。

3. 閱讀這本書需要什么基礎?
為了更好地理解本書,您需要具備高等數學相關的一些基礎知識,當然您不必精通,本書會幫助您復習那些圖形學中需要使用的數學知識;當然本書並不是一本理論性非常強的書籍,所以書中大部分的公式僅是用來幫助解釋概念,所以您基本上只需要明白它的意思,理解概念方法才是最重要的,計算機圖形學本身是工程性質而非基礎理論學科,等您需要做深入研究的時候可以再去查閱更基礎的知識

4. 這本書包含哪些數學知識?
圖形學里涉及的有用的數學,這本書大部分都會介紹,而且比較詳細,比如數字信號采樣,過濾,蒙特卡洛方法,球諧函數,概率論,Iterative Method,Random walk,Makrov Chain,Metropolis,傅里葉變換,Importance Sampling和Multiple Importance Sampling等,但是您不需擔心,這本書會幫助您復習這些知識,所以您只需要曾經學過即可。

5.這本書有示例嗎?
這本書還是偏理論方法一些,所以不是那種手把手入門的書籍,我們重點在詳細討論眾多圖形學方法及其相應的思路,並試圖去解釋多種方法之間的一些共同核心的基本方法,這是一個很大的挑戰並且需要很大的篇幅了,所以我們把一些示例類書籍留給別的作者;但是本書會將幾乎所有概念對應到Unreal Engine,CryEngine,Unity 5等游戲引擎的功能上,所以您能夠更輕易地去理解這些引擎的特性

6. 這本書和《Real-time Rendering》相比有什么不同?
《Real-time Rendering》(RTR)是一本對實時渲染領域有較大影響的書籍,本書和RTR在知識范圍覆蓋方面大致相當的,但本書覆蓋的知識更新,RTR最后一版出版於2008年,並且作者在其網站上明確表示最近幾年並無較大技術革新以至於需要一個新的版本;從這個角度可以看出,RTR注重的是圖形學中非常基礎的概念部分,它的內容是以基礎理論的各個方面為線索來組織的,它更傾向於教科書的方式;而本書是以圖形學中的一些GI方法為線索的,圍繞不同的GI方法去探討它們的各種思路和聯系,並且把這些技術對應到當今工業中主流游戲引擎的功能特性中去,因此本書的實踐性更強;另一個很大的不同點是,RTR完全講述實時方法,而本書認為理解一個游戲引擎的工作機制需要完全掌握離線和實時渲染,所以本書覆蓋更多如光線追蹤,輻射度等離線方法的內容,能夠更加全面地擴充讀者的知識范圍

7. 這本書和《Physically Based Rendering: From Theory to Implementation》有什么不同?
《Physically Based Rendering: From Theory to Implementation》(PBRT)是另一本圖形學領域影響較大的書籍,也是我最愛的書籍(勝過RTR),這本書的價值在於它講述了實現一個離線渲染器的各個方法的細節及需要的理論知識,你在像諸如RTR這樣的理論性書籍中是看不到很多實現細節的,這本書詳細地討論了所有這些理論知識怎樣被轉換到實踐中,包括那些數學模型怎樣被應用於程序中;這樣的對於一個完整方法的系統性講述有助於讀者更立體地理解一門技術,所以本書受其影響,它以各種不同的GI技術為中心來講述這些技術在實現中的各個細節,各種不同的思路,各種不同的優化和改進,以使讀者更能更立體地理解這種技術背后的本質;當然本書還是以理論知識為主,所以並不像PBRT覆蓋更多的實現細節,但是反過來,本書有更多的篇幅去詳細介紹每種技術涉及的原理,而PBRT由於以實現為主,它的原理介紹相對比較簡單,基本上它假設讀者對這些基本原理已經具有一定的了解,在這種情況下閱讀PBRT會有很大收獲

8. 那這本書到底像誰?
可以說這本書的寫作思路和視角非常新穎,市面上絕大部分書籍都是以上兩類中的一種,要么理論和實踐中選一種,要么離線和實時中選一種,本書同時涵蓋了:理論,實踐,離線和實時,如果非要挑一本相像的應該是《Advanced Global Illumination》(AGI),但是AGI更偏重離線方法,並且本書的實踐性更強,基礎知識部分更詳細

9. 這本書的寫作思路是什么?
這本書主要圍繞圖形學中主要使用的一些全局光照技術來展開,在介紹每一種技術的時候,我們不光只介紹它在某個引擎里是怎么使用的,而會探討這種技術的發展歷史,各種不同的思路,讓你能夠系統地理解這種技術相關的各種概念,並且我們還會討論多種獨立技術之間的共同聯系。以第四章為例,第四章的內容是討論當前業界比較流行的延遲着色技術,延遲着色的概念本身很簡單,但是延遲着色還有兩種更優化的變種:分塊(tiled shading)和分簇(clustered shading)着色,並且延遲着色帶來新的挑戰是着色器管理非常復雜,所以我們討論了怎樣高效管理着色器,另外,延遲着色對SSAA/MSAA技術並不友好,所以我們接着深入分析延遲着色技術下的一些流行反走樣技術,如形態反走樣(MLAA,SMAA),時間反走樣(TAA)以及AGAA等,並梳理這些AA技術的概念及方法。所以讀者可以看到這本書的寫作風格,它試圖去系統地討論每一種技術相關的所有概念,並梳理這些概念之間的聯系,這是這本書最核心的定位

10. 這本書是講述實時渲染還是離線渲染的?
大多數關於計算機圖形學的書籍,都是專門針對實時或者離線渲染領域,例如《Real-Time Rendering》針對實時渲染,而《Physically Based Rendering: From the Theory to Implementation》聚焦於離線渲染。而客觀的事實是,實時和離線渲染同屬於計算機圖形學領域,它們只是在當前硬件水平下針對實時性需求的划分,因此,不僅作為渲染工程師我們需要同時掌握實時和離線渲染,另一個事實是,實現渲染中的靜態光照貼圖,其它一些預處理數據等都是需要借助於離線渲染來實現;此外,很多實時的全局光照模型都是從離線渲染模型優化,改進而來,學習離線渲染對實時渲染中概念理解有極大的幫助。因此本書不特別區分實時和離線渲染,當然我們會特別說明每個光照模型的實時性

11. 這本書的內容長度是多少?
這本書最終的正文頁數(不包括引用資源,前言等)在800-1000頁之間,或者以上

11. 這本書預計什么時間出版?
本書預計於2017年中完稿,2017年下半年出版,但是目前不好估計,請讀者參見本站首頁的進度報告

13. 我可以提前試讀全書內容么?
可以,本書對所有人開放全書試讀,詳情參見:全書試讀邀請


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