【Unity Shader学习笔记】（一）计算机图形学概述

一、什么是计算机图形学

• 计算机图形学（Computer Graphics，简称CG）
• 计算机图形学是一门使用数学算法将二维或三维图形转换为计算机显示器的栅格形式的学科。

1、从结构特征转换到图像信号

它将抽象的数学模型（结构特征）转化为一张具体的图片（图像信号）。

2、图像信号就是由显示器的栅格组成

这张最终的图片在显示器上，是由无数个微小的发光点（像素）组成的，这个过程就是栅格化。

3、相关学科。

二、计算机图形学的主要研究内容

1、建模（Modeling）

   用点线面来表达一个物体的几何形态

• 传统3D建模（利用3D建模软件，比如3dsMax、Maya、Blender等等）

    

• 雕刻软件（Zbrush、Mudbox、Blender等）

    

• 扫描建模
• 程序化建模

2、渲染（Rendering）

  将图形数据利用数学算法转换成3D空间图像的操作。

• 离线渲染（Offline Rendering）：通常渲染一帧的时间较长（从几分钟到数天），为了追求极致的真实感而不计成本，常用于电影、动画等预渲染内容。

        

• 实时渲染（Realtime Rendering）：必须在极短时间内（通常要低于1/30秒）完成一帧的渲染，以保证交互的流畅性。为了速度会在画质上做出妥协，是电子游戏、VR/AR技术的核心。

     

3、动画（Animation）

• 序列帧动画

      

• 蒙皮
• 骨骼动画

     

• 视效模拟

     

4、人机交互（Human Computer Interaction,HCI）

三、计算机图形学的应用

• 电子游戏
• CG电影、动画
• 计算机辅助设计（CAD）
• 医疗辅助可视化
• 数据可视化
• 虚拟现实与增强现实
• 模拟与训练
• 数字艺术与设计

总而言之，计算机图形学是连接抽象数字世界与人类视觉感知的桥梁。它从简单的点、线、面出发，构建了我们屏幕上丰富多彩的动态世界，深刻地改变了我们娱乐、创作和工作的方式。从每一个像素到整个虚拟宇宙，都是这门学科施展魔法的舞台。