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GAMES101现代计算机图形学课程笔记（作业05）

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简介：
本笔记为GAMES101现代计算机图形学课程第五次作业的学习总结，涵盖了光照模型、材质属性及渲染技术等核心内容。 在这部分课程中，我们将专注于使用光线追踪来渲染图像。在光线追踪中最关键的操作之一是找到光线与物体的交点。一旦找到了这个交点，就可以执行着色并返回像素颜色。本次作业的任务包括实现两部分内容：生成光线和计算光线与三角形的相交。 代码框架的工作流程如下： 1. 从 `main` 函数开始，定义场景参数，并向其中添加球体或三角形等物体以及其材质属性，同时设置光源。 2. 调用 `Render(scene)` 函数。在遍历所有像素的过程中生成对应的光线并将得到的颜色保存到帧缓冲区中，在渲染完成后将帧缓冲区的信息保存为图像文件。 3. 在生成每个像素的对应光线后调用 `CastRay` 函数，该函数通过调用 `trace` 来查找最近的物体交点。 4. 然后在找到的交点处执行着色操作。已提供了三种不同的着色情况供选择。 你需要修改以下代码： - 在 `Renderer.cpp` 的 `Render()` 中为每个像素生成对应光线并调用 `castRay()` 函数以获取颜色，然后将该颜色存储到帧缓冲区中。 - 修改 `Triangle.hpp` 中的 `rayTriangleIntersect()`: 此函数需要使用 Moller-Trumbore 算法更新参数。其中 v0, v1, v2 分别是三角形的三个顶点，orig 是光线起点，dir 是单位化的方向向量；而 tnear、u 和 v 则作为输出变量由算法计算得出。

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  • GAMES101现代计算机图形学课程笔记（作业05）
    优质
    本笔记为GAMES101现代计算机图形学课程第五次作业的学习总结，涵盖了光照模型、材质属性及渲染技术等核心内容。 在这部分课程中，我们将专注于使用光线追踪来渲染图像。在光线追踪中最关键的操作之一是找到光线与物体的交点。一旦找到了这个交点，就可以执行着色并返回像素颜色。本次作业的任务包括实现两部分内容：生成光线和计算光线与三角形的相交。 代码框架的工作流程如下： 1. 从 `main` 函数开始，定义场景参数，并向其中添加球体或三角形等物体以及其材质属性，同时设置光源。 2. 调用 `Render(scene)` 函数。在遍历所有像素的过程中生成对应的光线并将得到的颜色保存到帧缓冲区中，在渲染完成后将帧缓冲区的信息保存为图像文件。 3. 在生成每个像素的对应光线后调用 `CastRay` 函数，该函数通过调用 `trace` 来查找最近的物体交点。 4. 然后在找到的交点处执行着色操作。已提供了三种不同的着色情况供选择。 你需要修改以下代码： - 在 `Renderer.cpp` 的 `Render()` 中为每个像素生成对应光线并调用 `castRay()` 函数以获取颜色，然后将该颜色存储到帧缓冲区中。 - 修改 `Triangle.hpp` 中的 `rayTriangleIntersect()`: 此函数需要使用 Moller-Trumbore 算法更新参数。其中 v0, v1, v2 分别是三角形的三个顶点，orig 是光线起点，dir 是单位化的方向向量；而 tnear、u 和 v 则作为输出变量由算法计算得出。
     
  • GAMES101-现代计算机图形学课程笔记（作业07）
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    本笔记涵盖了GAMES101课程第七次作业的相关内容，详细记录了现代计算机图形学中的关键概念和实践技巧。 在之前的练习中，我们实现了 Whitted-Style Ray Tracing 算法，并且使用 BVH 等加速结构来优化求交过程。本次实验将在上一次的基础上实现完整的 Path Tracing 算法。至此，我们已经来到了光线追踪部分的最后一节内容。
     
  • GAMES101-现代计算机图形学学习笔记(作业三)
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    本笔记为《GAMES101》课程第三份作业的学习总结与实践记录，涵盖现代计算机图形学的核心概念和算法。通过理论结合实际编程练习，深入探讨了光线追踪、纹理映射及几何变换等关键技术。 在这次编程任务中，我们将进一步模拟现代图形技术。我们在代码中添加了Object Loader（用于加载三维模型）、Vertex Shader与Fragment Shader，并且支持纹理映射。 具体来说，在本次实验中的主要任务包括： 1. 修改函数`rasterize_triangle(const Triangle& t)`在文件`rasterizer.cpp`：在此处实现类似于作业2的插值算法，以完成法向量、颜色和纹理颜色的插值。 2. 修改函数`get_projection_matrix()`在文件`main.cpp`: 将之前实验中自己实现的投影矩阵填入此处。此时可以运行命令 `./Rasterizer output.png normal` 来观察法向量的效果。 3. 修改函数`phong_fragment_shader()`在文件`main.cpp`: 实现Blinn-Phong模型来计算片段颜色。 4. 修改函数`texture_fragment_shader()`在文件`main.cpp`: 在实现Blinn-Phong的基础上，将纹理颜色作为公式中的kd值，以完成Texture Shading FragmentShader。 5. 修改函数`bump_fragment_shader()`在文件`main.cpp`: 在实现Blinn-Phong的基础上仔细阅读该函数的注释，并根据要求进行Bump mapping。 6. 修改函数`displacement_fragment_shader()`在文件`main.cpp`: 基于已有的Bump Mapping，进一步实现Displacement Mapping。
     
  • GAMES101-现代计算机图形学学习笔记(作业一)
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    本笔记为《GAMES101》课程第一周内容及作业总结，涵盖计算机图形学基础概念、向量与矩阵运算等知识点。 本次作业的任务是填写一个旋转矩阵和一个透视投影矩阵。给定三维空间中的三个点 v0(2.0, 0.0, −2.0), v1(0.0, 2.0, −2.0), v2(−2.0, 0.0, −2.0)，你需要将这三个点的坐标变换为屏幕坐标，并在屏幕上绘制出对应的线框三角形（代码框架中已经提供了 draw_triangle 函数，因此你只需要构建相应的变换矩阵即可）。简而言之，我们需要进行模型、视图、投影和视口等变换来显示这个三角形。在提供的代码框架中，你需要完成模型变换和投影变换的部分。
     
  • GAMES101-现代计算机图形学学习笔记(作业六)
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    本笔记是针对GAMES101课程第六次作业的学习总结与思考，涵盖了现代计算机图形学的关键概念和技术应用。 在之前的编程练习中，我们实现了基础的光线追踪算法，包括光线传输和光线与三角形求交。我们通过遍历场景中的所有物体来寻找光线与这些物体的交点。当场景中的物体数量不多时，这种方法可以得到较好的效果；然而，在物体数量增加、模型变得复杂的情况下，该方法会非常低效。因此，我们需要使用加速结构来提高求交过程的速度。在本次练习中，我们将重点研究一种称为Bounding Volume Hierarchy (BVH) 的物体划分算法，并要求实现Ray-BoundingVolume 求交与 BVH 查找的功能。
     
  • GAMES101-现代计算机图形学学习记录（作业02）
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    《GAMES101-现代计算机图形学学习记录》是针对课程作业02的学习心得和总结，涵盖了计算机图形学的基础理论与实践应用。 GAMES101-现代计算机图形学学习笔记（作业02） 1. 修改函数 `rasterize_triangle(const Triangle& t)` in `rasterizer.cpp`: 实现与作业 2 类似的插值算法，实现法向量、颜色和纹理颜色的插值。 2. 修改函数 `get_projection_matrix()` in `main.cpp`: 将你自己在之前的实验中实现的投影矩阵填到此处。此时你可以运行`./Rasterizer output.png normal`来观察法向量实现结果。 3. 修改函数 `phong_fragment_shader()` in `main.cpp`: 实现 Blinn-Phong 模型计算 Fragment Color. 4. 修改函数 `texture_fragment_shader()` in `main.cpp`: 在实现 Blinn-Phong 的基础上，将纹理颜色视为公式中的 kd，完成 Texture Shading Fragment Shader。 5. 修改函数 `bump_fragment_shader()` in `main.cpp`: 在实现 Blinn-Phong 的基础上，并仔细阅读该函数中的注释以实现 Bump mapping. 6. 修改函数 `displacement_fragment_shader()` in `main.cpp`: 在实现 Bump mapping 的基础上，进一步完成 displacement mapping。 7. 实现双线性纹理插值: 使用双线性插值进行纹理采样, 并在 Texture 类中添加一个新方法`Vector3f getColorBilinear(float u, float v)`。通过 fragment shader 调用它来实现这一功能。为了使双线性插值的效果更加明显，建议选择更小的纹理图。请同时提交纹理插值与双线性纹理插值的结果，并进行比较。
     
  • 计算机图形学课程作业
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    本课程作业聚焦于计算机图形学的核心概念与技术实践，包括几何建模、渲染算法及图像处理等内容，旨在通过项目制作提升学生的设计与编程能力。 计算机图形学是一门涵盖广泛的学科，它涉及生成和处理图像的理论与技术。在这个“计算机图形学作业”中，我们将探讨几个核心概念：基本几何绘制（直线、圆及贝塞尔曲线）以及交互式图形操作（如移动、缩放和删除）。首先了解如何在二维坐标系中使用扫描转换算法（例如杨氏或Bresenham算法），高效地确定像素级别的直线位置。接下来，讨论如何通过Midpoint Circle Algorithm 或 Bresenhams Circle Algorithm 绘制圆。 贝塞尔曲线是计算机图形学中的重要概念，用于创建平滑路径的参数化插值曲线。一阶贝塞尔曲线为线段，二阶涉及两个控制点；三阶及以上则产生更复杂的形状，通过递归或De Casteljau算法计算得出。 在交互操作方面：移动意味着更新和重绘图形坐标以改变其位置；缩放则是调整顶点的坐标来更改大小。删除操作会从内存中移除数据并清除对应的屏幕像素。 这个作业涵盖了基础几何绘制及互动性处理，适合学习图像表示与操纵的技术原理，并为游戏开发、动画制作或虚拟现实等领域的未来工作打下坚实的基础。
     
  • 计算机图形学课程设计作业
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    本课程设计作业聚焦于计算机图形学的核心技术与应用实践，涵盖二维、三维建模及渲染算法等内容，旨在通过项目制作提升学生的理论知识和编程技能。 这段描述适合用于计算机图形学的考试课程设计：两个带有纹理并能旋转的物体，在光照效果下，并且可以通过键盘进行交互操作。
     
  • 计算机图形学课程设计作业.zip
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    本资料为计算机图形学课程设计作业集锦，内含多个经典项目源代码与报告文档，涵盖二维、三维图形绘制及动画制作等内容。 基于WebGL的孤岛场景搭建包括光照、漫游交互等功能，并提供相关说明及部分天空盒素材。