七天近千星！哈佛小哥這個(gè)github倉(cāng)庫(kù)從零開(kāi)始教你計(jì)算機(jī)圖形學(xué)
轉(zhuǎn)自：新智元
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)被稱為計(jì)算機(jī)「三大浪漫」之一，這個(gè)github倉(cāng)庫(kù)將幫助迷茫的你快速入門(mén)。
倉(cāng)庫(kù)中包括多個(gè)模型，如片段著色器（使用GLSL語(yǔ)言編寫(xiě)）、過(guò)程紋理生成、柵格化、光照計(jì)算和實(shí)時(shí)光線跟蹤。
所有的項(xiàng)目都將使用WebGL的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，在瀏覽器中的使用圖形編碼進(jìn)行開(kāi)發(fā)。這種方式利用了現(xiàn)代的Web開(kāi)發(fā)工具來(lái)快速迭代，并能夠很容易與其他人分享自己的工作成果。并且無(wú)需實(shí)際編寫(xiě)javascript代碼。
基礎(chǔ)的運(yùn)行環(huán)境要求是node.js v14和npm。
對(duì)于初學(xué)者，作者建議從「被子圖案」作為入門(mén)項(xiàng)目。
被子圖案怎么做？
片段著色器運(yùn)行在屏幕上的每個(gè)像素點(diǎn)，每個(gè)像素點(diǎn)由著色器確定它的顏色。vec4是一個(gè)帶有紅色、綠色、藍(lán)色和透明通道的4維向量。
核心代碼在shaders/quilt.frag.glsl，它能夠運(yùn)行在GPU上。
通過(guò)把代碼中的注釋部分打開(kāi)就可以獲得更豐富的樣式。
還能著色什么圖案？
滿滿的「我的世界」風(fēng)的島嶼圖。
使用實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中非常流行的光柵化方法渲染3D三角形網(wǎng)格，與大多數(shù)游戲使用的算法相同。追求更逼真的、模擬現(xiàn)實(shí)世界中的物體。
探索風(fēng)格化渲染，也稱為非照片級(jí)渲染。這是一個(gè)放棄忠實(shí)于現(xiàn)實(shí)生活的圖形領(lǐng)域，但是在模仿表達(dá)風(fēng)格時(shí)可以實(shí)現(xiàn)更具創(chuàng)意的表達(dá)。主要原理是根據(jù)亮度強(qiáng)度的閾值離散化它并以不同的樣式進(jìn)行陰影處理，能夠模仿漫畫(huà)書(shū)中的藝術(shù)風(fēng)格。
「光線追蹤」的算法能夠反射，是照片級(jí)真實(shí)感渲染中的黃金標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算機(jī)上的光線跟蹤算法遵循穿過(guò)場(chǎng)景的無(wú)窮小光線的路徑，直到它們與曲面相交為止。這種方法提供了一種從任何特定位置和方向查找第一個(gè)可見(jiàn)對(duì)象的簡(jiǎn)單方法，并且是許多渲染算法的基礎(chǔ)。
作者其人
Eric Zhang，是哈佛大學(xué)的碩士研究生，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)，他的主要研究興趣是圖形學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、編程語(yǔ)言和系統(tǒng)。在高中時(shí)期代表美國(guó)拿到兩塊IOI金牌，還給美國(guó)的高中生寫(xiě)了一本物理書(shū)。
作者的github也是十分勤奮！曾在英偉達(dá)實(shí)習(xí)、協(xié)助實(shí)現(xiàn)sota的語(yǔ)義分割系統(tǒng)。
作者對(duì)音樂(lè)也頗有研究。
參考資料：
https://github.com/ekzhang/graphics-workshop
原文鏈接：
https://mp.weixin.qq.com/s/MhGrLydVsbvkhZ5U820zTQ
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