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计算机图形学

简述

1. 给定场景中的物体模型「对场景中物体几何和它们如何反射光线的描述」
2. 向场景投射光线的光源模型「这些光源的数学描述、辐射方向、光谱分布」
3. 生成上述场景的特定试图「即到达场景中虚拟视点或相机的光线」

Michael Littman提出的两条原则：

1. 明确问题原则

   知道你要解决的问题是什么

2. 近似求解原则

   寻找近似的求解方法，而不是对问题本身进行近似

目标、资源和适度的抽象

睿智建模原则：

对某一现象进行建模时，先深入了解需要建模的现象和建模的目标，然后选择一个含义丰富的抽象模型，再在你所限资源范围内为其选取合适的表示方法。最后，通过测试来验证所建的抽象模型是否合适。

视觉系统影响原则：

在求解图形学问题和构建模型时需考虑人类视觉系统的影响。

图形管线

标准图形系统的实施流程通常成为图形管线(graphics pipeline)。图形应用编程接口(API)提供了可调整管线中每一阶段参数的实用方法，上述固定功能的管线模型正在被淘汰，取而代之是着色器(shader)来实现管线中某个阶段甚至是整个管线的功能。

图形管线只是一个抽象的概念——一种思考工作流程的方式

图形管线主要分为4个主要部分：

1. 顶点几何处理和变换

   输入物体的几何描述

2. 三角形处理(光栅化)和片段(fragment)生成

   输入多边形网格和拍摄场景的虚拟相机参数，然后对多边形逐个进行光栅化处理「连续集合表示 => 离散像素表示」

3. 纹理映射和光照

   根据场景中的光照和网格纹理来计算片段内的像素或其中一部分，如果没有遮挡将展示最终的颜色

4. 用来组装最终图像的片段组合操作

纹理映射

图形管线中的一个标准模块是纹理映射(texture map)。纹理映射通过查表的方式将纹理图像的颜色映射到一个或者多个多边形上。