01 - 导论课
唉,投了几家公司都是简历挂,我学的东西还是太少了。。。
课程简介
这门课是什么
实时高质量渲染(Real-Time High Quality Rendering):
- 实时:不小于30FPS,对于VR/AR来说不小于90FPS。而对于交互渲染(Interactive Rendering)来说,每秒几帧就够了。
- 高质量:要求真实感,在物理上近似正确。
- 渲染:将3D物体通过计算光照等模拟生成图片的过程。
PS:实时渲染和离线渲染是图形学的两个分支。
这门课讲什么
主要讨论四个话题:
- 阴影
- 全局光照
- 基于物理的着色
- 光线追踪
还有工业界对这些话题的解决方案。
为什么要学这门课
Computer Graphics is AWESOME!
这门课该怎么学
- 学术界
工业界。工业界负责把学术界产生的成果转换为实用的工业技术,在RTR方面,工业界领先于学术界(尤其是游戏行业)。 - RTR = 快且近似的离线渲染 + 系统性工程,想学好RTR一定要多学代码实践。
- 查看课程官网信息,阅读辅助资料。
正片
背景
要渲染有照片级真实感(Photorealistic)的图片,需要经过复杂的计算。这些精确计算导致渲染1帧要花费很久的时间,而这就是离线渲染。
实时渲染则让计算结果近似正确即可,追求极致的性能。
实时渲染发展史
早期(1982)人们在OpenGL中实现可交互的渲染,主要关注几何处理和纹理映射。
在20多年前,3D可交互渲染进入游戏行业(FF7, CS),开始用OpenGL和DirectX处理简单纹理映射和假阴影。
在那之后的十年,由于可编程着色器的出现(2000),渲染技术突飞猛进,出现复杂的环境光、更真实的材质和软阴影技术。代表作:刺客信条2(2009),生化危机5(2009)。
如今的实时渲染已经可以以假乱真了,并且实时渲染也延伸到了其他领域中,如VR、电影业等。
技术发展里程碑
在20年前诞生的可编程图形硬件:
在15年前预计算方法(Precomputation-based methods)出现,由球面谐波函数(Spherical Harmonics)等技术引领发展:
在8-10年前的可交互性光线追踪,在GPU上用低采样率得到结果,然后后处理做一次降噪(CUDA + OptiX):
参考资料
- GAMES202: 高质量实时渲染 (ucsb.edu)