课程追忆之《计算机图形学》【曲线曲面篇】

计算机图形学入门17:曲面 计算机图形学入门,曲面,贝塞尔曲面,网格处理,曲面细分,曲面简化。 阅读详情

课程追忆之《计算机图形学》【曲线曲面篇】

转自:https://www.jianshu.com/p/72c602875aab

继上次述说了《计算机结构与组成》的课后作业之后,这次我来说说《计算机图形学》的课后作业吧(ps:上课内容都差不多,课后作业比较有意思)

《计算机图形学》是我大三上学期的专业选修课,课程没有特别的教材,教学使用的PPT和课后作业是MIT大学的图形学内容:http://groups.csail.mit.edu/graphics/classes/6.837/F04/calendar.html 这是很老的一个版本了,看链接还是04年的,现在MIT已经将这门课作为公开课开放给全世界的同学学习,课程代号是6.837,给一个该课程历年信息:http://stellar.mit.edu/courseguide/course/6/fa17/6.837/index.html 有需要可以自己在里面搜索哦~~~

我们还是继续说这门课的课后作业吧。《计算机图形学》的课后作业分几个大模块,或者说是方向。有点线面、光线投射、迭代系统、粒子系统等等(其实是我自己划分的)。由于作业量多,我就分几次来细说,这次我先说说点线面这一块的内容吧(没有点,作业中没涉及到点的内容,点本身也没啥好说的)。

首先来说说曲线和曲面。在做这个作业之前,原作者已经把基础框架、绘制的方式、点选操作等等都实现好了,我们只需要按照作者的设计和模板完成曲线曲面的计算,也就是作者已经定好框架和接口,我们只用实现曲线的计算(是不是很方便)

对于图形学中的基本点线面中的点,没啥好说的,直线好像也没啥要弄的,毕竟已经读到大学,这些基本的认识还是有的。那就先来认识一下在图形学中用得比较多的特殊曲线。

图01 曲线

 

如上图所示,在曲线方面,先学习贝塞尔曲线、比样条曲线和插值样条曲线。在上面的三种曲线中,贝塞尔曲线算是工作后见到和用到得比较多曲线,比如角色动画里的动画曲线、各种插值曲线等等,用贝塞尔曲线都能得到比较好的控制效果。

在完成基本的曲线绘制计算后,作为附加作业,提出了使用几何办法来绘制贝塞尔曲线,并用动图来展现贝塞尔曲线的计算和绘制过程,结果如下图所示:

动图01 贝塞尔曲线 动画

 

嗯,这里提到的贝塞尔的几何算法,可以非常好的理解贝塞尔曲线,同时在工作后如果忘记了贝塞尔的计算方程,常常用这种几何算法来解燃眉之急,嘿嘿~~~(ps:几何算法在未加优化和变形的时候,效率不是最高的)

完成曲线的基本计算后,开始研究曲线间的转换,目前只完成了贝塞尔曲线和比样条曲线间的互相转换,如下所示:

图05 贝塞尔曲线转比样条曲线

 

这个是贝塞尔曲线转比样条曲线,可以看到画出的图像完全一样,但是曲线的控制点却天差地别。

图06 比样条曲线转贝塞尔曲线

 

这是比样条曲线转贝塞尔曲线,左边是前面绘制的比样条曲线,右边是该比样条曲线转换为贝塞尔曲线的结果。

在上面完成了4个控制点的曲线后,我们再来玩玩多余四个控制点的
ps:多个控制点有多种不同处理的方式

  1. 每四个控制点组成一个小的曲线,然后连接在一起,这种多控制点曲线其实是一小段一小段的曲线连接起来的,会出现比较突兀的连接点,也就是切线不平滑(这种最简单)
  2. 用所有的控制点一起作用生成一条平滑曲线

第一种比较简单,采用的也比较多
图就看下面的吧。有多余四个点的曲线,自然有多余四个点的曲线间的转化,如下所示:

图07 多点贝塞尔曲线转比样条曲线

 

左边是多余4个点(3n+1) 的贝塞尔曲线,右边是该曲线转化为比样条曲线的图形。

图08 多点比样条曲线转贝塞尔曲线.png

 

左边是多点(3n+1) 控制的比样条曲线,右边是该曲线转化的贝塞尔曲线

在曲线玩得差不多后,我们就该进阶了,该开始玩玩简单的面了,就以前的知识,我们知道:点运动生成线,线运动生成面,所以最先接触的面则是有上面提到的曲线来生成。曲线中最易控制和使用的是贝塞尔曲线,所以就有了下面的图形:

  1. 首先是由6个点(实际有7个)组成一个圆环,如下图左边所示
  2. 然后通过这个圆环旋转360度,生成一个圆环体,如下图中间所示
  3. 最后控制圆环的采样精度和旋转360度中的采样精度,可以生成不同精度的圆环体,如下图右边所示
图09 圆环旋转生成圆环体

 

除了圆环体,我们还可以通过控制曲线旋转生成不同的体状物体,如下所示:

图10 曲线旋转生成对应体状物

 

这是一个通过曲线生成圆桶状的物体。

玩了曲线,也玩了由曲线旋转生成的面,接下来我们来玩玩由多条曲线插值生成的曲面,如下所示:

图11 贝塞尔曲面点生成贝塞尔曲面

 

这里是由4条贝塞尔曲线并列后,生成的贝塞尔曲面:

  1. 首先取到4条贝塞尔曲线上相同等分的4个点
  2. 然后由这4个点生成一条贝塞尔曲线
  3. 在生成贝塞尔曲线上等分相同的点记录下来
  4. 把得到的点按相同规则缠绕生成三角形面,然后显示出来

图最左边是相应的贝塞尔控制点,后面三张是不同采样精度得出的贝塞尔曲面

图12 贝塞尔曲面查看

 

你以为生成了最终的贝塞尔曲面就是这次作业的终极目标么?其实不是的,这个作业的终极目标是由上面完成的功能,同时运行生成一个没有底的茶壶,如下所示:

图12 由茶壶点生成茶壶模型

 

如果全部都按要求做了,那么这里什么都不用做就可以看到最终的茶壶效果

这里是茶壶的3D查看效果,这个茶壶是没有底的,如果有底的话,那就是你做错了O(∩_∩)O哈哈~

动图02 茶壶模型查看

 

 

MIT课程_计算机图形学导论_全套资料(视频、作业、样例代码)1 MIT(麻省理工学院)CS(计算机科学与技术)课程之“计算机图形学导论”,包含课程视频(带中文字幕)、示例代码、作业说明等。 立即下载

相关推荐

MIT课程_计算机图形学导论_全套资料(视频、作业、样例代码)4

MIT(麻省理工学院)CS(计算机科学与技术)课程之“计算机图形学导论”,包含课程视频(带中文字幕)、示例代码、作业说明等。

【MIT6.837】A3:OpenGL & Phong Shading

A3:OpenGL & Phong Shading 实验概述 实现交互式相机 实现Blinn-Phong光照模型及对应的光滑明暗处理技术 实现绘制各个图元的方法,尤其是球图元的绘制 Hints 1、Phong模型与Bling-Phong的区别 Phong适合模拟塑料,比"反射"材质表现出的介质更光滑一些,适合模拟玻璃、水、冰等高反光特性的介质 BlinnPhong大多适用于金属材质 Blinn-Phong它能提供比Phong更柔和、更平滑的高光,而且速度上也更快,因此成为很多CG软

Do Better 880

计算机图形学曲面的实现

计算机图形学曲面的实现,里面有程序和PPT讲解原理和具体的实验的过程,值得参考!

图形小史——那盏嘚瑟的茶壶

美国加州山景城有个著名的计算机历史博物馆,这里展出了如IBM深蓝计算机、Google第一台商业服务器、Apple I 等计算机历史上最重要的一些角色。 不过,有一件很特殊的展品同样名列其中——一盏白瓷茶壶 为什么一盏茶壶会出现在满是电路板的计算机博物馆呢?其实如果你有心观察的话,这盏茶壶简直无处不在。比如《玩具总动员》: 又比如《辛普森一家》: 不光电影要向它致敬,很多3D软件...

yitingkel的博客 758

曲面参数化(计算机图形学的基础)

书名,Mesh Parameterization: Theory and Practice,详细介绍曲面参数化的原理,计算机图形学领域 作者:1.Kai Hormann(Clausthal University of Technology) 2.Bruno Lévy(INRIA) 3.Alla Sheer(The University of British Columbia)

MIT课程_计算机图形学导论_全套资料(视频、作业、样例代码)2

MIT(麻省理工学院)CS(计算机科学与技术)课程之“计算机图形学导论”,包含课程视频(带中文字幕)、示例代码、作业说明等。

计算机图形学-曲线和曲面

8.1基本概念 8.2三次样条 8.3Bezier曲线曲面 8.4B样条曲线曲面 8.5有理样条曲线曲面 一、曲线曲面数学描述的发展 弗格森双三次曲面片 孔斯双三次曲面片 样条方法 Bezier方法 B样条方法 有理Bezier 非均匀有理B样条方法 二、曲线曲面的表示要求 唯一性 几何不变性 易于定界 统一性 易于实现光滑连接 几何直观 三、曲线曲面的表示 1)参数法 点动成线 具有几何不变性 对参数求导代替斜率,避免斜率无穷大 几何分量有界 对方程直接仿射和投影 参数变化

weixin_51538888的博客 5178

MIT6.837作业实验报告1

1.1 分形(预备作业) 1.3 OpenGL 的使用和 rendering pipeline(Assignment 3) 1.5 粒子系统 2.1 利用 IF

计算机图形学空间曲线,课程追忆之《计算机图形学》【曲线曲面篇】

大家好,距离上一篇博文将近一个月,时间过得好快,原本计划周更的,后面推到半月跟,实际到现在是月更,每次在准备写点什么的时候,都会被一些杂乱的事物打扰,哎,重度拖延症、懒癌晚期~继上次述说了《计算机结构与组成》的课后作业之后,这次我来说说《计算机图形学》的课后作业吧(ps:上课内容都差不多,课后作业比较有意思)《计算机图形学》是我大三上学期的专业选修课,课程没有特别的教材,教学使用的PPT和课后作业...

weixin_34006872的博客 343

通过CN3口直接控制台达伺服电机A2-M(二)

既然可以通过RS485与伺服驱动器进行通讯,那么就肯定可以控制转速 首先,需要了解下 ‘控制模式及控制命令输入源设定’ 依据以上资料,速度控制模式有两种,S和SZ模式,分别对应模式选择中的02和04,对P1-01的地址0102进行写地址操作即可实现,一开始我使用了S模式,但是这个模式在寸动模式下会自动运转,不符合我控制的要求,后面改用SZ模式,就可以实现零速度。 使用串口工具发送命令:“01 06 01 02 00 04 28 35”即可以实现设置,设置完成后可以手动在伺服驱动器的按键面板上进行确

HKing_evil的博客 6825

QNX Neutrino 进程间通信编程之Message-passing/Pulse

Interprocess Communication(IPC,进程间通信)在QNX Neutrino从一个嵌入式实时系统向一个全面的POSIX系统转变起着至关重要的作用。IPC是将在内核中提供各种服务的进程内聚在一起的粘合剂。在QNX中,消息传递是IPC的主要形式,也提供了其他的形式,除非有特殊的说明,否则这些形式也都是基于本地消息传递而实现的。本篇幅主要讲解Message-passing和Pulse。

zhuwade的博客 3533

CS自学指南中的 MIT 18.06 线性代数课程:跟随 Gilbert Strang 的经典课打牢数学地基

本篇基于 CS自学指南仓库中的 [MITLA 课程文档](https://gitcode.com/GitHub_Trending/cs/cs-self-learning/blob/adce8e13789dc16aa6d1fbe163e9541736defae4/docs/数学基础/MITLA.md?utm_source=gitcode_repo_files)(英文版见 [MITLA.en.md](

gitblog_00828的博客 690

从零构建腾讯滑块验证码破解引擎:逆向工程与实战对抗

本文深入解析腾讯滑块验证码(原天御验证码)的防护机制,包括环境感知层、行为分析层和验证决策层的核心技术。通过JSVMP虚拟机保护、轨迹验证算法和动态加密体系,腾讯验证码实现了高效的人机识别。文章还提供了安全研究实践指南,涵盖环境模拟和验证码识别方案,并探讨了防御对抗的演进趋势与合规研究建议。

rl6adventurer的博客 831

【转载】图像识别发展趋势

http://www.autoid123.com/news/data/802.htm图像技术的应用域极为广泛。下面以其学科分支及应用领域为纲,简述其发展状况及前景。1.计算机图像生成以计算机图形学和“视算”为基础的计算机图像生成技术,在21世纪将更加繁荣。在大型飞行、航海仿真训练系统中的应用已大见成效,目前已深入民用。在广告制作、动画制作中已有令人叹为观止的杰作。在21世纪初,“全仿真人造演员

hitzqb的专栏 1723

手把手推导APM的 sqrt_controller控制器

前言 玩过无人机的朋友对APM应该都不会陌生,如果是搞过多旋翼飞控且读过代码,肯定遇到过sqrt_controller控制器,它频繁的在位置、姿态控制中出现,所以非常有必要搞清楚这个控制原理。 下面以高度控制器为例来分析。 高度控制 APM的高度控制采用PID串级3环控制,即外环位置控制,中间速度控制,内环速度控制,如下图所示。 今天要讨论的sqrt_controller就是应用于位置控制器中。位置控制器的输出是速度控制器的参考reference输入,如果采用单P控制,其输出vel_ref = pos_e

周小逗的博客 3031

ANSYS APDL生死单元实战:焊接模拟从入门到精通(附完整命令流)

本文详细介绍了使用ANSYS APDL进行焊接模拟的核心技术——生死单元法。通过一个完整的平板对接焊案例,从原理剖析、模型搭建、命令流编写到移动热源施加和后处理,手把手指导工程师掌握这一动态仿真方法,有效预测焊接过程中的温度场、残余应力与变形。

k6l7m8n9的博客 153

图像识别技术发展趋势分析

<br />图像技术的应用域极为广泛。下面以其学科分支及应用领域为纲,简述其发展状况及前景。<br />  1。计算机图像生成<br />  以计算机图形学和“视算”为基础的计算机图像生成技术,在21世纪将更加繁荣。在大型飞行、航海仿真训练系统中的应用已大见成效,目前已深入民用。

xinzheng_wang的博客 8813

告别手动烧录!给STM32H750外挂Flash制作Keil专用下载算法(保姆级避坑指南)

本文详细介绍了为STM32H750外挂Flash开发Keil专用下载算法的全过程,从原理到实战操作,特别针对QSPI Flash的配置和优化提供了保姆级避坑指南。通过定制下载算法,开发者可以告别手动烧录,实现一键下载到外部Flash,大幅提升开发效率。

weixin_42567497的博客 251

非本科系如何進入 Google:我的從零到錄取完整心法與系統化工程

一位文学硕士成功转职为Google工程师的经历分享。作者从年薪55万的出版社编辑出发,通过系统化学习计算机科学核心知识、完成多个技术项目,最终在12个月内实现职业跨越。文章详细拆解了非科班背景者进入科技巨头的完整路径,包括破除迷思、知识体系构建、面试准备策略和实战经验,特别强调如何将人文背景转化为独特优势。作者最终获得比初始offer高18%的薪资,并总结出"系统化击败才华"的转职心法,证明跨界转职的可能性和方法论。

王同学的博客 549

VS2022命令行编译C++报错?一招解决‘fatal error C1034: iostream: 不包括路径集‘

本文针对VS2022命令行编译C++时常见的'fatal error C1034: iostream: 不包括路径集'错误,深入剖析了其根源在于环境变量缺失。文章提供了永久配置用户环境变量(PATH、INCLUDE、LIB)的一劳永逸解决方案,确保在任何终端中都能直接使用cl命令进行编译,并给出了进阶配置与常见错误排查指南。

weixin_29011667的博客 305

【零基础入门unity游戏开发——unity3D篇】unity CharacterController 3D角色控制器最详细的使用介绍,并实现俯视角、第三人称角色控制(附项目源码)

【unity小技巧】unity最完美的CharacterController 3d角色控制器,实现移动、跳跃、下蹲、奔跑、上下坡、物理碰撞效果,复制粘贴即用但是我发现很多人还是不理解,都跑来私信问我,所以决定重新做一个更加详细且简单控制器,主要是实现俯视角和第三人称角色控制。添加一个胶囊体,添加Character Controller组件,记得删除Capsule Collider组件,因为Character Controller自带了碰撞,所以不需要Character Controller参数介绍。

向宇的博客,专注php/web全栈 unity游戏开发,欢迎大家评论纠错 5022

全职任教清华,73岁丘成桐受聘清华大学讲席教授

来源:机器之心机器之心编辑部首位华人诺贝奖获得者杨振宁先生,首位华人图灵奖获得者姚期智先生,首位华人菲尔兹奖获得者丘成桐先生,现已齐聚清华。正值清华大学求真书院成立一周年之际,担任求真书院院长的丘成桐正式宣布,将全职加入清华工作。4 月 20 日上午,丘成桐清华大学讲席教授聘任仪式在清华主楼接待厅举行。图源:清华大学新闻网在就职演讲中,丘成桐追忆了自己的老师、著名数学家陈...

weixin_40920183的博客 271

IEM模型,地表粗糙度模拟

利用微波反演土壤水分时候,利用IEM模型可以实现对随机地表的模拟

10、计算机图形学——几何介绍(曲面的分类以及示例)

一、隐式曲面及示例 隐式曲面顾名思义就是不能直接看到曲面的形状,而是通过表达式的方式来表示曲面。所以,该曲面的优势就是查找某个点是否在曲面上比较快,而该类型曲面缺点就是曲面的表达不直观 比如下面这三个就是典型的隐式曲面 表达式很不直观,但是很容易判断出点是否在曲面上 除了几何表示之外,隐式曲面还可以通过其他隐式曲面的交并补得到对应的隐式曲面 比如下图 还有下图 通过对隐式曲面的交并补操作,可以得到稍微复杂的曲面。 除了上述两种方式外,还可以使用符号距离函数和水平集来表示隐式曲

Master Cui的博客 3926

OV9734 DATASHEET,完整规格书

OV9734完整规格书,包括电气参数,尺寸规格,寄存器配置表等

IMSL CNL 7.0.0 (x86-64)Crack

IMSL CNL 7.0.0 (x86-64)Crack intel的算法库破解文件,这是C++版本的破解文件

计算机图形学 第六章 曲线曲面建模技术

文章目录参数方程参数曲线的一般形式张量积形式的参数曲面连续性的定义 参数连续性Ck插值、逼近和拟合Bernstein多项式Bezier曲线及曲面,构造方法和性质,DeCasteljau算法B样条基函数的Cox递推公式B样条曲线均匀B样条曲线准均匀和非均匀B样条曲线非均匀有理B样条曲面(NURBS)传送门 参数方程 理解 参数曲线的一般形式 基函数,控制点,曲线方程 理解基函数和控制点关系 张量积形式的参数曲面 连续性的定义 参数连续性Ck 插值、逼近和拟合 为什么要进行拟合 Bernstein多项式

日天家的猫 969

WINCC7.3破解文件

WINCC7.3硬件够破解文件,有需要的下载!WINCC7.3硬件够破解文件,有需要的下载!

计算机图形学 第五章 曲线与曲面(下)

计算机图形学 第五章 曲线与曲面(下) 包括:B样条曲线/面、NURBS曲线/面、Coons曲面

airhaohan 的博客 948
上一篇: Windows 删除文件扩展名的关联
下一篇: 编译原理:消除左递归
Estrellas_
博客等级 码龄9年 273粉丝 233原创
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付:10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值