计算机图形学
分享
课程详情
课程评价
spContent=宣传片特点:原创CG人物小图(头戴CG帽子的人物)+原创背景音乐(小图出现时) 课程进行时:小图导学-教师授课-小图助学-github实验(第三轮开课增加软光栅和PBR渲染器) 课程的收获: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)
—— 课程团队
课程概述

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。

 





授课目标

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。

课程大纲
预备知识

C语言、C++初步。

证书要求

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。


参考资料

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;