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学好数理化走遍天下都不怕,在计算机图形学很实用_腾讯新

天乐
2021-06-13 01:09:11 第一视角

学好数理化走遍天下都不怕,在计算机图形学也很实用,所以姐姐要跟弟弟妹妹们以及小朋友们唠叨一句沉迷游戏之前要打好学习基础。

近几年没有工作在家带娃,偶尔接点项目维持生活,业余时间对计算机相关的技术关注许多。我们也跨入了一个很好的时代,信息发达,计算机图形学涉及的领域很广,在游戏行业,影视动画还有视觉设计等等领域是普遍的重视。计算机图形学(Computer Graphics,简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。简单地说,计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。计算机图形学建立在计算机科学、数学、物理、心理学以及美术,音乐艺术等学科基础上形成的综合学科。

计算机图形学发展主要是20世纪60年代以后发展起来的。1963年1月,MIT林肯实验室24岁的LVAN SUTHERLAND(萨瑟兰)完成了关于人机通信的图形系统的博士论文。LVAN SUTHERLAND(萨瑟兰)引入了分层存储符号的数据结构,开发了交互技术,可以用键盘和光笔实现定位、选项和绘图,还提出了至今仍在沿用的许多图形学的其他基本思想和技术。LVAN SUTHERLAND(萨瑟兰)的博士论文被认为既是计算机图形学的奠基,也是现代计算机辅助设计之肇始。

1968年,(计算机图形学先驱同时也是本领域第一位图灵获得主)LVAN SUTHERLAND受David Evans之邀来此任教,先后吸引和培养了一批图形学的大师,包括图灵获得主ALAN kay ,z缓冲等技术的发明者EDWIN Catmull(后创办Pixar动画公司),提出反走样技术的FRANK CRow,开发了WARNOCK 算法的John Warnock(后与人合创adobe 公司),Gouraud着色技术的发明者HENRI GOURAUD,几何流水线之父JIm clark(创办SGI公司),提出phong模型和着色技术的越南裔学者裴祥风(BUI tuong phong)等。在ACM SIGGRAPH 颁布的计算机图形学界最高荣誉STEVE A. COONS奖的获奖者中,犹他大学的教授和校友拥有5席,几乎占据一半。犹他大学也因此成为世界计算机图形学首屈一指的学术重镇。

20世纪70年代,由于光栅显示器的诞生,光栅图形学算法迅速发展起来;基本图形操作和相应的算法纷纷出现,图形学进入了第一个兴盛时期。70年代,很多国家应用计算机图形学,开发CAD图形系统,并应用于设计、过程控制和管理、教育等方面。

80年代中期以来,大规模集成电路使计算机硬件性能提高,图形学得到飞速的发展。1980年,第一次给出了光线跟踪算法。真实感图形的算法逐渐成熟。

80一90年代,图形学更加广泛地应用于动画、科学计算可视化、CAD/CAM、虚拟现实等领域。这向计算机图形学提出了更高、更新的要求——真实性和实时性。

计算机图形学的核心目标在于创建有效的视觉交流。在科学领域,图形学可以将科学成果通过可视化的方式展示给公众;在娱乐影视动画领域,如在PC游戏、手机游戏、3D电影与电影特效,计算机动画中,计算机图形学发挥着越来越重要的作用;在创意或艺术创作、商业广告、产品设计等行业,图形学也起着重要的基础作用。而在科学领域中,这一点是在1987年关于科学计算可视报告中才被重点提出。该报告引用了Richard Hamming在1962年的经典论断:“计算的目的是洞察事物的本质,而不是获得数字。”报告中提到了计算机图形学在帮助人脑从图形图像的角度理解事物本质的重要作用,因为图形图像比单纯数字具有更强的洞察力。

现在,计算机图形学原理及相关基础理论(包括数学和物理理论),有助于我们对这一学科的脉络有深入的理解,而不是地纠缠于具体的、变化很快的各种图形API。同时也注意吸收近几年来的层出不穷的新理论、新方法、很好的将理论和最新的业界实践结合起来,让大家能够学以致用。

计算机图形学涉及的代数、几何、矩阵等数学知识,以及物理学、信号处理等相关知识。我以前数学物理不是很好,由于对图形学有了浓厚的兴趣,以至于很多基础知识又重新来过。上面发展史是总结引用AK peters公司授权人民邮电出版社独家出版的书中言语,还有百度搜索计算机图形学历史发展引用,让我们更好的对于图形学的发展史算是有一定了解。

我执笔写一些操作还有自己对图形学的学习,以及总结程序设计开发等一些经验和看法,有些不足还请谅解。理论知识我欠缺很多,实践倒是很多次了,以前一直喜欢玩游戏,看电影追剧追动画片,然后好奇幕后怎么形成的。以至于学习了影视后期,跟上艺术课程走上了程序设计。接着又重新数学基础和物理基础上,可视化操作渲染指数,光学模拟等也就是讲解图形学基本原理和底层细节,还有现代图形API 如OpenGL、Direct3D以及JAVA3D熟练使用。跟着英文教程写代码而且有些效果跟已经开发好的图形程序软件做出来的三角形有点看不上眼,但是程序语言是基层逻辑,不学也开发不出来图形程序软件,更不会跟图形软件一些封装的脚本语言挂上联系。

而我理解的计算机图形学就是把我们的大脑一些想法在计算机中可视化,从而实现我们对现实一些模拟,有些科学计算我们人脑做不到的,计算机可以做到,所以可视化的数据,更形象一些,更真实一点,更有预测性。计算机模拟现实世界,所以很多数据都是基于现实所存在的数据,还有人大脑一些想法实现的世界。以现实世界为本的模拟一些现实世界的行为,以及世界存在的规则,还有人类脑海中浮现的规则,以及修改的虚拟世界的一些规则的一些架构。我能现在程序设计实现简单的渲染,API接口生疏不是很熟练,但是我相信多锻炼一定可以的。我永远记得那句铁杵磨成绣花针,所以坚持很重要。

因为c++学的不是很精,接着又学了python,现在使用更多的引擎,那么我写的教程更多的是蓝图,还有python了。大家也知道UE的源代码底层也是c++,我现在看起来稍微明白一些,不像以前那么费劲。Unity也下载了,不过使用更多的还是UE,UE对美术人员很友好。可以把图形学理解为程序语言设计,走科学技术也走艺术,还是为数字艺术的一类。要知道对计算机电脑的理解,分为软件和硬件。图形学就是软件设计一类的,大部分都以游戏开发为主。那么游戏,大家可能都以为是玩游戏,但是要知道所有的软件都是程序游戏。有些青少年沉迷游戏不能自拔,那么请转移沉迷就要自己学好基础,学好数理化走遍天下都不怕,在计算机图形学很实用。

前几天接了项目,处理渲染方面的,灯光渲染和材质渲染,还理解了环境贴图HDR的运用,还有一个阴影处理等等,对后期颜色又要学习了,要知道电影调色师可是国内现在高级专业稀缺的职业。学习当中一天很快就过去了。这两天看了很多资料发现,自己在渲染方面又进步了不少,很是开心。

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