- 数学基础:计算机图形学需要扎实的数学基础,尤其是线性代数、微积分和几何学。
- 线性代数:矩阵运算、向量空间、变换等。
- 微积分:理解曲线、曲面的数学表示。
- 几何学:理解点、线、面、体之间的关系。
- 编程基础:掌握C++或Python等编程语言,尤其是C++在图形学中应用广泛。
- 计算机基础:了解计算机体系结构、操作系统、内存管理等。
2. 入门阶段
- 学习图形学的基本概念:
- 了解光栅化、着色、光照模型、纹理映射等基本概念。
- 学习图形API,如OpenGL或DirectX。
- 书籍推荐:
- 《计算机图形学原理及实践》(Computer Graphics: Principles and Practice) by John F. Hughes, Andries van Dam, et al.
- 这是图形学的经典教材,内容全面,适合初学者和进阶学习者。
- 《OpenGL编程指南》(OpenGL Programming Guide) by Dave Shreiner, et al.
- 这本书是学习OpenGL的权威指南,适合入门者学习图形API。
- 《计算机图形学原理及实践》(Computer Graphics: Principles and Practice) by John F. Hughes, Andries van Dam, et al.
3. 进阶阶段
- 深入学习图形学算法:
- 学习光线追踪、全局光照、阴影生成、抗锯齿等高级技术。
- 理解GPU的工作原理,学习着色器编程(GLSL、HLSL)。
- 书籍推荐:
- 《实时渲染》(Real-Time Rendering) by Tomas Akenine-Möller, Eric Haines, Naty Hoffman.
- 这本书是实时渲染领域的经典,适合想要深入理解实时图形技术的读者。
- 《光线追踪入门》(Ray Tracing in One Weekend) by Peter Shirley.
- 这是一个系列书籍,适合学习光线追踪的基础知识。
- 《实时渲染》(Real-Time Rendering) by Tomas Akenine-Möller, Eric Haines, Naty Hoffman.
4. 实践阶段
- 动手实践:
- 使用OpenGL或DirectX编写简单的图形程序,如渲染一个3D模型、实现光照效果等。
- 尝试使用Unity或Unreal Engine等游戏引擎,理解它们是如何处理图形渲染的。
- 项目推荐:
- 实现一个简单的光线追踪器。
- 编写一个基于物理的渲染(PBR)着色器。
- 使用OpenGL或Vulkan实现一个实时渲染引擎。
5. 高级阶段
- 研究前沿技术:
- 学习全局光照、实时路径追踪、体积渲染等高级技术。
- 了解虚拟现实(VR)和增强现实(AR)中的图形学应用。
- 书籍推荐:
- 《基于物理的渲染》(Physically Based Rendering: From Theory to Implementation) by Matt Pharr, Wenzel Jakob, Greg Humphreys.
- 这本书深入探讨了基于物理的渲染技术,适合想要深入研究渲染算法的读者。
- 《GPU Gems》系列 by NVIDIA.
- 这一系列书籍涵盖了GPU编程和图形学中的各种高级技术。
- 《基于物理的渲染》(Physically Based Rendering: From Theory to Implementation) by Matt Pharr, Wenzel Jakob, Greg Humphreys.
6. 扩展学习
- 学习相关领域:
- 计算机视觉:了解图像处理、3D重建等技术。
- 计算几何:学习几何算法,如凸包、三角剖分等。
- 机器学习与图形学结合:了解深度学习在图形学中的应用,如神经渲染、GAN生成图像等。
- 书籍推荐:
- 《计算机视觉:算法与应用》(Computer Vision: Algorithms and Applications) by Richard Szeliski.
- 这本书介绍了计算机视觉的基础知识,适合对图形学和视觉交叉领域感兴趣的读者。
- 《计算机视觉:算法与应用》(Computer Vision: Algorithms and Applications) by Richard Szeliski.
7. 在线资源
- 课程推荐:
- MIT 6.837: Computer Graphics(麻省理工学院的计算机图形学课程)
- Stanford CS148: Introduction to Computer Graphics(斯坦福大学的图形学课程)
- 网站推荐:
- LearnOpenGL(https://learnopengl.com/):一个非常棒的OpenGL学习网站,适合初学者。
- Scratchapixel(https://www.scratchapixel.com/):提供图形学基础知识的在线教程。
8. 工具与框架
- 图形API:OpenGL、Vulkan、DirectX。
- 游戏引擎:Unity、Unreal Engine。
- 数学库:GLM(OpenGL Mathematics)、Eigen(C++线性代数库)。
9. 社区与论坛
- Stack Overflow:解决编程中的具体问题。
- Reddit的r/GraphicsProgramming:讨论图形学相关话题。
- GitHub:查找开源图形学项目,参与贡献。
10. 持续学习
- 关注学术会议:如SIGGRAPH、Eurographics等,了解最新的图形学研究进展。
- 阅读论文:从SIGGRAPH等会议的论文中学习前沿技术。