本课程将深入探讨 Source Engine 背后的图形学原理以及实现技术。我们将从基础数学入手,逐步深入到渲染管线、光照模型以及着色技术,解析经典游戏引擎如何构建逼真的虚拟世界,并掌握一些图形开发的基本工具和思想。
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| Lecture | 主题 | 细节 |
|---|---|---|
| 1 | 数学基础 Mathematics |
笛卡尔(Cartesian)坐标、向量、矩阵、线性映射、线性变换、仿射变换、齐次坐标 |
| 2 | 颜色 Color |
颜色表示:减色法模型、CMYK、加色法模型、RGB、颜色空间(color space)、格拉斯曼定律(Grassman's Law)、对颜色的线性操作、高动态范围(HDR)、标准动态范围(SDR)、线性空间、γ 空间、色调映射(Tone Mapping) |
| 3 | 渲染管线与图形处理器 Pipeline & GPU |
CPU 阶段、顶点着色阶段、光栅化阶段、像素着色阶段、混合阶段、GPU 架构、并行优化、内存模型、实例化渲染、《半条命 2》时代的现状 |
| 4 | 纹理与材质 Texturing & Material |
纹理映射(Texture Mapping)、纹理过滤(Texture Filtering)、反照率(Albedo / Diffuse Color)、法线(Normal Map)、环境图(Env Map) |
| 5 | 光照 I Lighting I |
方向光、点光、环境光、面光;漫反射(Diffuse)、Half-Lambertian 表面模型、粗糙反射(Glossy)、高光反射(Specular)、Phong 表面模型、镜面反射(Mirror)、Blinn-Phong 模型、传统经验模型与 PBR 模型、基于物理渲染(Physically-Based Rendering) |
| 6 | 光照 II Lighting II |
光能传播机制、渲染方程(The Rendering Equation)、直接光照(Direct Lighting)、间接光照(Indirect Lighting)、全局光照(Global Illumination)、Valve Radiosity(VRAD)、辐射度法线贴图(Radiosity Normal Map)、环境立方体(Ambient Cube) |
| 7 | 着色 Shading |
着色(Shading)与光照(Lighting)、着色频率:逐面着色(Flat Shading)、逐顶点着色(Gouraud Shading)、逐像素着色(Phong Shading) |
| 8 | 其它话题 Miscs |
抗锯齿(SSAA、MSAA、FXAA、TAA 等)、后处理(Post-processing)管线、社区增强作品、RTX Remix 等等 |