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01 - 计算机图形学概述

1. 什么是图形学

图形学:合成与操作视觉信息

2. 为什么要学计算机图形学

2.1 图形学的应用

  • Video Games
  • Movies
  • Animations
  • Design
  • Visualization
  • Virtual Reality
  • Augmented Reality
  • Digital Illustration
  • Simulation
  • Graphical User Interfaces
  • Typography

2.2 基础学习的困难

  • 创建和连接真实与虚拟的世界
  • 要求理解物理世界的所有方面
  • 新的计算方法、显示、技术

2.3 技术的挑战

  • (透视)投影、曲线、曲面的数学
  • 光影物理学
  • 在3D中表示 / 操作shapes
  • 动画 / 模拟仿真
  • 三维图形软件编程与硬件(不考虑硬件)

3. 本课程讨论的话题

3.1 光栅化

  • 几何图元(geometry primitives)(三维三角形/多边形)投影到屏幕上
  • 投影图元(projected primtives) 分解为 片段(pixels) (像素)

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3.2 曲线和网格

  • 如何在计算机图形学中表示几何图形

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3.3 光线追踪

  • 从相机通过每个像素拍摄光线
  • 计算交集和着色
  • 继续反射光线直到它们击中光源
  • 动物/电影的黄金标准(脱机应用)

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3.4 动画/仿真

  • 关键帧动画
  • 质量弹簧系统

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3.5 NOTE

  • 学的是图形学的知识,而不是图形学的API
  • 图形学与计算机视觉的区别
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4. 推荐 IDE

  • IDE:集成开发环境
     
  • 帮助您解析整个投影
    • 并提示成员函数的语法/用法等。
       
  • 推荐的IDE
    • Visual Studio(windows only) / Visual Studio Code (cross platform)
    • Qt Creator(personal)
       
  • 不推荐的IDE
    • CLion,Eclipse
    • Sublime Text,Vi / Vim,Emacs(not even IDEs)