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摘要： 开篇 这个章节会展示实时图形的核心组件，即图形渲染管线（Graphics Rendering Pipeline）或“管线”。管线的主要功能是在给定一个虚拟相机、一些三维物体、一些光源等条件下，生成或绘制一张二维图像，下图描述了使用管线的过程。 物体的位置和形状是由它们的几何、环境的特征、相机在环境中 阅读全文

摘要： 开篇 实时渲染涉及在计算机上快速地生成图像，它是计算机图形学中最高交互性的领域。一张图像出现在屏幕上，观察者会行动或反应，这些反馈接着会影响后续要生成的图像。这种反应和渲染的循环发生在足够快的速率，让观察者看不到单独的图像，而是沉浸于一个动态的过程中。 图像被显示的速率是用每秒帧数（FPS）或赫兹（ 阅读全文

摘要： 开篇 虽然所有的渲染在某种程度上都是“基于物理”的。但是在实践中，“基于物理”意味着严格遵循物理模型，而不是“基于现象”，前者可以启发式地捕捉主观的感知特征，比如用经验公式把高光放在“正确”的地方。这章覆盖了基于物理的高级渲染，定义了领域中使用的单位和术语，此外还提供了一个可以非常缓慢地生成非常精确 阅读全文

摘要： 开篇 某些数据结构经常在图形应用中出现，也许是因为它们能处理一些底层的基本想法，例如表面、空间和场景结构。这章将探讨图形数据结构中一些不相关的而且很基础的并且最实用的一些类别，这些类别主要有网格结构、空间数据结构、场景图、分块多维数组。 对于网格来说，我们将讨论一些基础的存储方案，用于存储静态网格或 阅读全文

摘要： 开篇 当尝试复制现实世界的外观时，你可能会意识到几乎任何表面都有特征。比如树木上的纹路、皮肤上的皱纹、衣物上的编制结构、油画上刷子的痕迹，甚至是光滑的塑料上都有一些凹凸，还有那些光滑的金属也会展现一些机械加工的痕迹。 在计算机图形学中，我们称这些为“空间变化的表面属性”，即不会显著地改变表面的形状并 阅读全文

摘要： 开篇 在图形学中，我们通常会处理连续变量的函数，比如图像就是这样的例子。但是随着越来越深入地学习，会遇到更多这样的函数。连续函数的本质导致它们不能直接在计算机中被表示，我们只能用有限数量的比特位来表示它们。最好用之一的方法是用函数的采样（Sample）来表示连续函数，即存储函数在不同点的值，然后在需 阅读全文

摘要： 开篇 前几个章节为第二种也就是基于物体顺序的渲染搭好了数学的脚手架，稍微回顾一下之前的内容，和基于像素顺序的渲染不同的是，基于物体顺序的渲染以几何物体为中心，为每个几何物体找到它能影响的像素。为每个几何物体找到它所占据的图像上的像素的过程就叫做光栅化（Rasterization），因此基于物体顺序的 阅读全文

摘要： 开篇 上一章主要讲了使用变换矩阵和改变坐标系统。有一个次重要的一点就是使用矩阵在物体的三维位置和物体在二维视图的位置之间进行变换。其中三维到二维的映射叫做视图变换（Viewing Transformation），这种映射在物体顺序渲染中很重要，因为这种渲染方式需要我们快速地为场景中的每个物体找到它在 阅读全文

摘要： 开篇 线性代数的机制可以被用来表达排布三维场景中的物体、使用相机观察物体、在屏幕上看到物体所需要的许多操作。几何变换（Geometric Transformation）例如旋转、平移、缩放、投影都可以通过与矩阵相乘来得到，变换矩阵（Transformation Matrices）就是这章的话题。 二 阅读全文

摘要： 开篇 也许，图形程序中最通用的的工具就是那些用来变换（Transform）点和向量的矩阵，这章主要讲的是线性代数的基础知识。 行列式（Determinants） 我们一般可能会想行列式会在线性方程组的解中出现，不过可以先以向量相乘的方式来思考行列式。对于二维向量来说，行列式\(|\mathbf{a} 阅读全文