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《图形编程技术学习》(一)计算机图形学与图形流水线

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这个系列基于学习北京林业大学杨刚教授的课程而形成的学习笔记特此发布以便于大家研习。该课程既简洁明了又涵盖了重要的知识点并因此受到广泛好评特此公开分享以便于大家共同进步欢迎指正。

一.计算机图形学的概念及主要研究内容

计算机图形学是作什么的

计算机图形学(Computer Graphics,简称CG)

计算机图形学是一门系统地探讨如何将计算机应用于图像生成与显示过程的学科

2.简单来说:一种利用数学算法将平面或立体图像转换为电子屏幕显示的二维网格结构的方法

什么是栅格?

栅格数据是将空间系统性地划分为规则且重复排列的单元格,并为每个单元赋予特定的空间信息以表征存在的实体。该种形式通过赋予每个单元特定属性信息来表征存在的实体。每个像素的位置则由其行号与列号共同确定,在这种组织结构下可有效描述地物或现象的本质特征及其相关联的空间位置信息。一个好的压缩编码方案应当基于最优化地降低计算机运算时间的基本前提之上实现尽可能高的压缩比和效率

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计算机图形学的研究内容

_1.Modeling 构造场景的三维模型 建模 _

__

2.Rendering 将三维场景画在屏幕上 绘制(渲染)

渲染:将三维场景画在屏幕上

通过构建三维模型进行分析,在屏幕上显示窗口中的每一个像素点的颜色值。每个像素点的颜色受光照条件、环境情况以及物体材质等多种因素的影响。

图一展示了两种不同的颜色偏差现象:左侧区域呈现明显偏红现象(Indirect Diffusion),右侧区域呈现明显偏绿现象(A Rapid Hierarchical Rendering Technique for Translucent Materials)。

图二Caustic effect 透明物体是透光的

图三 半透明物体的渲染

3.Animation 动画

-关键帧技术

-过程动画技术

-基于物理的动画技术

-关节动画

Morphing和deformation( 空间变形)技术

高度逼真的布料模拟(含Andrew Selle、Jon Su及Geoffrey Irving)

参考链接:

http://physbam.stanford.edu/~fedkiw/ Ron Fedkiw

http://graphics.ucsd.edu/~henrik/papers/fast_bssrdf/

https://www.onacademic.com/

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