《全局光照技術》眾籌最後6天!

《全局光照技術:從離線到實時渲染》是一本聚焦於渲染領域的計算機圖形學圖書,它同時包含了離線和實時渲染的內容,探討了渲染中最常用的約十種全局光照技術的概念,原理以及相互之間的聯繫,並以這些全局光照技術為線索介紹了大量計算機圖形學相關的基礎知識,全書約1000頁左右的篇幅,是國內該領域較少的專著之一。

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您可以下載本書的157頁試讀章節:

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---創作歷程---

最初寫作本書的念頭,其實來源於我自己在學習3D渲染的過程中感覺該領域的中文資料相當貧乏,由於並不是計算機專業出身,所以我的3D渲染學習幾乎是從零開始。在這一過程中,由於渲染涉及到硬體,渲染演算法,圖形介面等多個模塊的知識,比一般的軟體編程複雜得多。我當時迫切希望有一本相關的參考圖書,但在國內渲染領域,聚焦於圖形介面的書籍很多,涉及渲染相關原理的書籍卻很少。於是,我希望自己能夠去寫作這樣一本圖書

由於不是計算機專業出身,所以在工作中我總是能感受到很多限制,例如有些知識通過閱讀大量圖書或資料雖然能夠明白個大概,但總是感覺礙手礙腳,時不時會有各方面的知識限制阻止我去更全面地理解這些概念,於是我知道我需要更系統,全面以及深入地補償一些計算機圖形學的知識。

於是,2014年,我辭掉了工作,準備花一年的時間全面補充一下圖形學方面的知識。在這一年裡我首先把當前比較主流的渲染技術都梳理了一面,例如路徑追蹤,光子映射,輻射度方法,即時輻射度,基於體素和距離場的全局光照技術等,並對這些知識進行系統總結,形成了一本270多頁的英文稿子(如下視頻),雖然該稿子僅僅是出於學習的目的,因此內容不是很嚴謹,但是它依然能夠幫助我建立起一個3D渲染技術的宏觀視圖,它可以說是現在這本《全局光照技術》的重要基礎,並且我相信很少有人在學習的過程中能夠形成這種級別的筆記稿子。

《全局光照技術》英文初稿,現在向所有讀者免費開放:https://pan.baidu.com/s/1kVDV4Jt

並且,在這個學習的過程中,我感覺到了知識系統性的重要性,尤其對於圖形學這種涉及大量數學知識,以及各種各樣演算法實現的學科,因此我嘗試去總結各種知識的分類及其之間的聯繫,並在《全局光照技術》前言中提出了「知識邏輯性」的概念,這種知識之間的聯繫也成為《全局光照技術》的重要特色,這是我自己對《全局光照技術》最滿意的部分,也是其它同類圖書可能很難實現的方面,我相信這種知識的邏輯性能夠幫助讀者更高效而深刻地理解渲染相關的一些方法和概念。

我所整理的渲染相關的圖形學資料,這些整理工作將在以後開源

有了上述這些基礎,我於2016年開始了《全局光照技術》的正式寫作,與其它大多數圖書的寫作方式不同,我希望能夠以一種不同的方式去完成這本書,於是我在完成第一章之後就將其大約80多頁的內容放到網路上供大家下載試讀,我希望藉助這種方式能夠實時收集到讀者的反饋和建議,從而可以在寫作階段不斷調整圖書的內容。大多數圖書都是作者獨自完成全本書的寫作,然後印刷上市後才能收到讀者的反饋,然而這些反饋基本上對圖書質量沒有用處,因為它必須要等到再版時才能根據這些反饋作出調整,而很多技術圖書甚至沒有再版的機會。

從2016年7月至今一年多的時間,《全局光照技術》試讀章節的電子文件在各個論壇,QQ群以及TheGIBook官網已經被下載超過2000人次,並獲得了行業內人士的好評(見後面讀者評價)。

為了更進一步獲得讀者反饋,今年3月份,我將《全局光照技術》前半本圖書(約400頁的樣本)在摩點網發起眾籌,該項目上線3小時10分鐘便眾籌成功,並最終以390.42%的成績結束,478名讀者參與了這次試讀眾籌,能以半本草稿書取得這樣的成績,在國內這可能還是第一次吧!

《全局光照技術》前半本圖書試讀眾籌:https://zhongchou.modian.com/item/8493.html

如今,《全局光照技術》的寫作已經接近尾聲,希望她最終能夠滿足您的期待!

---本書特色---

特色一: 精美的排版+彩色精裝印刷

《全局光照技術》全書採用Latex排版,所有(上百幅)矢量圖均是親手繪製,使印刷效果更清晰,全書採用彩色印刷,使配圖的表達更加直觀,封面使用無膠的鎖線硬殼精裝,您可以任意翻閱,而無須擔心脫膠的現象發射,給您最佳的閱讀體驗。

精美的Latex排版,矢量圖使印刷效果更加清晰

https://www.zhihu.com/video/934378406666215424

配圖中除圖片外均是手工繪製的矢量圖

(無膠)鎖線硬殼精裝,您可以任意翻閱圖書

特色二:本書涵蓋大量的數學知識

很顯然圖形學涉及到非常多的數學知識,這是一般初學者感到最頭疼的地方,一方面這些數學知識對理解渲染概念及方法是必須的,另一方面很多工程師不願意去花很多時間複習這些繁瑣的數學基礎知識。

鑒於此,《全局光照技術》作出了兩點嘗試,首先,它還是涵蓋了大多數重要且必須了解的數學知識,如微積分,數值分析,蒙特卡洛方法,梅特波利斯演算法,概率統計,線性代數,傅里葉/小波分析,微分幾何/流形,幾何光學,數字信號分析,回歸分析,頻率域分析,有限元方法,模擬回火,迭代法等等;其次,在討論這些數學知識的時候,它將這些數學知識的複雜推理過程去掉,並用比較簡潔的語言講述這些數學知識的意義,使讀者既能夠理解該數學知識作為工具的原理,又能更深刻地理解這些圖形學方法的機制。如果您閱讀過 岡薩雷斯 (Gonzalez.R.C.)的《數字圖像處理》,本書的數學知識介紹風格正是受此書的影響(該書也是我最喜歡的圖書之一),它使用比較簡潔精鍊的方式介紹相關的數學工具,使您幾乎不需要去進一步閱讀更專業的數學專著就可以理解這些方法背後的數學原理。

《全局光照技術》中的數學知識描述風格很接近《數字圖像處理》

此外,很多同類圖書喜歡將數學知識單獨全部拿出來放在前面的幾章或者附錄中作為基礎知識,我認為這種方法不利於高效地學習。首先,人的記憶力是有時間限制的,越長時間的記憶越容易忘記或變得模糊,讀者在讀到後面具體運用時往往已經對前面的數學基礎知識有點模糊了,並且對於工程師而言,我們核心是運用,只有將數學知識放在具體運用中去介紹才會更好地理解相關概念。所以,《全局光照技術》總是將這些數學知識分散到具體運用的地方去,在閱讀《全局光照技術》時,只有當我們需要了解某個數學知識時,我才會開始去介紹它,而一旦介紹了某個數學知識,馬上就能看到它怎樣被運用,這種風格也在《數字圖像處理》中被體現。

特色三:覆蓋最前沿的渲染技術

不像PBRT聚焦於比較經典的路徑追蹤演算法實現,《全局光照技術》覆蓋了截止2017年大量的行業中最前沿的渲染技術,例如VCM/UPS,降噪技術,頻率域分析,微分流形/幾何,梯度域渲染,基於光束的參與媒介渲染技術等等,這些都是近幾年離線渲染領域最前沿的方向和技術,被廣泛運用於最近皮克斯,迪士尼等動畫電影當中,使讀者能夠了解到最前沿的行業動態和趨勢。

特色四:同時包含離線和實時渲染的內容

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, 它們只是在當前硬體水平下針對實時性需求的劃分,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,實時渲染中的靜態光照貼圖等概念,其它一些預處理數據等都是需要藉助於離線渲染來實現的;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。因此為了讓讀者更系統地學習渲染知識,本書是同類圖書中較少的同時包含離線和實時渲染內容的圖書。

特色五:覆蓋主流的全局光照技術

在內容架構上,《全局光照技術》主要是按照各種全局光照技術為主線進行組織的,本書基本上覆蓋了當前行業中最重要的約十種全局光照技術,例如針對離線渲染領域的路徑追蹤,梅特波利斯光照傳輸,光子映射,針對互動式需求的輻射度方法,即時輻射度,以及針對實時需求的預計算輻射傳輸,輻射照度緩存,光照傳播體,基於體素的全局光照技術以及基於距離場的全局光照技術。這些各種獨立的全局光照技術及其涉及的知識覆蓋了渲染領域大部分的內容,能夠幫助讀者建立更加全面的計算機圖形學知識體系。

特色六:知識之間的邏輯聯繫分析非常多

這些各種不同的全局光照解決方案彼此之間並不是完全獨立的,它們有著極強的關聯,你能夠從一種解決方案中看到另一種方案的不足,一種解決方案可能是另一種解決方案的改進和優化。例如 Path Tracing是與攝像機視角相關的,因此改變視角則需要重新計算,而Radiosity則與攝像機視角無關,因此它可以將數據預處理,並且能夠實現漸進式計算(即將複雜的計算分布於多幀中,每幀計算一個增量並累加至一個精度更高的結果);為了加速光線追蹤計算,與Path tracing直接從物體複雜的幾何表述中獲取光照信息不同,Photon mapping方法則將光照信息存儲為一個獨立的數據結構(稱為 Photon map)這大大加速了光線追蹤的計算。我們可以看到,這些不同的全局光照模型之間的聯繫本身也能促進我們更透徹地理解這些概念。

---讀者評價---

更多試讀評價請參見:http://thegibook.com/reviews/

---眾籌目的---

首先,為了更專註地完成本書,我花費了三年全職的時間,這三年沒有任何收入來源,因此我需要一定的資金補助;同時在寫作期間也購買了大量圖書及資料用於輔助本書的寫作;另外我還計劃對本書涉及的任何版權素材(如圖片,源代碼,表格數據等)都要支付相關的版權費用。以上這些構成這次眾籌的主要費用用途。

其次,對於很多渲染概念的理解,配圖往往具有非常強的解釋能力,為此本書精心選擇了那些最能夠輔助理解概念的配圖,然而渲染涉及的很多配圖都要求彩色印刷才能形成最好的效果,因此,本書將採用整書彩色印刷;另外考慮到較厚的書不便於翻閱,為了防止脫膠等現象,本書採用了無膠的鎖線精裝裝訂,使您可以任意翻閱。這些成本相較於傳統的黑白印刷及膠裝裝訂要高出幾倍,因此需要墊付較高的費用用於圖書印製。

再者,我有意於讓本書對國內圖形學的發展做出一點貢獻,然而一個繁榮的技術社區需要的是群體性的提高,而不僅僅是少數精英的曲高和寡,只有整個社群的素質綜合性地提高,圖形學社區才會更加彭勃發展,因此我希望通過眾籌藉助社交媒體的優勢讓更多熱愛圖形學的讀者知道和了解此書,從而讓本書能夠產生更大的社會價值。為此,我也懇請每一名支持我的讀者能夠向您的同事朋友介紹此書,因為這將是一件有意義的事情!

---眾籌檔位及回報---

在校學生特惠 -- 245元

① 獲得《全局光照技術》圖書一本

② 請在備註中輸入教育優惠券

③ 每張優惠券僅能使用一次

④ 如果您購買多份此檔圖書,則每本圖書都需要一張優惠券

註:如果您是在校學生,請根據以下鏈接及方法獲取在校學生7折優惠券:thegibook.com/thegibook

試讀眾籌參與者特惠 -- 245元

① 獲得《全局光照技術》圖書一本

② 請在備註中輸入試讀眾籌優惠券

③ 每張優惠券僅能使用一次

④ 如果您購買多份此檔圖書,則每本圖書都需要一張優惠券

註:如果您參加過本書的半本試讀眾籌,請至您的摩點網:「我的訂單-->訂單詳情-->虛擬回報」一欄獲取您的7折優惠券。

眾籌特惠購書 -- 315元

① 獲得原價350元的《全局光照技術》圖書一本

補充一:以上所有檔位僅限中國大陸地區包郵,其它中國港澳台及海外地區需要補充郵寄費,由於無法統一確定郵寄價格,需要這部分讀者聯繫我在發貨的時候根據實際情況轉賬差價部分,當然我會跟EMS商定一個儘可能低的海外郵寄費用,差價以快遞單上定價為準。

補充二:考慮到軟體行業並沒有其它行業所謂的粉絲現象,有些讀者可能不需要或者不喜歡作者簽名,所以所有圖書默認不簽名,需要簽名的讀者請在備註加以說明。

《全局光照技術》圖書樣本,注意該圖厚度不代表實際圖書厚度,因為樣品的紙型相對於最終紙型要稍微厚一點,實際圖書及其外觀以最終成品為準

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