GAMES101 第1讲 计算机图形学综述

为什么要学习计算机图形学

Computer Graphics is AWESOME!

1. 计算机图形学的应用

• Video Games: 全局光照, 卡通渲染
• Movies: 特效(最简单的图形学应用), 面部/动作捕捉
• Animation: 毛发, 粒子, 布料
• Design: CAD, CG, 3D Printing, 物理模拟
• Visualization: 人体, 成像
• Virtual Reality: 交互, 感知
• Digital Illustration: 绘画, 曲线, 插值
• Simulation: 环境, 自然灾害, 天体
• Graphics User Interface: 系统界面, 交互
• Typography: 字体设计, 矢量图形

2. 基本智力挑战

• 要对真实的世界的各个方面有深刻的理解
• 新的计算方法, 显示设备, 科学技术
• 通过以上的方法和理解创建逼真的虚拟世界并与之交互

3. 技术挑战

• (视图)投影, 曲线, 曲面
• 基于物理的照明, 阴影
• 三维空间中的矩阵变换(用于模型的旋转, 缩放, 平移)
• 动画/模拟
• 三维图形编程(软件/硬件): 不会在GAMES101中讨论

GAMES101课程目标

• 光栅化 Rasterization
• 曲线和网格 Curves and Meshes
• 光线追踪 Ray Tracing
• 动画/模拟 Animation/Simulation

1. 光栅化 Rasterization

• 把三维空间的几何形体显示在二维屏幕上
• 适用于实时渲染(30fps以上)

2. 曲线和网格 Curves and Meshes

• 如何表示平滑的曲线, 曲面
• 如何将简单的曲面通过细分的方式变成复杂的曲面
• 如何保持物体的拓扑结构

3. 光线追踪 Ray Tracing

• 着重在动画和电影中应用
• 速度慢, 但是可以产生逼真的图像
• 实时光线追踪

4. 动画/模拟 Animation/Simulation

• 球体的弹性运动
• 布料

计算机图形与计算机视觉的区别

一切需要猜测的都是计算机视觉

GAMES101

网站

GAMES101课程主页: GAMES101

在线答疑平台/BBS: games-cn

书籍

虎书(不需要, 但建议学习): Fundamentals of Computer Graphics

作业

• 提供代码框架
• 每个作业的代码量一般不超过20行
• 基于C++(有很多库可以使用, 例如Eigen)
• 大作业
  • 在课程中期开始
  • 由自己决定主题