如何阅读PBRT3?
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https://www.zhihu.com/question/309420057
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如何閱讀PBRT3?
目前第一章還未讀完,只讀到了1.4并行化。
不知道以怎樣的姿勢(shì)閱讀才是正確的,以目前的進(jìn)度來看,發(fā)現(xiàn)尤其是1.3對(duì)pbrt的概述那一節(jié)讀的很混亂,好多類和方法就這么突然告訴你,并不知道到底是怎么回事。
我知道后面都詳細(xì)的講到了,但是不知道到底有沒有必要把第一章這些東西全都查完弄清楚,還是說通看一下,到后面的章節(jié)細(xì)讀。
另外整本書的閱讀該如何進(jìn)行,希望能有個(gè)效率比較高的方法。感謝。
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Ubp.a
計(jì)科與數(shù)學(xué)的愛好者
最初學(xué)了 Peter Shirley 的 Ray Tracing in One Weekend。
Ubpa/ToyRTX?
github.com
緊接著看 PBRT,但看的云里霧里的。
因?yàn)楣ぷ髟?#xff0c;就先放棄 PBRT 了,反正也看得難受。這時(shí)去學(xué)了 OpenGL,跟的教程是 LearnOpenGL CN。
Ubpa/LearnOpenGL?github.com
再接著跟了 2018 的 CMU 15462 課程,學(xué)到了簡(jiǎn)單的 Path Tracing。
Ubpa/CMU_15_462?github.com
然后為了寫畢設(shè),就結(jié)合了之前學(xué)的 OpenGL 和 Path Tracing,寫了個(gè)渲染引擎。
Ubpa/RenderLab?github.com
有了這些基礎(chǔ)后,再看 PBRT 的時(shí)候就舒適了,能挑 重要的 / 想知道的 看,知道哪些可以跳過。
因?yàn)橛凶约旱囊?#xff0c;所以也不需要太關(guān)注 pbrt 的代碼,只需作為參考。
正在看,做著筆記
(我想在看完后再來斟酌下怎樣的順序比較合理)
Ubpa/Note/PBRT?
github.com
一直在忙,沒時(shí)間做最后的整理工作....
編輯于 2019-10-26
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aain.svck
圖形引擎研發(fā) 門薩底層菜雞
以下是我半年前PBRT3的學(xué)習(xí)路線。雖然每個(gè)人的基礎(chǔ)都不一樣,針對(duì)我個(gè)人的學(xué)習(xí)規(guī)劃很難對(duì)別人形成量身定做的效果,但是因?yàn)槲乙呀?jīng)看過一部分內(nèi)容,所以好歹也具備一些總結(jié)性,可以有效的幫讀者跳過一部分和全局理解無關(guān)的內(nèi)容,讓學(xué)習(xí)策略更具備目的性和全局性。
綜上,應(yīng)該還是有一點(diǎn)參考價(jià)值的。所以厚顏無恥的po出來了 XD。
下面講重點(diǎn)。接下來,范圍將會(huì)主要圍繞在第9章之前來做。中期包括一點(diǎn)12章的內(nèi)容,后期包括很少的14章內(nèi)容。核心目的是實(shí)現(xiàn)基于最基礎(chǔ)的Whitted光線追蹤的離線渲染器。
首先,跳過1-4章。除非你很想了解光線追蹤史,基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識(shí),或者PBRT的形狀接口,還有求交算法。后面需要的時(shí)候會(huì)返回來看這里的部分內(nèi)容,但總的來說,它們對(duì)理解實(shí)現(xiàn)光線追蹤知識(shí)沒有太大幫助。
第5章:顏色和輻射度學(xué),可以跳過前面rgb-xyz相關(guān)的內(nèi)容,直接從輻射度學(xué)開始看起。把光線映射的數(shù)學(xué)模型先建立起來。
第6章:酌情跳過,畢竟攝像機(jī)的實(shí)現(xiàn)dx和OpenGL基本算是自帶,除非你想實(shí)現(xiàn)6.4的全景攝像機(jī)。
第7章:酌情跳過,因?yàn)橹饕褪墙棠闳绾芜M(jìn)行采樣可以避免鋸齒和摩爾紋之類的只知識(shí),和最終目的——實(shí)現(xiàn)一個(gè)最簡(jiǎn)單的光線追蹤,關(guān)系并不密切。
第8章:反射模型,這個(gè)是要點(diǎn),需要花時(shí)間看一下。提前消化整個(gè)反射模型有助于我們更好的理解光線追蹤流程。但是,只需要看到8.3,也就是Lambert模型及其之前的部分,就可以形成概念了,后面的內(nèi)容都是錦上添花的,對(duì)我們從全局理解而言用處不大。
PS:這里最大的爭(zhēng)議應(yīng)該就是我跳過微表面相關(guān)的內(nèi)容了。畢竟跳過微表面就意味著放棄第10章的紋理,丟失了很大一塊學(xué)習(xí)內(nèi)容。但這和我當(dāng)時(shí)的學(xué)習(xí)原則有關(guān):微表面和紋理的知識(shí)可以回頭再補(bǔ),一切以形成全局概念為先。因此是否必須學(xué)習(xí)第8章和第10章的微表面和紋理,我不提供意見,請(qǐng)自行斟酌。
第9章,看到9.2.1的Matte材質(zhì)就可以了,后面全部跳過。因?yàn)楝F(xiàn)階段的主要目標(biāo)是把材質(zhì)在pbrt中的一套運(yùn)作流程搞清楚。但如果想要渲染一張圖片看看,肯定需要學(xué)一個(gè)最容易理解的材質(zhì),而最簡(jiǎn)單的毫無疑問是只有漫反射的Matte。
(至于玻璃、鏡子、金屬什么的,可以在程序框架成型以后,再回來補(bǔ)充。)
第10章:紋理。沒有學(xué)微表面知識(shí),所以跳過。
第11章:體積光,PBRT自己都加可選了……跳過。
第12章,跳過12.1,看12.2燈光接口,然后跳過可見性測(cè)試的內(nèi)容(即跳過陰影。將來寫代碼時(shí)如果需要判斷可見性測(cè)試,邏輯永遠(yuǎn)設(shè)為true就可以了),最后再看一下12.3的點(diǎn)光源就可以了。我們只需要一種光源(點(diǎn)光源最簡(jiǎn)單),所以不用看12.3.1以后的內(nèi)容。
PS:要實(shí)現(xiàn)陰影,外層邏輯的確并不難,沒有跳過的必要,但內(nèi)層就麻煩了——必然會(huì)涉及第4章的求交加速。但由于這里第4章我們是沒有看的,所以這里也先跳過陰影。
好的,到這一步基本上離線渲染的思路算是通了,但這還沒完。因?yàn)榻酉聛砭鸵獙懘a了,而現(xiàn)在只是看了理論,至于如何付諸實(shí)踐大概率還是一臉懵逼…
所以做到這一步,需要放緩閱讀進(jìn)度,自己先花一到兩個(gè)星期,總結(jié)一下已經(jīng)學(xué)過的知識(shí)。現(xiàn)在打開onenote或者別的什么,草稿本都行,將上面學(xué)到的全部知識(shí)畫一個(gè)離線渲染流程。把每一個(gè)過程都抽象出來,多自己思考。
注意,這時(shí)候第1章的1.3.4和1.3.5,即光線追蹤中的主渲染循環(huán)+Whitted積分器必須跑回去看,會(huì)派上很大用場(chǎng)。因?yàn)檫@兩小節(jié)主要講主渲染+whitted積分器的執(zhí)行流程,對(duì)你構(gòu)建自己的渲染框架非常有幫助。
(PS,題主一開始先看第一章,我現(xiàn)在是不太認(rèn)同啦……容易有鬼知道他這一坨講的什么玩意的感覺——沒錯(cuò),一開始我也是這么干的。)
下面是我當(dāng)時(shí)畫的渲染流程草圖,圖沒什么參考價(jià)值。重點(diǎn)是要自己能搞出一套完整的思路和行動(dòng)方案。
我當(dāng)時(shí)畫的渲染流程草圖,加強(qiáng)自己理解用的,對(duì)其他人來說沒什么參考價(jià)值。
然后可以開始碼代碼了,照著你的圖去做,做到碰撞檢測(cè)的時(shí)候,可能需要看射線和三角形相交的內(nèi)容,在3.6 triangle mesh里有相關(guān)資料。至于射線和aabb相交就簡(jiǎn)單的多,網(wǎng)上到處都是,可以自己查。
依照到現(xiàn)在已學(xué)的知識(shí)和架構(gòu)思路,基本上可以用自己寫的代碼,生成第一張Hello GI圖了。
沒錯(cuò)不是很好看……但主要的原因是我們現(xiàn)在的材質(zhì)、形狀和光源都太少了,導(dǎo)致它雖然是實(shí)打?qū)嵱肞BRT的方式渲染出來的。但看起來根本就和離線渲染的沒差別……
因此,接下來開始折騰反射+折射。
做反射和折射的時(shí)候,不能只學(xué)習(xí)書,還需要學(xué)習(xí)源碼。
主要的原因就是源碼里面直接給出了玻璃和鏡面材質(zhì)的實(shí)現(xiàn)方式。這兩種材質(zhì)最能體現(xiàn)出反射且實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,但在PBRT中似乎被略過了(我沒找到)。然后依照實(shí)現(xiàn)Matte材質(zhì)的方法照葫蘆畫瓢,做出玻璃和鏡面材質(zhì)即可。
這里有一點(diǎn)麻煩:當(dāng)時(shí)做Matte材質(zhì)的時(shí)候,不需要實(shí)現(xiàn)反射機(jī)制相關(guān)的方法,所以這部分方法我們也完全沒看。因此這時(shí)候需要回到書本,看一下14.1章節(jié)的采樣反射方法的相關(guān)代碼——諸如BxDF::Sampler_f()的相關(guān)內(nèi)容,為自己提供構(gòu)建反射部分代碼的思路。我印象里只看14.1,采樣反射函數(shù)的部分內(nèi)容就可以了。
另外,由于我們常參考的pbrt源碼中混入了一部分采樣內(nèi)容,此時(shí)還沒有Sampler概念,因此很難把這些內(nèi)容剝離出來,所以在碼代碼的時(shí)候,如果看不懂Sampler相關(guān)的內(nèi)容,可以在這個(gè)時(shí)候暫停自己的代碼進(jìn)度,掉頭看一下第七章的7.2.2-7.2.4,即基本采樣接口、采樣器實(shí)現(xiàn)和像素采樣器(最基本的采樣器)。然后把像素采樣器實(shí)現(xiàn)到自己的渲染框架。
然后就可以做出帶反射的PBRT圖了,下面這張是我按照上面的思路自己做的,包括了Matte、鏡面、玻璃材質(zhì)的概念(找這個(gè)破圖花了我好長(zhǎng)時(shí)間……瑕疵很多,不過越簡(jiǎn)單越方便理解參考)。
第二張PBRT渲染圖,引入了反射和折射的概念。由于當(dāng)時(shí)還沒有求交加速,渲染花了很長(zhǎng)的時(shí)間,并且導(dǎo)致圖片的右下角出現(xiàn)了繪制順序的瑕疵。不過重點(diǎn)是圖中玻璃球的反射和折射表現(xiàn)良好。
至此應(yīng)該已經(jīng)初步入門并有了自己的學(xué)習(xí)策略,不會(huì)再出現(xiàn)一頭霧水,不知道怎么學(xué)的情況。
當(dāng)然后面還需要做的事情有很多,BVH求交加速、陰影、新的材質(zhì)、燈光和形狀、甚至導(dǎo)入fbx模型文件……當(dāng)然最核心的還是要進(jìn)一步學(xué)會(huì)并實(shí)現(xiàn)雙向追蹤、光子映射之類的。但那些都是后話了。
編輯于 2019-01-26
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Dezeming
啦啦啦
這個(gè)問題我覺得自己很有發(fā)言權(quán),因?yàn)槲以?jīng)跟題主遇到的情況很類似,區(qū)別是我堅(jiān)持讀完了前七章,然后我發(fā)現(xiàn)有些不對(duì)勁,因?yàn)樽x完之后對(duì)很多知識(shí)的印象都比較模糊,尤其是對(duì)于貫穿全文的光線微分,非常影響閱讀體驗(yàn)。
后來我就想,一定是我打開的方式不對(duì)。沒錯(cuò),既然打開的方式不對(duì),我們就要重新打開。
首先先要閱讀完光追三部曲,自己先實(shí)現(xiàn)一個(gè)小巧的光線追蹤引擎:
Shirley P. Ray Tracing in One Weekend[J]. 2016.
Shirley P. Ray Tracing The Next Week[J]. 2016.
Shirley P. Ray Tracing The Rest Of Your Life[J]. 2016.
然后弄明白PBRT中的場(chǎng)景文件的加載和構(gòu)建流程:
(唉,本來以為寫書很容易的,結(jié)果校訂什么的都很麻煩。寫錯(cuò)了也怕耽誤讀者,系列書也得保證內(nèi)容一致。雖然目前寫完了八本了,但是因?yàn)樾枰S喓蜋z驗(yàn),估計(jì)6月左右才能發(fā)布的網(wǎng)站上)
場(chǎng)景文件怎么讀入到PBRT系統(tǒng),并初始化各個(gè)基類,然后開始渲染的呢?這個(gè)流程弄明白了,學(xué)會(huì)PBRT就已經(jīng)成功了一半了。
推薦第一本我自己寫的小書《PBRT系列1-文件加載和設(shè)定》(該書會(huì)免費(fèi)發(fā)布到網(wǎng)上,正在搭建網(wǎng)站:https://dezeming.top/ ,我特別喜歡《光追三部曲》的風(fēng)格,從零開始一步一步教大家構(gòu)建代碼,很有成就感):
對(duì)照著源碼讀完這本小書也就一兩天時(shí)間,之后我敢說,你已經(jīng)知道怎么繼續(xù)研究PBRT了。
之后,理解并實(shí)現(xiàn)一個(gè)朗伯和完美鏡面物體康奈爾盒場(chǎng)景的Whitted光線追蹤器:
其實(shí)PBRT的Whitted光追實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單,但是涵蓋了整個(gè)渲染的流程,因此我們最好先把PBRT中的渲染流程搞清楚,然后再自己實(shí)現(xiàn)一遍,之所以是朗伯和完美鏡面物體,因?yàn)樗鼈冏銐蚝?jiǎn)單。
我寫的第二本小書就是如此:《PBRT系列2-代碼實(shí)戰(zhàn)-Whitted光線追蹤引擎》該書已寫完。只需要一兩天,你就能弄明白PBRT中的Whitted光追流程和算法,并在自己的光線追蹤引擎上實(shí)現(xiàn)。
然后研究一些基本的模塊的細(xì)節(jié),并動(dòng)手實(shí)現(xiàn):
比如什么是光線微分,采樣器的作用(產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)),濾波器的作用(圖像后處理,紋理過濾)。以及PBRT的最重要的結(jié)構(gòu):材料和紋理。
如果等得起的話,我正在籌措寫一系列的關(guān)于如何從簡(jiǎn)單光追引擎(光追三部曲)過渡實(shí)現(xiàn)PBRT引擎的小書。目前我構(gòu)建的PBRT系列書流程大致如下:
首先是介紹場(chǎng)景解析的書(已完成)
然后是弄懂PBRT中Whitted光追的書并自己寫代碼實(shí)現(xiàn)(已完成)
之后我們就全部拋棄《光追三部曲》構(gòu)建的系統(tǒng),開始動(dòng)手制作一個(gè)PBRT光追器:
學(xué)習(xí)和研究PBRT的基本組成,矩形向量變換工具、Shape和加速結(jié)構(gòu)(已完成):
然后實(shí)現(xiàn)顏色與光譜類的學(xué)習(xí)和移植(該書已完成)。
然后實(shí)現(xiàn)PBRT的相機(jī)系統(tǒng)(該書已完成):
相機(jī)與離焦模糊
之后學(xué)習(xí)采樣器,并將PBRT的渲染積分器實(shí)現(xiàn)到自己的系統(tǒng)中。(該書已完成)
之后我們?cè)偃パ芯?strong>材料和紋理,然后實(shí)現(xiàn)相機(jī)和光線微分以及采樣器,之后實(shí)現(xiàn)直接光照和路徑追蹤器,之后介紹體散射和體渲染,還有些內(nèi)容等前面這些都完成了再規(guī)劃。
PBRT系列小書
學(xué)習(xí)完P(guān)BRT系列8以后能實(shí)現(xiàn)的效果
PBRT材質(zhì)比較多(雖然與專業(yè)成熟的渲染器相比也不是很多),因此我會(huì)在系列10詳細(xì)介紹每一種材質(zhì)。
移植PBRT實(shí)現(xiàn)的面光源軟陰影
雖然系列0到系列8都已經(jīng)寫完了,但還沒有校驗(yàn),錯(cuò)誤可能會(huì)有不少。大概會(huì)等到6月份會(huì)不斷校驗(yàn)并發(fā)布在個(gè)人網(wǎng)站上:https://dezeming.top/。
關(guān)于答主:目前主要做醫(yī)學(xué)影像體渲染實(shí)時(shí)光照算法,國(guó)內(nèi)外的體渲染全局光照基本上都研究過一遍了,最近正在研究的是全局動(dòng)態(tài)光照技術(shù)。
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編輯于 03-09
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椎名深雪
三流 CS 民科
目前也在閱讀中,路徑:加速結(jié)構(gòu),反射模型,path tracing, 反射模型(重構(gòu)代碼),BDPT&MLT以及相關(guān)的一坨東西,反射模型,無限修Bug中。
第一章我直接跳了。
發(fā)布于 2019-02-25
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梓川咲太
人活著就是為了櫻島麻衣
就我自學(xué)經(jīng)驗(yàn)來說(鄙人小白,摸著石頭過河),coding 學(xué)習(xí)效果 > 上課 > 看書 > 閉門造車。要看書的話,還是有配套課程一起看比較好,Assignment 的質(zhì)量都很高。
學(xué)習(xí) PBRT 這本書鄙人推薦兩條路線:
路線 1:跟作者 Matt Pharr 的課——CS 348 b,每年春季開課。
Image Synthesis Techniques (CS 348B)?
graphics.stanford.edu
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- 假定你有 C/C++ 和圖形學(xué)基礎(chǔ),比如看過下面這兩本書[1][2]:
- 或者先修課程 CS 348 a / CS 248 任選一門,前者最近一次公開課更新是 winter 17,比較慢。
推薦 CS 248(Winter),每年都有公開課。
Interactive Computer Graphics :: Winter 2019?cs248.stanford.edu
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路線 2: CMU 15-462(Spring / Fall),每年開兩次課,從圖形學(xué)基礎(chǔ)開始講起。
Computer Graphics : Fall 2019?15462.courses.cs.cmu.edu
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有 PathTracer 的 Assignment。
參考
編輯于 2019-10-30
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給渲染帶來笑容
有些書在你對(duì)這個(gè)方向沒有整體了解之前覺得是天書,有了整體了解以后就變成了工具書。
推薦:
基礎(chǔ)差先看這個(gè)
Scratchapixel?
www.scratchapixel.com
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喜歡網(wǎng)課可以看這個(gè)
https://www.bilibili.com/video/av39918593?www.bilibili.com
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發(fā)布于 2019-01-22
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bluerose
圖形學(xué)與UE愛好者,坐標(biāo)杭州
個(gè)人認(rèn)為還是和你的目的有關(guān),是為了做實(shí)時(shí)渲染、學(xué)習(xí)圖形學(xué)知識(shí),還是為了寫高品質(zhì)離線渲染器。前面兩個(gè)原因就不推薦學(xué)習(xí)pbrt,你應(yīng)該去學(xué)習(xí)《real-time rendering 4th》。
1.視基礎(chǔ)決定輔助書籍
不知道你之前有沒有學(xué)習(xí)過《Ray Tracing in One Weekend》,如果沒有任何光線追蹤的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)直接學(xué)習(xí)pbrt,你會(huì)體會(huì)到看天書的感覺?!禦ay Tracing in One Weekend》的代碼雖然不夠深入,但卻是光線追蹤算法中的核心代碼(萬變不離其中)。
不過最好是配一本
@秦春林
寫的《全局光照技術(shù)——從離線到實(shí)時(shí)渲染》,此書對(duì)你閱讀蒙特卡洛方法之后的章節(jié)相當(dāng)有幫助,畢竟知道算法之后,再看原文當(dāng)然就輕松了。
本人之前還看過《Ray Tracing from the Ground Up》,至少抄了整個(gè)系統(tǒng)的代碼,所以上手pbrt還算輕松。
2.借助知乎眾的筆記
不少作者撰寫的筆記也在我讀pbrt的過程中起到了很大的作用。
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@文刀秋二
他的基于物理的著色(迪斯尼的著色模型)、低差異序列(生成低差異的采樣點(diǎn))
@玉米 他的pbrt筆記
當(dāng)然在此我也推銷一下自己的pbrt筆記與心得。
bluerose:Raytracing in Weekend、Raytracing Ground個(gè)人評(píng)價(jià)以及學(xué)習(xí)推薦?
zhuanlan.zhihu.combluerose:PBRT讀后感與閱讀建議?zhuanlan.zhihu.combluerose的pbrt筆記?
zhuanlan.zhihu.com
最后幾章是本人對(duì)pbrt的渣翻譯,僅供參考。
編輯于 2019-04-19
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waley
程序員
第一章都看不明白那說明你對(duì)這個(gè)東西本身是沒有一個(gè)整體的感知而且編程水平有限。看這本書前提條件是你本身具備扎實(shí)的C++知識(shí)、面向?qū)ο蟮木幊趟季S、以及非常重要的圖形學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí),其中采樣、降噪這些又涉及到高等數(shù)學(xué)里面的知識(shí)。如果不具備這些冒然看下去肯定是看不出個(gè)所以然的。
還是先從圖形學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)著手,搞清楚光柵化、光線追逐這兩種渲染方式,以及基礎(chǔ)的圖形學(xué)概念。
1、這里推薦《Fundamentals of computer graphics 4th》.
2、看Scratchapixel這個(gè)里面文章。
把1、2都做完了,理論上再去看pbrt3應(yīng)該就不會(huì)無頭蒼蠅一樣了。
當(dāng)然也有一些比pbrt3要簡(jiǎn)單一些的書籍,比如入門的話,看看這個(gè)系列
《Ray Tracing in a Weekend》
《Ray Tracing The Next Week》
《Ray Tracing_ the Rest of Your Life》
發(fā)布于 2019-01-18
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Julyan
瀉藥,人在美國(guó),剛下飛機(jī)
占樓打字
發(fā)布于 2020-01-12
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匿名用戶
我最近在學(xué)習(xí)如何把自己的光追代碼加上 Monte Carlo 方法,起初自然用的 Ray tracing mini book 第三卷,但是看到一半就看不下去了,作者不僅很少畫圖,而且推導(dǎo)公式經(jīng)常不解釋某些符號(hào)是什么意義,只能憑經(jīng)驗(yàn)猜,這直接導(dǎo)致閱讀體驗(yàn)極差,沒法在腦子里驗(yàn)證。
然后,我就去看 Scratchapixel 的文章,雖然作者講的很耐心,圖也畫的很清楚,但是廢話實(shí)在太多,整個(gè)講 Monte Carlo 的篇幅比三卷 mini books 還長(zhǎng)。
在如此不愉快的體驗(yàn)中,我忽然發(fā)現(xiàn)PBRT免費(fèi)了,于是打開瀏覽器沖上去直接看第13章 Monte Carlo Integration 這一章看下來竟然出奇的順利,作者雖然比較少畫圖,但是推公式之前基本都會(huì)把用到的符號(hào)介紹一下,閱讀體驗(yàn)良好,代碼也夠簡(jiǎn)單,至此我對(duì) Monte Carlo 的學(xué)習(xí)算是告一段落。
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的如何阅读PBRT3?的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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