图形学自学任务

  1. 定义基于左手坐标系的三维数据类型,包括:点(Vector)、变换矩阵(Transform
    Matrix)。注意点和矩阵的维数,选择不同的维数会需要后面实现不同的计算方法。

  2. 定义自己的三维模型数据表示:顶点(Vertex)、Camera和三角形(Triangle)。

  3. 实现自己的三维数据操作方法,包括:矢量的加(+)、减(-)、点积(DotProduct)和插积(CrossProduct);矢量和矩阵的乘积(点和向量的坐标变换),并请理解各种运算的几何意义(例如矢量的减法相当于求两点间的位移矢量)。

  4. 实现自己的完整坐标变换算法,能够将三维空间中的某个点经过World
    Transform,View Transform,Project
    Transform后显示于屏幕之上,并理解各个变换的含义和存在的必要性。

  5. 实现自己的三角形线框显示算法,能够将三角形的各个顶点经过坐标变换后变换到屏幕坐标,并以连线的方式将三角形的各个边显示出来。要求连线不使用Windows
    API,而是利用自己的2D Line算法,例如:2DDA算法。

  6. 实现自己的光照算法(Gouraud光照模式),支持环境光(Ambient
    Light)和一个直射光(Directional
    Light),能够根据当前光照信息和顶点的法向正确计算屏幕上相应点的颜色,并利用(四)中使用的2D
    Line算法来画出颜色渐变的三角形的各个边。并请实现支持由多个三角行组成的物体的显示。

  7. 实现自己的Gouraud三角形着色算法,能够将(五)中的线框显示模式的三角形以Scanline方式进行填充,同时实现自己的深度缓冲功能,最终实现支持由多个三角形构成的物体的显示。

  8. 实现Texture Mapping的Gouraud三角形着色算法,实现纹理映射的Perspective
    Correction。

  9. 实现剪裁算法,以避免当物体超出屏幕范围时出现错误。

  10. 实现自己的Camera控制方法,可以在一定范围内调整Camera的位置和方向,以从不同方向观察由多个三角形组成的物体。

参考资料:

  1. 计算机图形学 (北大出版社)

请参考以下章节

第七章 7.8 三维几何变换

7.9 坐标系之间的变换

第八章 投影

第十一章 11.4 光栅系统中的颜色模型

第十二章 12.4 Z缓冲器算法

  1. Direct X 9 SDK Help

只需参考如下章节:

DirectX 9(C++)

DirectX Graphics

Programmer Guide

Using Direct3D

Transforms

Lights and Materials

Light Type

Rendering

Shading

对于以上章节中出现的同D3D相关的数据类型、函数请理解其同图形学相应数据和算法的对应关系即可。

原文地址:https://www.cnblogs.com/ezhar/p/14459139.html