现代计算机图形学入门

现代计算机图形学入门 闫令琪 加州大学芭芭拉分校

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本课程将全面而系统地介绍现代计算机图形学的四大组成部分:(1)光栅化成像,(2)几何表示,(3)光的传播理论,以及(4)动画与模拟。每个方面都会从基础原理出发讲解到实际应用,并介绍前沿的理论研究。

  • 变换(二维与三维,模型,视图,投影)

  • 光栅化(三角形离散化,抗锯齿)

  • 着色(光照,着色模型,频率,图形管线,纹理映射,插值,高级纹理映射)

  • 几何(表示,曲线,曲面,网格处理,阴影图)

  • 光线追踪(原理,加速结构,蒙特卡洛积分,路径追踪)

  • 动画与模拟

MOOC

图形理论体系+可编程渲染管线+图形编程技能(C++,OpenGL,GLSL)(在图形编程尤其是着色器编程方面与Unity相通)

第一,管线视角的图形学,按照图形渲染管线的三个概念阶段,即应用程序阶段、几何阶段、光栅化阶段来组织课程内容,将整个课程内容划分为五篇:基础篇、应用程序、几何阶段、光栅化阶段、高级话题。

第二,构建完整的理论体系,将传统理论和图形新发展结合起来,既包括朴素的软光栅、经典的造型技术,也包括真实感图形学的光照、纹理、阴影等内容,在这些内容中不仅体现经典的算法,还包括一些新的算法如实时光线追踪、法线贴图、实时动态阴影等。

第三,搭建先进实用的编程框架,基于可编程管线进行图形编程,采用主流的图形标准OpenGL,并用采用其着色器语言OpenGL Shading Language(简称GLSL)进行着色器的编写(Shader的编写思想与Unity3D相通)。这个图形编程框架充分利用了日趋强大的GPU的计算能力,和目前工业界的实际做法完全相通。设置了从在一个窗口中绘制多边形到粒子系统、延迟渲染的多个进阶实验,逐步提高学生的图形编程能力。

实验将提供配套代码的下载链接。

https://github.com/wanlin405/Computer-Graphics

为了使对计算机图形学感兴趣的同学们拥有更好的学习体验,本次我们的计算机图形学课程将添加了光栅渲染器何PBR渲染器的演示。