本書是面向青少年介紹計(jì)算機(jī)圖形學(xué)知識(shí)的科普書,采用小說的寫作方式,講述了一個(gè)愛好游戲的少年誤入虛擬世界并展開冒險(xiǎn)旅程的故事,在讀者跟著主人公一起,在探索虛擬世界的過程中,學(xué)習(xí)到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的基礎(chǔ)概念、幾何建模基礎(chǔ)、貼圖與材質(zhì)、光照與陰影、攝像機(jī)、性能管理、光柵化等核心知識(shí)。
今年爆火的《黑神話·悟空》讓我們?cè)谖幕駳g的同時(shí),也對(duì)我國(guó)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和圖形學(xué)領(lǐng)域遭遇的卡脖子問題重提思考。江山代有人才出。目前,市面上講解計(jì)算機(jī)圖形學(xué)知識(shí)的書大多面向?qū)I(yè)研究者,理解難度高,難以激發(fā)青少年群體的興趣。本書作者王銳不僅是擁有25年編程經(jīng)驗(yàn)的資深程序員、全球知名三維圖形引擎OSG的核心開發(fā)者和推廣人,也是一位11歲女孩的父親。作者希望能夠創(chuàng)作出知識(shí)準(zhǔn)確、通俗易懂、趣味性強(qiáng),適合青少年閱讀的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)科普書,讓更多的孩子對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣和深入學(xué)習(xí)的愿望。于是,就有了這部?jī)和婊每破招≌f。
前言
這本書在籌劃之初,曾經(jīng)有過兩個(gè)截然不同的方案:
一是按照常規(guī)科普書籍的做法,羅列虛擬現(xiàn)實(shí)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的關(guān)鍵技術(shù)名詞,搜索合適的圖片,再做準(zhǔn)確的歸類,使其成為一本不錯(cuò)的工具書,供各年齡段的讀者們查閱。
二是寫一個(gè)小說體裁的冒險(xiǎn)故事,把圖形學(xué)中的關(guān)鍵概念融入其中,甚至使之成為故事主線的一部分?破盏膬(nèi)容要準(zhǔn)確無誤,故事也要力求精彩可讀,并且能符合廣大中小學(xué)讀者的閱讀水準(zhǔn)。這其中的難度可想而知,更足以令人望而卻步。
但是,作者竊以為:所謂科普,首先是展開一段能夠引人入勝的旅程,讓普通人有持續(xù)讀下去的興趣,之后才有可能去討論其中的科學(xué)原理。以此為標(biāo)準(zhǔn)的話,寫天文學(xué)、動(dòng)植物學(xué)、地理學(xué)的科普書也許會(huì)稍微簡(jiǎn)單一點(diǎn)畢竟光是那些美不勝收的圖片就足夠吸引大多數(shù)人的目光了。但是除此之外,涉及基礎(chǔ)學(xué)科和計(jì)算機(jī)學(xué)科的時(shí)候,作者就不禁犯了難:到底怎樣才能夠讓大多數(shù)人接受那些枯燥的數(shù)字和公式,以及繁瑣難懂的各種英語名詞和解釋呢?
因此,我們做了一個(gè)大膽的決定:把這本有關(guān)虛擬現(xiàn)實(shí)和圖形學(xué)科普的書,寫成一本小說的方式。把那些原本只會(huì)出現(xiàn)在大學(xué)教材和行業(yè)專著中的名詞變成活生生的角色,把各種高科技的元器件和電路變成幻想中的戰(zhàn)場(chǎng)讓主角,一個(gè)高年級(jí)的小學(xué)生(以后可能會(huì)成長(zhǎng)為中學(xué)生),去探索這個(gè)世界、發(fā)現(xiàn)疑點(diǎn)、理解困難、找到答案。在這個(gè)探尋的過程中,會(huì)有很多原本晦澀的知識(shí)點(diǎn)重新裝扮自己,粉墨登場(chǎng)。也許不是每一位讀者都能夠理解這些知識(shí)點(diǎn),但是至少在這次別樣的科普之旅中,讀者可以享受到閱讀本身的快樂。
感謝作者的老領(lǐng)導(dǎo),已經(jīng)84歲高齡的中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院榮譽(yù)院長(zhǎng)劉先林院士為本書親筆撰寫推薦序。
感謝為本書的插畫工作專門設(shè)計(jì)了整套AI算法流程,并最終手繪和生成了絕大部分插圖內(nèi)容的康托耶夫老師。本書的插圖工作主要采用了ComfyUI和Stable Diffusion的組合流程,部分圖片使用了摩爾線程公司的摩筆馬良開放AI繪畫平臺(tái)。
感謝每一位認(rèn)真閱讀過原稿,耐心提出意見,并為本書撰寫推薦語的老師。感謝在本文寫作和統(tǒng)稿過程中給予幫助和支持的趙陽、魏占營(yíng)、羅霄等各位好友。感謝家人和孩子給予作者無微不至的關(guān)懷和鼓勵(lì),以及創(chuàng)作中的小靈感。沒有你們,也不可能有這本科普小說的問世。
期待讀者們的反饋,期待為大家?guī)砀喔腥,也更有深度的科普作品?br />
王銳 劉劍
2023年12月31日
作者介紹:
王銳,擁有25年編程經(jīng)驗(yàn)的資深程序員,全球知名的三維圖形引擎OSG的核心開發(fā)者和推廣人,開源社區(qū)的長(zhǎng)期貢獻(xiàn)者。已出版十余本行業(yè)專著和譯著。
劉劍,中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(CCF)高級(jí)會(huì)員,科普工委會(huì)執(zhí)行委員,中國(guó)仿真學(xué)會(huì)元宇宙專業(yè)委員,北京航空航天大學(xué)青島研究院高級(jí)研究員。
繪者介紹:
康與纓(康托耶夫),前盛大網(wǎng)絡(luò)技術(shù)美術(shù)總監(jiān),游戲影視全平臺(tái)開發(fā)者,插畫家。
目錄
前言
角色小傳
第一章 跌落靈境
第二章 虛實(shí)之隙
2.1 離開混亂之地
2.2 顯卡的世界
2.3 屏幕與像素
2.4 進(jìn)退失據(jù)的小靈
第三章 渲染工廠
3.1 眾星捧月的博士
3.2 流水線上的工人
3.3 領(lǐng)袖或接口
第四章 造型之谷
4.1 無處不在的坐標(biāo)系
4.2 萬能的三角形
4.3 用心描繪自己
第五章 光之山丘
5.1 突如其來的黑暗
5.2 光明從何而來?
5.3 近似的光照法
第六章 幻之森林
6.1 不能做到更好?
6.2 迷之森林與精靈
6.3 基于物理的著色
6.4 陰影不斷逼近
6.5 光與暗的分歧點(diǎn)
第七章 墜落之海
7.1 巨人沉眠于海底
7.2 真實(shí)感的本質(zhì)
7.3 放棄的藝術(shù)
7.4 風(fēng)乍起
第八章 風(fēng)暴之眼
8.1 俯瞰這個(gè)世界
8.2 攝像師的小屋
8.3 像素的障壁
8.4 融會(huì)貫通之刻
第九章 輝煌之路
9.1 未知的后果
9.2 即刻啟程
9.3 另一個(gè)穿越者
9.4 最后的道別
第十章 寫給未來
圖小靈小課堂