计算机图形学
The use of computers to synthesize and manipulate visual information。
计算机图形学的应用
游戏、电影、动画、视觉、可视化、虚拟现实、增强现实、模拟。
计算机图形学的四部分
Rasterization光栅化、Curves and Meshes曲线和网格、Ray Tracing光线追踪、Animation/Simulation动画/仿真。
光栅化 (Rasterization)
一种渲染技术，将3D几何模型（如三角形、多边形）投影到2D屏幕，并分解为像素，并计算像素颜色的过程。流程如下
- 投影变换：MVP变换。
- 遮挡关系处理：Z-Buffer算法。
- 着色计算：Bling-Phong光照模型。
曲线和网格 (Curves and Meshes)
如何在计算机中表示和操作复杂几何形状。
光线追踪 (Ray Tracing)
一种渲染技术，模拟光线传播路径，计算光线与物体的交互（反射、折射）的渲染技术。流程如下
- 摄像机穿过每个像素，发射光线。
- 计算光线与场景物体的交点。
- 递归追踪反射/折射光线，直至光源。
- 计算每个像素的颜色。
动画/仿真 (Animation/Simulation)
动画和仿真是将静态的3D模型赋予动态效果的过程。动画通常指的是按照一定顺序展示一系列图像，以产生物体运动的错觉。仿真则更侧重于模拟真实世界中的物理过程，如物体的运动、碰撞、流体动力学等。在计算机图形学中，动画和仿真可以结合使用，以创建更加逼真和动态的场景。
计算机图形学和计算机视觉的区别
计算机图形学(Computer Graphics)
- 目标:计算机图形学的主要目标是创建和渲染图像。通常是从数学模型或3D模型生成图像或动画。
- 方法:它使用算法来模拟现实世界中的视觉现象，包括光线与物体的相互作用、材质的渲染和动画的生成。
- 应用:计算机图形学广泛应用于电影制作、游戏开发、模拟训练、数据可视化、建筑设计和虚拟现实等领域。
计算机视觉(Computer Vision)
- 目标:计算机视觉的目标是使计算机能够理解和解释图像数据类似于人类的视觉系统。
- 方法:它涉及图像处理、模式识别和机器学习技术，以识别图像中的物体、场景和事件。
- 应用:计算机视觉在许多领域都有应用，包括安全监控、自动驾驶汽车、医学图像分析、人脸识别、图像搜索和机器人视觉等。