O melhor livro sobre os detalhes gráficos que eu encontrei é Computação Gráfica: Princípios e Práticas http://www.amazon.com/Computer-Graphics-Principles-James-Foley/dp/0201121107

No entanto, como foi escrito no início dos anos 90, está um pouco desatualizado.

Existem livros semelhantes que abordam os desenvolvimentos mais recentes?

Escolha um de cada um deles e suba.

1. Fundamentos de CG

• Computação Gráfica: Princípios e Prática , 3 ^rd Edition ( 2 ^nd também é altamente considerado) - este livro é chamado A Bíblia de CG
• Computação Gráfica, Versão C , ^2ª Edição (não a ^3ª ou a 4ª, como recomendado pela resposta do void , que não foram bem recebidas)
• Fundamentos de computação gráfica , ^4ª edição
• Gráficos de computador usando OpenGL , ^2ª ou ^3ª Edição ^†
• Computação gráfica interativa: uma abordagem de cima para baixo com o WebGL , ^7ª edição ^†
• Gráficos de Computador 3D: Uma Introdução Matemática ao OpenGL ^†

^{† estes não são livros do OpenGL, eles apenas usam o OpenGL para ensinar conceitos rudimentares de CG}

Destes, meus favoritos pessoais são os dois últimos. Mais prático e, portanto, cativante para o iniciante; as explicações não são muito enigmáticas, ao contrário dos outros livros mais acadêmicos da lista.

Motivo A renderização em tempo real é omitida, não se trata de um livro de sujar as mãos ; é uma ampla pesquisa de técnicas usadas na indústria do que sobre os fundamentos do CG; Teoria pesada do que treino pesado: algo que os iniciantes precisam entender bem o básico. Até a teoria abordada é de alto nível em muitos pontos.

2. Princípios Matemáticos

Para ser proficiente em computação gráfica ou mesmo entender o básico, é necessário compreender uma quantidade decente de conceitos matemáticos; requer que você se sinta confortável em usar trigonometria e álgebra linear. Por isso eu recomendo

• Vector Math for 3D Computer Graphics é de longe o melhor tutorial para iniciantes para vetores e matrizes. Também é interativo, pois no final de cada seção há uma pergunta de teste para verificar e selar a compreensão desse tópico.

Livros

• Primer 3D para gráficos e desenvolvimento de jogos (as duas edições são boas)
• Matemática Essencial para Jogos e Aplicações Interativas: Guia do Programador , ^2ª / ^3ª Edição
• Matemática para Programação de Jogos 3D e Computação Gráfica , ^3ª Edição

Desses livros de matemática, o mais intuitivo é o primeiro com muitas anedotas engraçadas no meio, o último é para fanáticos da matemática do núcleo duro (se você tem medo de vômito de símbolo, evite-o), embora seja um bom livro para programadores experientes em computação gráfica que precisam de uma referência. O intermediário é realmente bom, pois detalha algumas coisas que os outros dois (ou muitos livros) omitem, e no espectro da intuitividade e da matemática básica que está no meio.

3. Tutoriais

Apenas a leitura não sela os conceitos; portanto, é definitivamente recomendável trabalhar. Por isso, achei esses tutoriais muito bons; a maioria também dá uma explicação decente da teoria.

• Aprendendo programação gráfica moderna em 3D
• ScratchAPixel (abrange extensamente o Ray Tracing, mas muitos conceitos também são relevantes para a renderização em tempo real)
• Learn OpenGL
• Academia WebGL
• O Livro de Shaders

Não fique muito apegado a uma biblioteca ou ferramenta específica (por exemplo, OpenGL, Direct3D, Metal, Vulkan, WebGL, SDL, Quartzo etc.) Depois de entender os conceitos básicos (matemática por trás deles), implementando-os em qualquer linguagem, estrutura ou biblioteca não seria grande coisa. Apenas a sintaxe / compilador mudaria, mas as próprias técnicas permanecem as mesmas.

Renderização em tempo real

Não para os fracos de coração.

Ouvi dizer que a série de livros GPU Gems é uma ótima leitura. Você pode comprá-los (uma pesquisa rápida no amazon.com trará alguns resultados), mas eles também são gratuitos para leitura on-line:

http://http.developer.nvidia.com/GPUGems/gpugems_pref02.html

Usamos computação gráfica com OpenGL (Hearn & Baker) quando eu estava na universidade e gostei muito. Apesar do nome, ele fornece os fundamentos dos gráficos e renderizações em 2D e 3D. O OpenGL é usado como exemplo ao criar gráficos 3D, mas somente após a matemática e os algoritmos fundamentais terem sido apresentados.

http://www.amazon.com/Computer-Graphics-OpenGL-Donald-Hearn/dp/0130153907

Depois disso, a renderização em tempo real, como já sugerido.