白话说学计算机图形学

白话说学计算机图形学

[转载]一个图形爱好者的书架/白话说学计算机图形学- 人生和程序 ...

一个很好的学习途径就是国外大学开的CG的课程，standford，unc，unm，waterloo 等等，等等，一堆大学，都可以下到课件，以及相关的论文，standford的“real time graphics architecture”可是kurt Akeley 开的哦。

另外就是source code，包括mesa，standford的glsim，还有人用c sharp做的csgl等，也不少。这些东西很值得细细研究，只是很花时间啊。

我也是才学这方面的，不过我觉得方法上面还是top－down的方法好些，对一些东西，有感性认识了，再钻下去会比较好。

【引言】

什么是计算机图形学？本文尽量避免

给它做严格的定义，但是通常来说，计算机图形学是数字图象处理的逆过程，这只是一个不确切的定义，后面我们会看到，实际上，计算机图形学、数字图象处理和计算机视觉在很多地方的区别不是非常清晰的，很多概

念是相通的。

计算机图形学是用计算机来画东西的

学科，数字图象处理是把外界获得的图象用计算机进行处理的学科。在法国，图形图象是一门课程。

如何学习计算机图形学呢？除了计算机图形学的基础知识以外，你还需要有以下的知识，你懂的越多，当然做的越好。

* 英语，你一定要把英语学好，如果你想学习计算机图形学的话，尽量看英文的书籍和资料

* 数学，计算机图形学里面的数学用的比较多，，我们可以列举一些常用的：

高等数学，数值分析，微分几何，拓扑，概率，插值理论，（偏）微分方程…

* 物理，如果你要进行基于物理的建模，一些物理理论是要学习的：

力学（运动学，动力学，流体力学…），光学，有限元…

* 编程语言： C或C++是计算机图形学最通用的…普通话‟，

* 数据结构：你需要数据结构来描述你

的图形对象，除了通用的链表、树等数据结构外，图形学还有自己特殊的数据结构* 其他类别：有的时候你需要其他学科的知识，根据你的需要去学习吧

上面列举的不是你必须学习的东西，而是计算机图形学可能会用到的东西，一定要记住，不要指望通过一本教材就学会计算机图形学，它比你想象的要复杂的多。

[图形学的问题】

每个学科都有自己学科的特定问题，图形学要解决的是如何画出图来，得到需要的效果，当然这是图形学最大的一个问题。

在开始学习计算机图形学的时候，找一本简单的书看，对计算机图形学有个大概的认识，你就可以开始图形学之旅了：

OpenGL Programming Guide: The Official Guide to Learning OpenGL, Version 1.4, Fourth Edition

OpenGL SuperBible (3rd Edition)

是比较好的学习计算机图形学的入门教材，在练中去学，一开始就去啃Foley的Computer Graphics: Principles and Practice, Second Edition in C

不是好主意，会看的一头雾水，一本什么都讲的书的结果往往是什么都没讲清楚。

当你把OpenGL的基本内容掌握之后，你对图形学就有了大概的了解了。

那么下面你可以来学习一下计算机图形学的数据结构和算法，下面的书比较适合：Joseph O'Rourke 的Computational Geometry in C，书里面有C的源代码，讲述简单，清晰，适合程序员学习。

总的来说，计算机图形学涉及到2大部分：建模和渲染

(1)建模

你想画一个东西，首先要有它的几何模型，那么这个几何模型从什么地方来呢？下面的书很不错的：

Gerald Farin 的Curves and Surfaces for CAGD: A Practical Guide

这本书就有一点的难度了，呵呵，要努力看啊。这本书算是CAGD (计算机辅助几何设计)的经典图书，CAGD方面的全貌，还有2本很好的讲述曲面的书Bezier和Nurbs的书Les A. Piegl, Wayne Tiller 的The Nurbs Book

书里面有NURBS曲线、曲面的程序伪代码，很容易改成C的，书讲的通俗、易懂，但是你要有耐心看的：）

《曲线与曲面的数学》

这本书是法国人写的中文翻译版，里面还有Bezie本人写的序J，翻译的很不错的，看了你就掌握Bezier曲面技术了。

还有其他的一些造型技术，比如：

隐式曲面(Implicit Surface)的造型：

就是用函数形式为F( x ,y ,z ) = 0的曲面进行造型，这样的造型技术适合描述动物器官一样的肉乎乎的东西，有2本书推荐大家：

Jules Bloomenthal编辑的Introduction to Implicit Surfaces，是一本专著，讲述了Implicit Surface建模型(Modeling)，面片化(Polygonization)，渲染(Rendering)的问题。

Luiz Velho 的 Implicit Objects Computer Graphics 也是一本专著，讲述更新的一些进展。

细分曲面（Subdivision Surface）造型

当用NURBS做造型的时候，曲面拼接是复杂的问题，在动画的时候，可能产生撕裂或者褶皱，Subdivision Surface用来解决这个问题。

Joe Warren的Subdivision Methods for Geometric Design: A Constructive Approach就是这方面的专著。

从实际物体中得到造型，现在的技术可以用三维扫描仪得到物体表面的点，然后根据这些点把物体的表面计算出来，称为重建