使用Cg教授计算机图形学

"这篇介绍性演讲主题为'Teaching Cg'，主要探讨了Cg（C语言用于图形）在教授计算机图形学课程中的应用价值。演讲内容涉及到实时图形技术的发展历程，以及现代GPU的可编程性和对创新图形效果的影响。" 在计算机图形学教育中，Cg是一个重要的工具，它是由NVIDIA开发的一种高级着色语言，设计目的是简化图形硬件的编程，同时保持高性能。Cg提供了一种介于高级语言和低级图形硬件之间的方式，使得学生能够更直观地理解图形渲染的底层原理，而无需深入学习复杂的硬件指令集。通过Cg，教师可以引导学生探索光照、纹理映射、阴影和各种视觉效果的实现，从而提升课程的实践性和趣味性。 实时图形技术的发展是计算机图形学领域的一个显著趋势。从1995年的SEGA Virtua Fighter的50K三角形每秒和1百万像素操作每秒，到2001年Dead or Alive 3在Xbox上的1亿三角形每秒和10亿像素操作每秒，再到2003年NVIDIA GeForce FX (NV30)的2亿三角形每秒和20亿像素操作每秒，这些数据显示出实时图形处理能力的巨大飞跃。这种进步使得游戏和其他实时应用程序的视觉质量达到了前所未有的水平。 现代GPU的可编程性是这一领域的一大突破。它们不再仅仅是固定功能的硬件，而是变成了可以运行复杂计算的微处理器。这允许开发者编写自己的着色器，实现个性化的图形效果，如法线贴图、环境光遮蔽、动态模糊等。在教学中，利用Cg，学生可以学习如何编写这些着色器，从而掌握实时渲染的核心技术。 Cg也提供了跨平台的兼容性，这意味着学生学习的知识可以应用于多种硬件和软件环境，增加了其就业市场的适应性。此外，Cg的语言特性使得它易于学习，同时又能深入，对于初学者和专业人士都是一个理想的工具。 将Cg引入计算机图形学课程，不仅能让学生跟上实时图形技术的发展步伐，也能培养他们的创新能力和解决问题的能力，为他们未来在游戏开发、影视特效、虚拟现实等领域的工作打下坚实基础。