Что читать?

Поделюсь небольшим списком литературы, «закрывающем» бОльшую часть области геометрического моделирования. Но сначала пара замечаний:

1. Книги недостаточно купить или скачать. Их надо ОСВОИТЬ.
2. Конспект и практика — эффективные (единственные?) средства освоения.

Почти все, приведенное ниже, можно считать ЧИСТО ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ литературой. Скажем, там нет конечно-элементного анализа как нет правил программирования станков. Вместе с тем, эти книги предлагают широкий взгляд на ту или иную предметную область, поэтому их следует расценивать в том числе и как обзоры. За деталями надо обращаться в специализированные брошюры, монографии и научные статьи.

Основные книги

The NURBS Book (L. Piegl)

Это — библия разработчика геометрического ядра. Книга содержит как теоретические, так и сугубо практические вещи, среди которых нельзя не упомянуть исходные коды алгоритмов для работы со сплайнами (кривыми и поверхностями). Книга сложная. Для ее освоения надо не только вести конспект, но и непрерывно программировать самостоятельно, то есть экспериментировать.

An Introduction to Solid Modeling (M. Mantyla)

В определенном смысле дополняет The NURBS Book. Здесь мы переходим из области CAGD (Computer-Aided Geometric Design) на уровень выше — в область CAD (Computer-Aided Design). Безотносительно того, какие геометрические примитивы используются для моделирования формы (сплайны, безье, плоскости и т.п.), есть общие вопросы компоновки этих примитивов в граничные модели, представляющие объект. Книга проф. Мянтыли — настоящая жемчужина моей коллекции. Несмотря на свой почтенный возраст (в нашей бурной области 25-30 лет — это срок), она остается актуальной и, на мой взгляд, непревзойденной. Книга объясняет математику граничного представления, дает строгие определения, теоремы, леммы и следствия, оставаясь притом очень доступной и ценной с практической точки зрения.

Parametric and Feature-based CAM/CAM (J. Shah, M. Mantyla)

Эта книга рассказывает о семантических моделях (feature models), поднимаясь еще выше в геометрической абстракции. Речь идет о конструктивных элементах — революционной технологии, дополнившей в свое время «чистую геометрию» до состояния, в котором САПР пребывает сегодня. В отличие от первых двух книг, она имеет явный инженерный акцент, что позволяет нашему брату-теоретику немного спуститься с небес на грешную землю и увидеть РЕАЛЬНЫЕ задачи САПР, а не бесконечно увлекательную геометрическую игру. Как и первые две, эта книга — обязательна к прочтению.

Дополнительные книги

Первых трех вообще-то достаточно, чтобы перестать читать и начать действовать. Но есть еще замечательные книги, которые позволяют несколько иначе взглянуть на те же вопросы. Увидеть, так сказать, перспективу.

Curves and Surfaces for CAGD: A Practical Guide (G. Farin)

Эта книга того же уровня, что The NURBS Book, если говорить о предметной области (CAGD) и сложности материала. Книга дает математику отдельных кривых и поверхностей, без вовлечения оных в геометрические модели. При этом сплайны рассматриваются лишь как один из видов геометрического представления формы, соседствуя с другими интересными формулами. Надо отдельно отметить главы, посвященные дифференциальной геометрии кривых и поверхностей — они на редкость увлекательны и достаточно (для нашей области даже с избытком) подробны. Ну и список литературы в книге просто исключительный.

An Introduction to NURBS With Historical Perspective (D. Rogers)

Эту книгу следует подавать после The NURBS Book в виде эдакого десерта что ли. Информация о сплайнах не столь подробна, как хотелось бы, но есть приятный бонус — историческая ретроспектива. Лаконичность именно математической составляющей книги не позволяет говорить о ней, как об альтернативе The NURBS Book. Но это и не нужно. Эта книга — другой взгляд на то же самое.

Геометрическое Моделирование (Н. Голованов)

Книга наших соотечественников, дающая широкий взгляд на геометрическое моделирование с точки зрения разработчиков реального коммерческого ядра C3D. Уже поэтому ее нельзя не иметь в виду. Есть и за что покритиковать данную монографию: слишком уж бедная библиография. Даже если многие алгоритмы, описанные в книге, оригинальны, скупые ссылки не позволяют более-менее надежно погрузить это пособие в общую канву академических трудов нашей области. И все-таки, просматривая «Геометрическое Моделирование», нужно отдавать себе отчет в том, что перед вами — живая ткань C3D. Отличный подарок всякому понимающему человеку.

Математические Основы САПР (Д. Ушаков)

Это даже не книга, а брошюра, которая существует у меня сразу в трех экземплярах: для работы, для «полистать самому» и «для полноты книжной полки». Уж очень быстро она измочаливается... Что сказать по содержимому? Если вам нужно сделать введение в область САПР для новичка — дайте ему эту небольшую книжку на пару недель. При добросовестном отношении ее прочтение гарантирует расширение кругозора и доведение человека до состояния, когда ему уже можно нарезать задачи.

Что еще читать?

Прежде всего, конечно, эльзевировские журналы, а именно, «Computer-Aided Design» и «Computer-Aided Geometric Design». Потом есть научно-популярные журналы, среди которых наиболее доброкачественным изданием является «САПР и Графика».

Как организовать электронную библиотеку?

Со временем у вас наверняка накопится тонна электронной литературы, включая статьи, книги, брошюры, презентации и т.д. На мой взгляд, отличным приложением для огранизации собственной электронной библиотеки является Mendeley. Может быть есть инструменты получше, но указанный софт вполне закрывает мои личные нужды (вплоть до того, что я прикупил коммерческую лицензию с десятью гигабайтами хранилища).

Заключение

Обзор получился довольно краткий, но главные книги были названы. Помимо них есть еще целый корабль литературы, которая могла бы быть названа, но не в первую очередь. «Разматывая» ссылки по приведенным монографиям и регулярно просматривая свежие статьи, вы обнаружите все недостающее.