现代图形学入门

系列说明


系列文章@Lingqi Yan(闫令琪) 教授《现代计算机图形学入门》 视频课程的文字笔记, 方便各位图形学爱好者朋友学习巩固使用

原课程链接: GAMES101: 现代计算机图形学入门
同时, 该教程已上传哔哩哔哩, 链接: GAMES101-现代计算机图形学入门-闫令琪

什么是图形学?

计算机图形学(Computer Graphics, 简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。简单地说, 计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。

它可以做什么?

  • 游戏
  • (特效)电影
  • 动画
  • 设计
  • 可视化
  • VR / AR
  • 数字绘画
  • 模拟
  • 图形用户界面(GUI)
  • 字体排版

难在哪?

  • 需要对物理世界的各个方面有一定的了解 -> 输入
  • 依赖各种运算,在各种不同的显示设备上做显示 -> 输出

具体内容?

  • 关于(透视)投影、曲线、面的数学知识
  • 关于照明和阴影的物理学知识
  • 在三维中表现/操作形状
  • 动画/模拟
  • 不包括三维图形软件编程和硬件

所以到底为什么要学?

AWESOME

课程内容

光栅化

  • 三维空间中的几何形体显示在屏幕上
  • 实时(30fps)应用

曲线 & 曲面等相关几何知识

  • 曲线 & 曲面表示
  • 曲面细分
  • 变化中保持拓扑结构

光线追踪

  • 高质量动画/电影(离线)
  • 实时光线追踪

动画 & 模拟

  • 关键帧动画
  • 弹性形变

计算机图形学与计算机视觉的区别

注意: 计算机图形学 ≠ OpenGL/DirectX/Vulkan, 学习图形学, 而不是图形学API

课件源文件: GAMES101_Lecture_01.pdf
哔哩哔哩视频传送门: GAMES101-现代计算机图形学入门-闫令琪