コンピュータグラフィクスの教科書

コンピュータグラフィクスに詳しくなりたいという気持ちがずっとあるが、これまであまり取り組んでこなかった。具体的にやりたい何かがあるわけではなく、むしろ何ができるのかを探りたいので、基礎から体系的に学べると嬉しい。ということで教科書をきちんと読むことにした。

どの教科書が良いのかわからなかったので大学の講義でよく使われるものを調べた。適当な大学を選び、コンピュータグラフィクスの講義を探し、そこで指定されている教科書を列記した。QS 世界大学ランキングからコンピュータ科学でトップ10の大学について、講義は以下の通り。

  1. MIT: 6.837. Computer Graphics. オンラインで講義資料が手に入る最新のものはおそらく2012年。
  2. Stanford: CS 148. Introduction to Computer Graphics.
  3. CMU: 15-462. Computer Graphics.
  4. NUS: CS3241. Computer Graphics. 公開されている講義資料はなさそう。
  5. UCB: CS 184. Foundations of Computer Graphics. 僕は5年くらい前にここの Ren Ng 先生の講義資料で勉強したことがある。
  6. Oxford: Computer Graphics.
  7. Harvard: コンピュータグラフィクスの授業がない？
  8. Cambridge: Introduction to Graphics.
  9. EPFL: Introduction to Computer Graphics.
  10. ETH: AS 20. Computer Graphics.

これらの講義で指定されている教科書は以下の通り。

Fundamentals of Computer Graphics (Marschner & Shirley)

  • 7校 (MIT, Stanford, CMU, UCB, Oxford, Cambridge, ETH) が指定。Oxford はこれだけを必須に指定、他の教科書はオプショナルとしている。
  • 初版は2002年、最新版は2021年。初版は Shirley だったが、改訂が繰り返されて著者順が入れ替わり Shirley & Marschner (2nd) → Marschner & Shirley (5th) となっている。
  • ほとんどの講義で指定されていて決定版に思える（が、有名なのでとりあえず指定しているというだけかもしれない。）

Computer Graphics: Principles and Practice (Hughes et al.)

  • 6校 (CMU, UCB, Oxford, Cambridge, EPFL, ETH) が指定。
  • 初版は1993年、最新版は2012年。これも改訂に伴い著者順が入れ替わったり、タイトルが変わったりしている。
  • これも人気があるようだが (Marschner & Shirley) より登場も改訂も古いのがやや気になる。

Physically Based Rendering: From Theory to Implementation (Pharr et al.)

  • 4校 (Stanford, CMU, UCB, ETH) が指定。
  • 物理ベースレンダリングに特化しているのでコンピュータグラフィクス全体を俯瞰するという感じではないのかも。ただ、分野が広いので、そもそも俯瞰とか無理なのではという気もする。

Real-Time Rendering (Akenine-Möller et al.)

Interactive Computer Graphics: A Top-Down Approach with OpenGL (Angel & Shreiner)

  • 2校 (Oxford, EPFL) が指定。
  • 実装寄りの話で、もしかしたらけっこういいのかも？

1校しか指定していないもの

けっこうある。実装を重視した教科書がいくつか出ていて決定版はないという雰囲気。(Hartley & Zisserman) はどちらかといえばコンピュータビジョンの教科書で、既に注文済み。

  • Watt. 3D Computer Graphics.
  • Buss. 3D Computer Graphics: A Mathematical Introduction with OpenGL.
  • Hearn et al. Computer Graphics with OpenGL.
  • Kessenich et al. OpenGL Programming Guide: The Official Guide to Learning OpenGL
  • Sillion & Puech. Radiosity and Global Illumination.
  • Shirley & Morley. Realistic ray tracing.
  • Vince. Mathematics for Computer Graphics.
  • Reinhard et al. High Dynamic Range Imaging, Acquisition, Display, and Image-Based Lighting
  • Hartley & Zisserman. Multiple view geometry in computer vision

結論

一番人気があり一番新しいということで Fundamentals of Computer Graphics (Marschner & Shirley) を注文した。Amazon で16,000円くらい。円安の影響で今買うのは損かと思ったけど、なぜか割引されていて去年より今の方が安かった。