GAMES101-现代计算机图形学入门-闫令琪
夜光云有了光环
2023年07月01日 00:56

01:28 图形学的应用

24:31 图形学基础

27:38 本课内容介绍

笔者注:

- games101是门偏实践的课,做作业和不做作业掌握程度是差距巨大的。

- 闫老师有自己的教学节奏,对于各类知识点详略不一样。(好多知识点堪称全网最详细,有些知识点省略的挺多<小白眩晕>。知识点出现也完全是根据当前教学来的。这就是我做进度条的原因)跟不上的地方,可以求助于其他书籍博客交叉理解。对于新出现的概念,新手一定要去看看其他书本博客的解释。

- 本视频教程中,每个视频开头结尾是回顾和总结部分。

- 一章的内容可能会出现下一章视频中(上节课没讲完)。

- 我写这篇进度条主要是为了自己用,好多时候进度条会省略部分我认为不重要的内容。还有因为闫老师讲课结构的问题,进度条并不是严格的顺序结构会有穿插。

三维数学与变换

Lecture 02 Review of Linear Algebra P2 - 05:49 三维数学:向量,矩阵

Lecture 03 Transformation P3 - 01:53 三维数学:变换

Lecture 04 Transformation Cont. P4 - 22:08 变换-视图变换

Lecture 04 Transformation Cont. P4 - 38:22 变换-投影变换

Lecture 05 Rasterization 1 (Triangles) P5 - 13:56 变换-视口变换

光栅化

Lecture 05 Rasterization 1 (Triangles) P5 - 25:39 介绍光栅化设备

Lecture 05 Rasterization 1 (Triangles) P5 - 39:10 三角形与光栅化

Lecture 05 Rasterization 1 (Triangles) P5 - 42:18 三角形采样

Lecture 05 Rasterization 1 (Triangles) P5 - 46:04 算法

判断平面上点是否在三角形内部

Lecture 05 Rasterization 1 (Triangles) P5 - 54:18 算法优化

加速三角形光栅化:使用包围盒

Lecture 05 Rasterization 1 (Triangles) P5 - 01:02:29 问题:锯齿/走样

问题:走样/锯齿

采样理论

Lecture 06 Rasterization 2 (Antialiasing and Z-Buffering) P6 - 05:43 采样与走样

采样与信号处理之间的关系能单独出一门课

Lecture 06 Rasterization 2 (Antialiasing and Z-Buffering) P6 - 13:14 反走样:模糊bluring

模糊和滤波

Lecture 06 Rasterization 2 (Antialiasing and Z-Buffering) P6 - 17:16 补充:信号处理 时域 频域

时域 频域 傅里叶变换 与 频域时域切换

高通滤波 低通滤波(卷积(平均)) 算子

信号处理的角度解释采样和走样

Lecture 06 Rasterization 2 (Antialiasing and Z-Buffering) P6 - 57:34 反走样方法

Lecture 06 Rasterization 2 (Antialiasing and Z-Buffering) P6 - 01:00:59 反走样 “先模糊 后采样”

Lecture 06 Rasterization 2 (Antialiasing and Z-Buffering) P6 - 01:04:19 算法MSAA

Lecture 07 Shading 1 (Illumination, Shading and 
Graphics Pipeline) P7 - 02:21 z-buffer 深度缓存

着色(shading)

Lecture 07 Shading 1 (Illumination, Shading and 
Graphics Pipeline) P7 - 35:12 shading着色

Lecture 07 Shading 1 (Illumination, Shading and 
Graphics Pipeline) P7 - 37:41 Blinn-phong模型

Lecture 07 Shading 1 (Illumination, Shading and 
Graphics Pipeline) P7 - 57:32 漫反射项

Blinn-phong ---漫反射项

Lecture 08 Shading 2 (Shading, Pipeline and Texture Mapping) P8 - 06:03 镜面反射(高光)项

Blinn-phong ---镜面反射(高光)项

Lecture 08 Shading 2 (Shading, Pipeline and Texture Mapping) P8 - 14:39 环境光项

Blinn-phong ---环境光项

Lecture 08 Shading 2 (Shading, Pipeline and Texture Mapping) P8 - 20:37 着色频率 顶点 平面 像素

Lecture 08 Shading 2 (Shading, Pipeline and Texture Mapping) P8 - 29:04 计算逐顶点 法线

Lecture 08 Shading 2 (Shading, Pipeline and Texture Mapping) P8 - 31:05 定义逐像素的法线

Lecture 08 Shading 2 (Shading, Pipeline and Texture Mapping) P8 - 33:30 渲染管线介绍

Lecture 08 Shading 2 (Shading, Pipeline and Texture Mapping) P8 - 54:27 纹理映射介绍

Lecture 08 Shading 2 (Shading, Pipeline and Texture Mapping) P8 - 01:05:31 算法 三角形插值:重心坐标

Lecture 09 Shading 3 (Texture Mapping Cont.) P9 - 22:49 纹理放大

Lecture 09 Shading 3 (Texture Mapping Cont.) P9 - 25:44 算法 双线性插值

Lecture 09 Shading 3 (Texture Mapping Cont.) P9 - 34:14 纹理过大 问题

Lecture 09 Shading 3 (Texture Mapping Cont.) P9 - 43:21 mipmap

Lecture 09 Shading 3 (Texture Mapping Cont.) P9 - 50:11 算法 计算Mipmap 等级

Lecture 09 Shading 3 (Texture Mapping Cont.) P9 - 01:01:12 纹理各项异性过滤 介绍

Lecture 10 Geometry 1 (Introduction) P10 - 06:47 纹理的应用

环境贴图 环境光 存储方式:spherical map cube map

凹凸贴图 点沿着法线上下走的高度 (不改变几何信息)

位移贴图 移动顶点

环境光遮蔽贴图

体纹理

> 一些图形学模型 teapot Rabit dragon

几何

Lecture 10 Geometry 1 (Introduction) P10 - 38:34 几何 介绍

Lecture 10 Geometry 1 (Introduction) P10 - 45:56 表示几何的方式

Lecture 10 Geometry 1 (Introduction) P10 - 58:18 CSG

布尔运算

Lecture 10 Geometry 1 (Introduction) P10 - 01:00:57 距离函数

(signed)distance function

Lecture 10 Geometry 1 (Introduction) P10 - 01:12:36 分型

Lecture 11 Geometry 2 (Curves and Surfaces) P11 - 03:34 点云

Lecture 11 Geometry 2 (Curves and Surfaces) P11 - 05:58 多边形mesh

最常用

模型用的

Lecture 11 Geometry 2 (Curves and Surfaces) P11 - 10:43 曲线

Lecture 11 Geometry 2 (Curves and Surfaces) P11 - 13:00 贝塞尔曲线

Lecture 11 Geometry 2 (Curves and Surfaces) P11 - 46:38 样条

Lecture 11 Geometry 2 (Curves and Surfaces) P11 - 53:22 贝塞尔曲面

Lecture 12 Geometry 3 P12 - 06:56 曲面细分

Lecture 12 Geometry 3 P12 - 33:47 曲面简化

阴影

Lecture 12 Geometry 3 P12 - 49:59 阴影 shadow map

光线追踪

Lecture 13 Ray Tracing 1 P13 - 00:21 Whitted-style

whitted-style 光线追踪

Lecture 13 Ray Tracing 1 P13 - 33:09 算法 光线与球求交

Lecture 13 Ray Tracing 1 P13 - 36:46 算法 光线与隐式曲面求交

Lecture 13 Ray Tracing 1 P13 - 38:34 算法 光线与mesh三角求交

应用于:可见性 阴影 光照 判断点在物体内外

简单法:光线与每个三角形求交(慢死)

Lecture 13 Ray Tracing 1 P13 - 42:22 算法 光线与三角形求交

两步法:1.光线与平面求交2.交点在不在三角形内

平面定义:一个法线,平面过的一个点

一步法:Moller Trumbore 算法

Lecture 13 Ray Tracing 1 P13 - 52:57 优化,加速光线与表面求交

包围盒 光线与包围盒不相交,也不会与内部物体相交

通常用轴对齐包围盒

Lecture 13 Ray Tracing 1 P13 - 01:01:10 算法 光线与包围盒求交

Lecture 14 Ray Tracing 2 P14 - 07:39 优化 AABB加速光线追踪

Lecture 14 Ray Tracing 2 P14 - 17:45 优化 空间划分加速

八叉树

KD树

BSP树

Lecture 14 Ray Tracing 2 P14 - 38:36 优化: 加速 BVH

PBR相关

Lecture 14 Ray Tracing 2 P14 - 56:22 辐射度量学

Lecture 15 Ray Tracing 3 P15 - 28:31 BRDF

Lecture 15 Ray Tracing 3 P15 - 38:47 渲染方程

Lecture 15 Ray Tracing 3 P15 - 46:54 理解渲染方程

Lecture 15 Ray Tracing 3 P15 - 01:05:51 补充:概率论

求解渲染方程要用

Lecture 16 Ray Tracing 4 P16 - 09:13 蒙特卡洛积分

path tracing

Lecture 16 Ray Tracing 4 P16 - 20:34 路径追踪

Lecture 16 Ray Tracing 4 P16 - 21:49 whittedstyle问题

Lecture 16 Ray Tracing 4 P16 - 31:09 蒙特卡洛解渲染方程 直接光照

Lecture 16 Ray Tracing 4 P16 - 40:36 介绍全局光照

Lecture 16 Ray Tracing 4 P16 - 44:56 路径追踪问题

Lecture 16 Ray Tracing 4 P16 - 01:19:40 其他方法

Lecture 16 Ray Tracing 4 P16 - 01:21:39 本教程没涉及的知识

材质

Lecture 17 Materials and Appearances P17 - 07:43 材质

材质就是BRDF

Lecture 17 Materials and Appearances P17 - 11:30 Lambert 材质BRDF

Lecture 17 Materials and Appearances P17 - 16:01 Glossy材质BRDF

Lecture 17 Materials and Appearances P17 - 17:11 玻璃 水BSDF

Lecture 17 Materials and Appearances P17 - 19:13 反射与折射

Lecture 17 Materials and Appearances P17 - 35:22 菲涅尔项

Lecture 17 Materials and Appearances P17 - 43:24 微表面模型(材质)

D法线分布 : glossy diffuse

F菲涅尔项

G几何项

微表面模型能描述很多种材质

Lecture 17 Materials and Appearances P17 - 57:26 微表面 各项异性材质

不锈钢金属 尼龙 天鹅绒

Lecture 17 Materials and Appearances P17 - 01:05:58 BRDF性质

Lecture 18 Advanced Topics in Rendering P18 - 03:37 高级光线传播

Lecture 18 Advanced Topics in Rendering P18 - 37:40 高级外观建模

Lecture 18 Advanced Topics in Rendering P18 - 38:38 无表面模型

散射介质

毛发

granular 材质

Lecture 18 Advanced Topics in Rendering P18 - 01:00:01 表面模型

半透明材质 玉材质 水母

次表面散射 BSSRDF 皮肤 牛奶 玉 蜡烛

布料材质

。。。。。

Lecture 18 Advanced Topics in Rendering P18 - 01:27:15 程序材质

相机 棱镜 光场

Lecture 19 Cameras, Lenses and Light Fields P19 - 05:05 相机介绍

Lecture 19 Cameras, Lenses and Light Fields P19 - 12:41 视场FOV

Lecture 19 Cameras, Lenses and Light Fields P19 - 21:45 曝光度

Lecture 19 Cameras, Lenses and Light Fields P19 - 45:19 高速摄影和低速摄影

Lecture 19 Cameras, Lenses and Light Fields P19 - 48:00 薄棱镜近似

Lecture 19 Cameras, Lenses and Light Fields P19 - 51:27 薄棱镜方程

Lecture 19 Cameras, Lenses and Light Fields P19 - 56:47 defocus blur

Lecture 19 Cameras, Lenses and Light Fields P19 - 01:09:11 景深

Lecture 20 Color and Perception P20 - 10:01 光场

颜色与感知

Lecture 20 Color and Perception P20 - 49:08 颜色的物理基础

光谱

谱功率密度

Lecture 20 Color and Perception P20 - 54:28 颜色的生物基础

三种感知细胞

Lecture 20 Color and Perception P20 - 01:02:13 同色异谱

Lecture 20 Color and Perception P20 - 01:04:21 颜色匹配(原色混合)

Lecture 20 Color and Perception P20 - 01:12:06 颜色空间

sRGB 色域有限

CIE XYZ

HSV 色调 饱和度 明度(艺术家使用)

CIELAB 互补色

CMYK 减色系统(其他都是加色系统 越混越白) 打印使用

颜色感知: 互补色 颜色是相对的

动画与模拟

Lecture 21 Animation P21 - 05:46 动画介绍

Lecture 21 Animation P21 - 16:31 关键帧动画

关键帧插值

Lecture 21 Animation P21 - 22:10 物理基础的动画

布料模拟

流体模拟

Lecture 21 Animation P21 - 25:42 质点弹簧系统

头发模拟

质点弹簧 模拟布

Lecture 21 Animation P21 - 49:27 粒子系统

模拟流体

Lecture 21 Animation P21 - 52:26 粒子系统动画

星系模拟

Lecture 21 Animation P21 - 59:46 运动学

关节模型

Lecture 21 Animation P21 - 01:03:57 逆运动学IK

Lecture 21 Animation P21 - 01:08:29 rigging 控制点

Lecture 21 Animation P21 - 01:11:25 动画blend

Lecture 21 Animation P21 - 01:13:10 动作捕捉

Lecture 22 Animation Cont. P22 - 05:06 简单的粒子模拟

速度场

Lecture 22 Animation Cont. P22 - 08:57 欧拉方法

Lecture 22 Animation Cont. P22 - 18:21 改进方法

Lecture 22 Animation Cont. P22 - 39:52 刚体模拟

也使用欧拉方法

Lecture 22 Animation Cont. P22 - 42:44 流体模拟

后续学习

Lecture 22 Animation Cont. P22 - 54:26 后续学习