图形学应用

游戏

游戏的画面好坏如何鉴定呢？

看游戏画面是否够亮：渲染中全局光照的好坏

                                                                《只狼》

为什么卡通游戏画面看起来是卡通的呢？

                                                               《无主之地3》 

这些都是图形学需要着手解决的问题

电影

电影《黑客帝国》的特效也是通过计算机图形学合成出来的，让人感觉真实，特效是图形学的一部分，特效是最简单的图形学的应用：

《阿凡达》是里程碑式的一部电影，引入了人的面部波动：

动画 

电影疯狂动物城（Zootopia） 

里面动物毛发毛茸茸就是通过这方面显现的 ：像毛发这样复杂的几何形体，光照毛发产生的反射（渲染：计算光线在几何形体中的传播方式）

冰雪奇缘中Elsa放出不同特效：烟雾、雪花、光线... 

粒子在空中盘旋打转：图形学中的模拟和动画（模拟空气中微小粒子的运动），人物的衣服在风吹动下如何变化，发丝间的碰撞...将这些真实的模拟出来

设计

汽车CG

车在三维空间中曲面的设计 （几何+动态光照）

宜家生成家具部件结果：

在宜家的界面中，70%是渲染出来的，包括但不限于宜家这样的家居设计

可视化

图形学会操纵可视化的一些信息，可视化是一种操控实际信息的方法，通过扫描将一些信息转变为视觉信息，这个过程我们称之为可视化

VR

 虚拟现实：看到的全是电脑生成的

模拟

 仿真模拟技术，对一些场景进行物理模拟计算

GUI

图形用户接口，设计风格（Windows、Linux、mac）

Typography

字体设计，字体放大后依旧清晰，但图片放大可能模糊（点阵和矢量的差别）

图形学涵盖四大方面

光栅化

将三维空间的几何形体显现在屏幕上，这就是光栅化（游戏、实时图形学的应用）

实时的定义：每秒30帧，否则叫离线（offline）

几何

如何要表示一条光滑的曲线，如何表示光滑曲面，如何通过细分的方式由简单曲面得到更复杂的曲面，在形状发生变化时如何保证物体的特殊结构

光线追踪

在动画和电影中着重使用，慢但能生成真实美观的画面，实时光线追踪技术能即做到像光栅化一样快，也能像光线追踪一样好

动画模拟/仿真

弹性球挤压落下、布滑落模拟动画... 模拟效果真实

计算机图形学和计算机视觉

一切需要猜测，这是计算机视觉的内容，需要分析理解画面内容

 是不同的领域

MODEL：描述三维几何形体，针对渲染来说即描述材质、光照，三维空间中有的转变成一幅图：计算机图形学，特指渲染

IMAGE：从图中识别信息，分析结构：计算机视觉

MODEL-->MODEL：计算机图形学，如何描述三维型体，三维型体的仿真

IMAGE-->IMAGE：图像视频处理（用和计算机视觉完全相同的方法，依赖于深度学习，分析图像：一幅图-->一幅图）

相关书籍

 虎书好评，后面开发用C++，用集成开发环境（IDE）