Game101课程笔记_lecture01_计算机图形学概述
lecture01_计算机图形学概述_Game101课程笔记
- 1 什么是图形学
- 2 为什么要学习图形学
- 1 应用
- 1 video Games 游戏
- 2 movie 电影
- 3 Animations 动画
- 4 Design设计
- 5 Visualization可视化
- 6 虚拟现实
- 7 Augmented Reality 增强现实
- 8 Digital Illustration数字插图
- 9 Simulation仿真
- 10 Graphical User Interfaces --GUI
- 11 Typography字体排版
- 2 Fundamental Intellectual Challenges
- 3 Technical Challenges
- 3 课程内容
- 4 注意
- 5 视频
1 什么是图形学
计算机图形学(Computer graphics,CG)是研究计算机在硬件和软件的帮助下创建计算机图形的科学学科,是计算机科学的一个分支领域,主要关注数字合成与操作视觉的图形内容。简单的说它与计算机视觉(Computer vision,CV)的区别就是,CG是通过几何图形等构建物体,而CV则是让计算机理解捕捉到的画面,理解物体是什么,CV具有一定的推测性。
2 为什么要学习图形学
1 应用
1 video Games 游戏
什么才是好的画面呢?
标准-看画面是否足够亮!
原因是-在渲染中涉及到一个全局光照,如果全局光照做的好,整个画面就会亮,看起来就会很舒服。如果看的暗就表明在一定程度上的技术不足!
卡通这个效果是如何表现的呢?也是图形学要研究的内容
2 movie 电影
特效,子弹时间!最简单的图形学的应用,
因为你平常见不到,比如大爆炸等你平常见的非常少,做的特效效果不好你也感觉不到!
最困难的是你经常见的东西,比如吃的食物就做的非常不好!
引入了面部捕捉!这也是图形学要研究的内容!
3 Animations 动画
这些小动物的毛发,每一根毛发都要和光关系作用,这个复杂的过程如何实现
几何如何表现形体,如何渲染,关系在毛发之间如何传播!
主要涉及到了模拟动画!
4 Design设计
左边是假的,右边是真的!这个车子在Autodesk公司的展厅
车子的光滑曲面是如何设计出来的!
有一些车子要进行碰撞的检测,可以在图形学中模拟的形式进行检测!
5 Visualization可视化
6 虚拟现实
虚拟现实+增强现实
虚拟现实看不到现实,看到的都是电脑生成的!
增强现实可以看到现实的一些东西,而且可以看到一些新的东西加进去了!
7 Augmented Reality 增强现实
8 Digital Illustration数字插图
9 Simulation仿真
10 Graphical User Interfaces --GUI
11 Typography字体排版
2 Fundamental Intellectual Challenges
- create and interact with realistic VR
- Requires understanding of all aspects of physical world
- New computing methods,displays,technologies
裸眼3D,全息显示
3 Technical Challenges
- math of (perspective)projections,curves,surfaces(数学)
- Physics of lighting and shading(物理)
- Representing/operating shapers in 3D(3D显示和操作)
- Animation/simulation
- 3D graphics software programming and hardware(不讲)
3 课程内容
1 光栅化Rasterization
将3维的几何实体显示在屏幕上,叫做光栅化!
实时-30帧/s,否则就是离线
2 曲线和曲面Curves and Meshes
如何表示一条光滑的曲面和曲线
如何将简单的曲面表示成更复杂的曲面
形状发生变化的时候,这些面要如何变化,如何保持住这些物体的拓扑结构!
3 光线追踪Ray Tracing
动画和电影中使用!
trade off—为了达到一个目标,就不得牺牲另外的东西
光线追踪真实但是慢!
有没有方法可以即快又真实呢?实时光线追踪方法
4 动画/仿真Animation/Simulation
4 注意
1 不讲OpenGL等API
2 不讲3D 建模软件
3 计算机视觉和计算机图形学
一切需要猜测的东西都是计算机视觉!
深度学习不会提及!在图像层次方面操作的不会提及
把model转化成一张图是计算机图形学
model到model也是计算机图形学!
从图像中理解图像中的东西是计算机视觉
图像到图像—》一个人像到一个人像,属于计算机视觉
但是之间明显的边界越来越模糊!
AR两方面都需要
4 参考书
大于等于第三版本就可以了!英文写的也可以理解!