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原创 Lec21 Animation 动画与模拟
Lec21 Animation 动画与模拟历史动起来的东西交流工具主要关注美学问题是几何模型的拓展电影: 24帧每秒Video:30fpsVirtual reality 90 fps关键帧动画(Keyframe Animation)每一帧有重要的点,通过了解关键帧间的变化,给中间的帧进行插值物理模拟F=maF = maF=ma布料模拟流体模拟水是怎么运动的模拟之后该怎么渲染质点弹簧模拟系统是一系列的质点和弹簧理想化的弹簧没有长
2022-02-20 16:25:08
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原创 Lec20 Color and Perception 颜色与感知
Lec20 Color and Perception 颜色与感知颜色Spectrum光谱图形学只关注可见光范围Spectral Power Distribution (SPD)谱功率密度不同波长的光的能量密度光谱有线性叠加的性质颜色颜色是人的感知,并不是物理上的性质人怎么感知颜色呢通过视网膜感知(视网膜上有感光细胞)棒细胞(多)灰度(不是颜色)锥细胞(少,用来感受颜色)SML不同的人眼里三种细胞分布不一样人们看到的
2021-12-26 16:01:04
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原创 Lec19 Cameras, Lenses and Light Fields 相机,棱镜和光场
Lec19 Cameras, Lenses and Light Fields 相机,棱镜和光场成像方法合成方法(Synthesis)光栅化光线追踪捕捉方法 (Capture)比如相机相机小孔成像(pinhole camera)q带棱镜的相机 (lens)Shutter(快门)捕捉光(传感器)记录 irradiance针孔相机(pinhole camera)视场(Field of View)以35mm的胶片为基准,定义视场
2021-12-26 15:58:39
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原创 Lec18 Advanced Topics in Rendering 高级光线传播和材质
Lec18 Advanced Topics in Rendering 高级光线传播和材质Advanced Light Transport 高级光线传播无偏光线传播方法蒙特卡罗估计出来的期望永远都是真实值,就是无偏估计Bidirectional path tracing (BDPT) 双向路径追踪生成子路径,又叫半路径(从光源出发)如果场景内间接光为主(在光源附近比较好算),那么用双线路径追踪效果比较好Metropolis light transport (MLT)用马尔可夫链来进行
2021-12-26 15:55:08
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原创 Lec 17 Materials and Appearances 材质与外观
Lec 17 Materials and Appearances 材质与外观材质的外观光线如何与材质进行作用Material == BRDF什么是材质漫反射材质f_r = c假设空间中任意方向光radiance都是一样的,同时反射出去也都是一样的,那么吸收多少光就反射多少光渲染方程带反射方向,Glossy material(BRDF)像镜面反射,但是又不那么镜面有反射,有折射 Ideal Reflective / refractive material(
2021-12-26 15:51:45
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原创 Lec16 Ray Tracing 4 (Monte Carlo Path Tracing)蒙特卡洛路径追踪
Lec16 Ray Tracing 4 (Monte Carlo Path Tracing)蒙特卡洛路径追踪正确的解出渲染方程回顾辐射度量学irradiance和radiance解释反射问题BRDF光线传播方式反射方程渲染方程全局光照概率论复习复习渲染方程自己发出的光加上来的光BRDF就会告诉自己发射的光反射到发射方向上的光概率论离散随机变量,符合一种概率密度分布蒙特卡洛积分积分方法为了干什么解一个定积分
2021-12-26 15:45:22
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原创 Lec 15 Ray Tracing 3 (light transport & Global Illumination)光线传播和全局光照
Lec 15 Ray Tracing 3 (light transport & Global Illumination)光线传播和全局光照复习辐射能量 Radiant energy Q (很少在图形学里用)单位时间内的能量单位立体角的能量立体角空间中的一个角度(空间中的一个锥体)微分立体角 Differential Solid Anglesθ\thetaθ是任意方向和向上方向的夹角ϕ\phiϕ是绕着向上方向转动的角度微分立体角
2021-12-26 15:39:36
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原创 Lec14 Ray Tracing 2 (加速结构,辐射度量学 Basic radiometry)
Lec14 Ray Tracing 2 (加速结构,辐射度量学 Basic radiometry)AABB怎么加速追踪Uniform grids (均匀格子)(假设光线和盒子求交是很简单的计算)找到包围盒创建格子判断哪些格子与物体表面相交(右上角有点问题)判断光线和盒子求交(和哪些盒子相交)如果光线交的盒子里有物体,就做光线与物体的求交如果光线是和盒子里的物体相交,那么就找到了交点找光往哪里打:光线往右上打,那光下一个去的格子要么往上要么右上要么往右
2021-12-26 15:33:46
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原创 Lec13 Ray Tracing (Whitted-Style Ray Tracing)光线追踪
Lec13 Ray Tracing (Whitted-Style Ray Tracing)光线追踪为什么需要光线追踪光栅化的问题(不是很好去表示全局的效果)soft shadowsGlossy reflection (物体表面反射)indirect illumination (间接光照(光线在到达人眼前弹射不止一次))光线追踪很精确,但是非常慢(通常用来制作电影)1帧 需要 10k CPU 一核小时基础光线追踪算法什么是光线(图形学里的假设)光线是沿直线传
2021-12-26 15:29:03
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原创 Lec12 Geometry 3 几何3 and shadow mapping
Lec12 Geometry 3 几何3 and shadow mapping阴影 (Shadow Mapping)只能处理点光源或者方向光源(硬阴影)图像空间生成阴影的时候不需要知道场景的几何信息如果不在阴影里摄像机可以看到这个点,光影也能看到这个点步骤从光源看向场景,找到一堆能看到的点,记录深度从摄像机看向场景,投影回光源处投影的成像平面上,比较深度,如果一致,就能够被双方看到,证明该点不在阴影当中(就是判断从光源处能不能看到相机看到的这个点,通过深度判断
2021-12-26 15:25:07
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原创 Lec 11 Geometry 2 (Curves and Surfaces) 几何2 曲线和曲面
Lec 11 Geometry 2 (Curves and Surfaces) 几何2 曲线和曲面显式几何点云表面上的一堆点(x, y, z)(只要够细,就近似面)可以表示任何类型的几何点云密度低就很难画出来多边形面三角形面连接关系如何表示三角形面形成的物体Wavefront Object File(.obj)文件一堆点(坐标),法线,12个纹理坐标和他们的连接关系v 顶点vn 法线vt 纹理坐标f 连接关系,法线,纹理坐标四边形面
2021-12-26 15:23:14
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原创 p5.js本地环境配置
p5.js本地环境配置有个美术小朋友想学p5.js,这里写一下配本地环境的相关操作环境p5js (官网下载) 可能需要vpn下载node v14.17.6 -x64版本window10配置步骤安装 node-v14.17.6-x64双击node安装程序,进行安装(建议安装到非系统盘)解压p5.zip在windows搜索栏输入命令提示符,右键以管理员身份运行在命令行里输入,安装基于node的http-servernpm install http-ser
2021-09-26 20:55:29
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原创 Lec 10 Geometry 1几何1
Lec 10 Geometry 1几何1games101主要内容光栅化成像几何(蝴蝶)图像生成(光线追踪,路径追踪 和光栅化方法做比较)动画模拟几何的例子曲面齿轮机械几何描述布料水滴城市 (复杂几何)微观几何归类隐式几何(Implicit)不告诉每个点具体在哪,但是告诉点的具体关系比如单位球,x2+y2+z2=1x^2 + y^2 + z^2 = 1x2+y2+z2=1很难从式子直接得到哪些点在面上但是能够很简单判断一个点在不在面上例子用数学公式
2021-08-03 00:36:45
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原创 Lec9 Shading3 (Texture mapping)
Lec9 Shading3 (Texture mapping)shading 1 & 2Blinn-Phong reflectance modelShading models / frequenciesGraphics PipelineTexture mapping重心坐标 (Barycentric coordinates)为了做三角形内插值得到顶点属性,既能够平滑的从一个顶点过渡到另一个顶点比如纹理坐标,颜色,法向量等定义在一个三角形(△ABC\triangl
2021-08-03 00:35:19
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原创 Lec8 Shading2 (Shading, Pipeline and Texture Mapping)
Lec8 Shading2 (Shading, Pipeline and Texture Mapping)漫反射项光到了某一个shading point,向四周发散出去途中有衰减高光项 (Specular Term)观察方向和镜面反射接近Blinn-Phong法线方向 n 与半程向量 h 接近半程向量h:入射方向l + 出射方向v就是半程向量的方向点乘,越接近1越接近ks:镜面反射系数,一般是白色的多少能量被吸收?因为Blinn-Phong是经验性模型
2021-08-03 00:32:50
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原创 Lec7 Shading 着色(Illumination,shading and Graphics Pipeline)(主要是漫反射)
Lec7 Shading 着色(Illumination,shading and Graphics Pipeline)(主要是漫反射)Shadings是在某一个shading point的操作引入明暗和颜色不同对不同物体应用不同材质Blinn-Phong 反射模型高光(Specular highlights)漫反射(Diffuse reflection)间接光照(Ambient lighting)Shading is Local以下向量都是单位向量shading point
2021-08-03 00:30:16
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原创 Lec6 Rasterization (Antialiasing 反走样 and Z-buffering 深度缓冲)
Lec6 Rasterization (Antialiasing 反走样 and Z-buffering 深度缓冲)MVP变换之后,有了一个视口的变换之后就要光栅化Viewingviewprojectionviewport光栅化三角形哪些点在三角形内走样反走样 Anti aliasing采样理论Artifacts锯齿摩尔纹车轮效应(高速行驶的车轮看起来像在倒转等,是人眼在时间的采样问题)是由于采样速度跟不上信号变化速度反走样在采样之前做一个
2021-08-03 00:28:27
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原创 Lec5 Rasterization (Triangles)
week 5 Rasterization (Triangles)做完观测矩阵之后,就是光栅化了透视投影将透视投影转换成正交投影定义宽度和高度比(aspect ratio)field of view (可视角度fov)一般用垂直可视角度vFOV(是个角度)fovY知道aspect ratio之后可以互推光栅化MVP做完之后,所有物体停留在 [-1,1]**3空间里屏幕典型的光栅化设备一组像素一个数组Raster在德语里就是屏幕在屏幕上画画像素一个像
2021-08-03 00:26:55
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原创 Lec 4 Transformation Cont.
旋转 θ\thetaθ 的矩阵等于旋转 −θ-\theta−θ 的矩阵的逆在旋转里,旋转的逆等于旋转矩阵的转置在数学上,如果一个矩阵的逆等于他的转置,称之为正交矩阵3D变化3D point = (x, y, z, 1) ^T3D vector = (x, y, z, 0) ^T是先应用线性变换,再加一个平移量(与二维一样)缩放平移旋转绕x绕y因为是z 叉乘 x 才能的到y,所以sinαsin\alphasinα符号反.
2021-08-03 00:25:28
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原创 Lec 3 Transformation
为什么学变换模型变换(Modeling)Scaling…视图变换(Viewing)投影…2D变换Scale(缩放变换)*反射矩阵Shear Matrix 切变旋转(Rotate)任何时候不说其他信息,默认图像是绕原点转不说方向,默认是逆时针旋转写作R45(逆时针转45度)*任意变换如果能够写成矩阵的形式,则称这种变换为线性变换齐次坐标特殊的变换------平移不能像之前一样
2021-08-03 00:18:05
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原创 Lec2 Linear Algebra
Lec2 Linear Algebra图形学基础知识基础数学先行代数,计算,统计学基础物理光学、力学其他杂项信号处理数值分析一点点美学线性代数向量 Vector是一个方向向量的长度(可以给我们提供单位向量)向量加法平行四边形法则三角形法则(图形学中向量缺省是个列向量)向量计算点乘a⃗⋅b⃗=∣∣a⃗∣∣∣∣b⃗∣∣cosθ\vec{a} · \vec{b} = ||\vec{a}||||\vec{b}||cos\theta
2021-08-03 00:09:45
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原创 Lec1 overview of computer graphics
什么叫好画面 简单说就是够亮---全局光照 不同的渲染风格 卡通 写实 一些应用 电影画面 特效,基于计算机图形学 “是一种最简单的图形学应用” 阿凡达---里程碑(人物面部捕捉) 疯狂动物城 --- 毛发与光线 模拟动画 --- 冰雪奇缘 设计 工业设计(车辆) 曲线,光照(图形学研究) 家装网站
2021-08-03 00:07:43
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空空如也
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