Computer Graphics

刚体的自由度 刚体（Rigid Body）：形状不变，只有位置和朝向会变。 维度 2D 3D 平移 2 3 旋转 1（角度 θ\thetaθ） 3（四元数 / 旋转矩阵） 合计 3 6 关键区别（对比柔体）：柔体…

柔体 vs 刚体 vs 质点弹簧 模型 自由度 适用 物理正确性 刚体 6 不变形物体 ✓ 质点-弹簧 3n3n3n 布料、粗略软体 ✗ 有限元（FEM） 3n3n3n 真实弹性体 ✓ 柔体的核心：用连续介质力学…

两种视角 视角 含义 方法 典型 拉格朗日（Lagrangian） 跟踪流体质点 SPH、PBF 溅水、泡沫 欧拉（Eulerian） 固定网格，看每个格子有什么 网格法、Stable Fluids 烟、雾、火 拉格…

两个阶段 碰撞检测的经典结构： 宽相（Broad Phase）: 快速找出"可能碰撞"的物体对 用包围盒，O(n log n) 或 O(n) …

模型 **质点-弹簧系统（Mass-Spring System）**是最简单的弹性模型： 质点：有质量的点，位置 xi\mathbf{x}_ixi​、速度 vi\mathbf{v}_ivi​ 弹簧：连接两个质点，产生弹力 用途：布料、头…

自动关联目录：Computer Graphics 图形学回答两个问题： 几何：如何表示和操作形状 渲染：如何把三维场景变成二维图像 再加一个越来越重要的分支： 仿真：如何让物体动起来且符合物理 渲染的两条路线 光栅化（Ras…

作业代码仓库：https://github.com/HUSTJJD/Games-Homeworks 课程笔记：Games102 本页由 tools/sync_games_homeworks.py 自动生成，手写内容请写在标记块之外，不会…

作业代码仓库：https://github.com/HUSTJJD/Games-Homeworks 课程笔记：Games101 本页由 tools/sync_games_homeworks.py 自动生成，手写内容请写在标记块之外，不会…

GAMES101：现代计算机图形学入门（闫令琪）的笔记。 覆盖四大块：光栅化、几何、光线追踪、材质与外观。 一、变换（Transformation） 二维变换的矩阵形式 缩放: [s 0] 旋转: [cosθ -sinθ] …

GAMES102：几何建模与处理（刘利刚）的笔记。 主题：如何表示形状，以及如何处理形状。 一、几何表示的三类 类型 形式 优点 缺点 离散 点云、网格 通用、易获取 无连续性信息 连续 参数曲线曲面 光滑、可精确求值 难…

自动关联目录：Rendering 渲染方程 一切渲染方法的出发点都是 Kajiya 渲染方程（1986）： Lo(x,ωo)=Le(x,ωo)+∫Ωfr(x,ωi,ωo) Li(x,ωi) (ωi⋅n) dωiL_o(x, \omega_o…

问题定义 全局光照（Global Illumination, GI） = 直接光照 + 间接光照。 一次弹射（一次反射后到眼睛） → 直接光照（相对便宜） 多次弹射 → 间接光照（昂贵） 间接…

TAA 问题的两类走样 抗锯齿（AA）解决的走样有两类，需要分清： 类型 成因 解法 几何走样 三角形边缘被离散采样 超采样（MSAA/SSAA）、后处理边缘检测 着色走样 着色结果本身频率过高（高光、高频纹理、细几何） …

cascaded shading Cascaded Shadow Maps（CSM）——按距离分层 shadow map。 为什么 一张 4096² 的 shadow map 覆盖 500m 的场景 → 每米约 8 个纹素 → 近处…

要解决什么 环境光照（Environment Lighting / IBL, Image-Based Lighting）：用一张环境贴图（cubemap / 全景图）表示"来自四面八方的光"，代替若干离散光源。 渲染方程…

shadow mapping 基本思路 阴影 = 从光源看不到，但从相机看得到的地方。 Pass 1: 从光源渲染深度图（shadow map），只存深度 Pass 2: 从相机渲染，对每个片元： - 把它变换到光源空间，得…

表面模型 Microfacet BRDF（ microfacet 微表面模型） 现代 PBR 的统一框架：表面由无数微小的镜面组成，宏观的反射是它们的统计结果。 fr(i,o)=F(i,h)⋅G(i,o,h)⋅D(h)4(n⋅i)(n⋅o)…

自动关联目录：Simulation 物理仿真回答的是：给定当前状态，下一时刻的状态是什么。 统一的数学框架 几乎所有物理仿真都在解同一类方程——常微分方程（ODE）： ddt(xv)=(vM−1f(x,v,t))\frac{d}{dt}\b…

自动关联目录：Geometry 几何回答的是"形状如何表示，以及如何处理"。 表示的三大类 类别 形式 判断内外 采样表面 典型 隐式 f(x,y,z)=0f(x,y,z) = 0f(x,y,z)=0 易 …

核心矛盾 硬件光线追踪（RTX / DXR）能追踪光线，但一帧只能负担 1~2 spp（每像素 1~2 条光线）。 离线渲染: 几千 spp，无噪声 实时渲染: 1~2 spp，噪声极大（几乎不可用） 所以实时光追的全部技术 = 如何用…