计算机图形学入门Gossip学习笔记

From Gossip@caterpillar

非關語言: 電腦圖學入門

電腦圖學（Computer Graphics）是資料結構、演算法與數學的應用，要深入瞭解的話，是個可以作為一生研究的領域，然而基礎的電腦圖學是某些從事資訊行業的人所不可少的，這並不專指程式設計人員，也包括了3D繪圖與動畫設計人員。

這邊的文件是我學習電腦圖學時的一些心得，也是入門電腦圖學的基礎，對於一些基本的2D或3D繪圖需求應該也足以應付，為了展現一些成果及部份的程式設計實作，使用了Java Applet來展現，當然，與資料結構及演算法一樣，電腦圖學與程式語言沒有絕對相關性。

座標系統 學習圖學的第一步，就是先瞭解物體在二維平面與三維空間中如何定義位置，然後瞭解在二維螢幕上，電腦如何處理每個點的繪製。 二維座標系 繪圖座標系 基本的二維座標轉換 太空船座標旋轉 三維座標系 創造物體的遠近感（透視） 三維直角座標之繞軸旋轉 齊次座標 四元數與旋轉 向量運算 函式圖形繪製 頂點配置 無論是二維或是三維繪製，頂點的使用是一個重要的課題，如何定義各類圖象的頂點，以在節省記憶體與效能之間取得平衡，一直是值得研究的對象。 頂點索引陣列 無索引頂點陣列 正多面體頂點 水晶球頂點 旋轉體、錐狀體、柱狀體頂點 深度處理 三維世界中的有遠近，近的物體遮蓋遠的物體，深度的判斷除了簡單的遮蓋作用之外，對於隱藏面就省去不畫，節省計算資源。 畫家深度排序 平面法線判定法 曲面法線判定法 最大最小法 Z Buffer法 色彩 有時您以為顏色一樣，其實根本不一樣，色彩的一些細微變化，有時足以影響整個構圖的感覺。 色彩簡介 色譜簡介 表面的受光 遞迴繪圖 對於一些複雜的幾何圖形，您可以研究出其遞迴規律並使用程式簡單的運行，即可構造出複雜的圖案，自然界中的某些物體常存在這類的遞迴規律。 二維海龜繪圖法 三維海龜繪圖法 科赫曲線 樹木曲線 蕨葉曲線 雪花曲線 龍形曲線 十字繡曲線  樹林與倒影 動畫 可以寫些動畫來自娛總是令學習的過程有趣一些，這邊介紹幾個動畫入門，您可以結合之前的主題自行實作一些簡單的動畫。 動畫簡介 動畫程式骨架 雙緩衝區繪圖 畫框檔案管理 背景、地圖 遊戲製作中幾個簡單的地圖製作以及障礙物的處理其實並不困難，透過下面的幾個主題，您可以稍微瞭解一下製作的原理。 捲軸背景 平面地圖 斜角地圖 迷宮（斜角地圖實例） 粒子系統 自然界中的一些粒子運動看似複雜，其實每個例子有其獨立的狀態，透過對狀態的模擬與包裝，您也可以模擬出一些自然界的粒子運動。 煙火 煙粒子 煙火與煙