计算机图形学是研究怎样利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科,是计算机科学与技术、软件工程、数字媒体技术等专业的必修课。近年来,计算机图形学被广泛应用在影片渲染、计算机游戏、虚拟现实、科学计算可视化等多个方面。
我们的计算机图形学课程有管线视角、理论体系完整、编程框架先进(将对课程中讲解的实验提供配套代码下载,包括完整工程以及工程中用到的资源,如课程团队原创的卡通人物形象的模型资源等)三个特点:
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。
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还添加了如下的两个部分:
第一部分,光栅化渲染器,它是一个在浏览器中学习渲染管线知识的工具。同学们可以交互式地学习渲染流程中的各种算法;也可以通过在线的管线编辑器,自由探究渲染管线中的各个阶段,甚至创造出自己独特的软渲染管线。
第二部分,PBR渲染器,它是一款渐进式学习PBR的教学渲染器,随着学习的不断深入,可以逐步解锁PBR更高级复杂的功能。同学们在这里可以学习到图形学物理渲染相关的进阶知识,看到一些PBR相关的渲染方法,以及它呈现出的漂亮效果。
1、让学生学习到经典的图形理论;
2、让学生了解最新的基于GPU的可编程渲染流程;
3、带领学生基于最新的图形编程框架(基于OpenGL和GLSL)完成实验;
4、让大家感觉渲染影片、开发游戏引擎、实现虚拟现实应用、进行科学计算可视化并非遥不可及。
C语言、C++初步。
证书要求
课程成绩构成如下:
(1)单元测验:30%
(2)交流讨论:20%
(3)期末考试:50%
本课程设置两档成绩:
(1)合格证书:课程总成绩满足≥60分,但是又没有达到80分;
(2)优秀证书:课程总成绩满足≥80分。
1、课程中给出的PDF文件;
2、陆峰,何云峰编著的《计算机图形学基础(第3版)》。
3、Real-Time Rendering 4th Edition;