3D计算机图形学基础概览
"《Foundations of 3D Computer Graphics》是Steven J. Gortler撰写的一本关于三维计算机图形学的基础教程,由MIT Press在2012年出版。本书旨在引导读者进入3D图形的世界,涵盖了从基本的线性代数到复杂的3D变换、坐标框架以及OpenGL的应用等多个关键概念。" 在3D计算机图形学中,基础的知识点包括: 1. **OpenGL**:OpenGL是一种跨语言、跨平台的编程接口,用于渲染2D、3D矢量图形。它是开发3D应用程序的常用工具,提供了一套标准的函数库,用于处理图形硬件。 2. **线性代数**:3D图形学离不开线性代数,它包括了向量、坐标向量、基、线性变换和3x3矩阵等概念。向量用于表示方向和大小,而坐标向量是在特定基下的点的表示。线性变换如旋转、缩放和投影,通过3x3矩阵进行描述。 3. **仿射变换**:仿射变换是3D空间中的重要概念,涉及点和帧、4x4矩阵、线性变换应用到点上、平移、组合变换以及法线。点和帧的概念用于描述物体的位置和方向,4x4矩阵则能更全面地表达3D变换,包括平移部分。 4. **坐标框架**:理解世界坐标、对象坐标和眼睛坐标框架是图形学的关键。这些不同的坐标系统帮助我们定位和转换物体,以便于在屏幕上正确显示。 5. **层次结构**:在3D图形中,对象常常被组织成层次结构,使得复杂的场景可以通过对单个对象的变换来简化处理。这有助于管理大量几何数据,并实现动画效果。 6. **Hello World 3D**:学习3D图形的第一步通常是编写一个简单的程序,展示如何在屏幕上绘制3D形状。这涉及到坐标和矩阵的使用,顶点着色器的编写,以及了解渲染管线的工作流程。 本书详细介绍了这些基础知识,是学习3D计算机图形学的理想起点,适合对3D图形感兴趣的初学者和开发者。通过阅读和实践书中的示例,读者可以建立起对3D图形学的深入理解和应用能力。
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