Graphische Datenverarbeitung Ⅰ 学习笔记
作者：互联网
1. Pipeline
1.1 Graphische Primitive
1.2 Model and View Transform
1.3 Vertex Shading
1.4 Clipping
1.5 总结 Die 3D Graphikpipeline – Geometrie
1.6 Triangle Setup
Scanline 8: 和图形交点横坐标x的值
1.7 Triangle Traversal (Scan Conversion)
1.8 Merging
使用两个Back Buffer，第一个Back Buffer用来和Front Buffer交换最新且已完成的渲染的数据，第二个Back Buffer用于渲染
1.9 总结 Die Graphikpipeline - Rasterisierung
1.10 OpenGL 4.2 Pipeline
2. input
2.1 Abtastung Realer Objekte Verarbeitungsschritte
2.2 Taxonomie: Erzeugung von Tiefenbildern
2.3 Taxonomie: Erzeugung von Tiefenbildern (2)
2.4 Vor- und Nachteile Optischer Verfahren
2.5 Optische Triangulation
2.6 Epipolargeometrie
2.7 Aktive Optische Triangulation
2.8 Praktische Probleme optischer Triangulation
2.9 Verdeckungen
2.10 Triangulation – Streifenprojektionsverfahren
2.11 Prinzip der Streifenprojektion
2.12 Streifenprojektionsverfahren (schwarz/weiss)
S:Schwarz; W:Weiss
2.13 Tiefenbestimmung mittels Time of Flight
2.14 Tiefenbestimmung mittels Time of Flight
3. Transformation
3.1 Koordinaten & Koordinatensysteme
3.2 Vektorräume
3.3 Affine Unterräume
3.4 Affine Unterräume, Beispiele
3.5 Affinkombinationen und Baryzentrische Koordinaten
A(\(\Delta\)())表示面积
3.6 Baryzentrische Koordinaten
3.7 Konvexe Hülle
比值符号应该是|
3.8 Lineare Abbildung
3.9 Skalierung
3.10 Rotation
3.11 Scherung
(https://blog.csdn.net/zhangphil/article/details/102476505)
3.12 Transformation der Normalen
法向量的Transformation需要乘以矩阵逆的转置
3.13 Affine Abbildung
3.14 Eigenschaften Affiner Abbildungen
3.15 Homogene Koordinaten
3.16 Affine Abbildungen & homogene Koordinaten
3.18 Translation (echt affine Abbildung)
3.19 Rotation um eine beliebige (Ursprungs)Achse
3.20 Berechnung einer Orthonormal-Basis
3.21 Rotation um beliebige Achse
3.22 Rotation um beliebigen Punkt
4. space
4.1 Räumliche Datenstrukturen, Klassifikation
4.2 Hüllkörper (Bounding Volumes)
4.3 Zusammengesetzte Hüllkörper
4.4 Hüllkörperhierarchien (BVH)
4.5 Occlusion Culling – Beispiel
4.6 Bounding Volumes
4.7 Räumliche Aufteilung
4.8 Hüllkörperhierarchien – Konstruktion
4.9 Schnitt-Test für einfache Hüllkörper
4.10 Raumunterteilungen – Reguläre Gitter: z.B. achsenparallel
4.11 Raumunterteilungen Schwierigkeiten des Octree
4.12 Raumunterteilungen Kd Tree = flexiblere Variante der Octree-Idee
4.13 Raumunterteilungen optimale räumliche Datenstrukturen
4.14 Raumunterteilungen Binary Space Partion (BSP)
4.15 Aufbau eines BSP-Trees
4.16 Binary Space Partion (BSP) Durchlaufstrategien (allgemeine Traversierung)
4.17 Binary Space Partion (BSP) Geometrie-Traversierung
BSP几何遍历是指先右根左遍历再对子树左根右遍历。
4.18 Hierarchische Raumunterteilungen Zusammenfassung
4.19 Hüllkörperhierarchie versus Hierarchische Raumunterteilung
4.20 Räumliche Datenstrukturen, Vergleich
4.21 Szenengraph
4.22 Szenengraph Struktur, graphentheoretischer Blickwinkel
4.23 Szenengraph, Sichten
4.24 Szenengraph, Allgemeinere Konstruktion
4.25 OpenSG, Besonderheiten
4.26 Design & Knotentypisierung in OpenSG
4.27 OpenSG Einige Gruppenknoten
4.28 Billboards
4.29 DistanceLOD (Level of Detail)
4.30 Distance LOD, Prinzip
4.31 Distance LOD, Strategien
4.32 OpenSG, Light
4.33 Szenengraph ermöglicht effizientes Rendering
4.34 总结
5. projection
5.1 Homogene Koordinaten
5.2 Projektiver Raum
5.3 Homogene Koordinaten (n=4)
5.4 Einbettung
5.5 Zentralprojektion
5.6 Projektive Fernpunkte \([x,y,z,0]^{T}\)
5.7 Besonderheiten
5.8 Projektive Abbildungen und Matrizen
p和\(t^{T}\)是分块矩阵，等于号上面加个感叹号表示 希望它等于
5.9 Gliederung
5.10 Taxonomie
5.11 Projektive Abbildungen- Eigenschaften
5.12 Perspektivische und parallele Projektionen
5.13 Parallele Projektion
5.14 Rechtwinklige, parallele Projektion
5.15 Parallele Projektion – Hauptriß
5.16 Perspektivische Projektion
5.17 Eigenschaften & Beobachtungen
5.18 Sichtbarkeitsbereich
5.19 Vertigo-Effekt
5.20 Perspektivische Projektion
上式化简同除\(\frac{-z}{n}\)为什么相等？？？
5.20 Perspektivische Projektion Eigenschaften
为什么\((0,0,-z,0)^{T}\)可以推出\((0,0,-f-n,1)^{T}\)，-f-n从哪来的？？？
5.21 Projektionsbeispiel mit Hilfsgeraden
5.22 Perspektivische Projektion nachfolgende Transformation auf KSV
为什么最后的结果要乘n？？？
5.23 Neuer z-Wert
5.24 Tiefenwerte im kanonischen Sichtvolumen Auswirkungen der clipping planes n und f
5.25 Z-Buffer-Test in der merging-Phase
5.26 Perspektivische Transformation - allgemeine Situation
5.27 Viewport Transformation
5.28 Geometrieverarbeitung - Zusammenfassung und OpenGL
6. clipping and culling
6.1 Wdh. Culling – Überblick
6.2 Backface Culling
6.3 Backface Culling – Berechnung
6.4 Back & Frontface Culling in OpenGL
6.5 Anwendung Back & Frontface Culling
6.6 Clipping (Abschneiden / Ausschnitt)
6.7 Artefakte vermeiden
6.8 Wrap-around Problematik
6.9 w-Clip
6.10 Clipping – Grundidee
6.11 2D-Clipping (Liniensegment gegen Halbraum)
为什么E(P) = n\(\cdot\)(P-\(Q_{1}\)) = n\(\cdot\)P - n\(\cdot\)\(Q_{1}\) ???
6.12 2D-Clipping
5.13 Cohen-Sutherland-Algorithmus (CSA)
6.14 CSA: 2D-Clipping am Rechteck
6.15 CSA: Tests
6.16 CSA: kein einfacher Ausschluss
6.17 CSA: kein trivialer Ausschluss
6.18 CSA: 2D-Clipping am Dreieck
6.19 Cohen-Sutherland-Algorithmus Verallgemeinerungen
6.20 2D-Polygon-Clipping Idee: Sutherland-Hodgman-Algorithmus (SHA)
6.21 SHA: Beispiel
7. Light
7.1 Farbe & Licht
7.2 Spektrum des sichtbaren Lichtes
7.3 Tristimulus-System: Additive Farbmischung
7.4 Erstes Graßmannsches Gesetz & Farbraum
7.5 Technisches Farbmodell: RGB
7.6 Licht als „Lichtstrahlen“
7.7 Materialien und Reflexionsmodelle - Beispiele
7.8 Ambiente Beleuchtung (0D)
7.9 Ideal diffuse Reflexion (1D)
E是入射强度
7.10 Ideal spiegelnde Reflexion
为什么垂直距离是(L\(\cdot\)N)\(\cdot\)N
7.11 Spekulare Reflexion
7.12 Reflexionsmodell von Phong (2D)
7.13 Wirkung des Shininess-Faktor
7.14 Reflexionsmodell von Blinn-Phong
7.15 Kombination der Beleuchtungsmodelle
7.16 BRDF (4D)
7.17 Isotropic BRDF (3D)
7.18 Spatially Varying BRDF (6D)
7.19 BSSRDF (8D)
7.20 Scattering Function (9D)
7.21 Allgemeines Reflexionsmodell (12D)
7.22 Flat Shading (GL_FLAT)
7.23 Gouraud Shading (GL_SMOOTH)
7.24 Probleme von Gouraud Shading
7.25 Phong Shading
7.26 Beleuchtung mit mehreren Lichtquellen
7.27 Cook-Torrance Modell
7.28 Bestimmung von BRDF-Parametern
7.29 Zusammenfassung
8. Raytracing
8.1 Rasterisierung
8.2 Ray Tracing
8.3 Grundschritte
8.4 Beschreibung eines Strahls
8.5 Ray Tracing-Pipeline4
8.6 Ray Tracing Varianten
8.7 Rendergleichung (Rendering Equation)
8.8 Echtzeit Ray Tracing
8.9 Beschleunigungsmöglichkeiten
8.10 Beispiel: Bounding Volume Hierarchie
8.11 Ray Tracing - Dualität
8.12 Photon Mapping Beispiel
8.13 Photon Map
8.14 Anti-Aliasing auf der Pixel-Ebene
8.15 Simulation von Gloss und Translucency
8.16 Anti-Aliasing der Reflexion
8.17 Vollständiges Anti-Aliasing
8.18 Approximation der Integrale
8.19 Monte Carlo-Integration
8.20 OO-RT: Relation between classes
9. Texture
9.1 Texturen – Motivation
9.2 Prinzipielle Vorgehensweise & Einordnung
9.3 Non-Parametric Texture Mapping
9.4 Parametric Texture Mapping
9.5 Texture Mapping(纹理映射)
9.6 Texture Mapping – Formal
9.7 Texture Mapping – in der Praxis
9.8 Two-Part Mapping
9.9 Box-Mapping
9.10 Zylinder-Mapping
9.11 Kugel-Mapping
为什么是三角函数的-1次方？？
9.12 3D-Texturen
9.13 Diskrete & Prozedurale Texturen
9.14 Beispiel: prozedurale 3D-Textur
9.15 Rekonstruktion aus diskreten Texturen
![].(https://www.icode9.com/i/l/?n=20&i=blog/1201453/202102/1201453-20210220071415857-927720861.png)
9.16 Texturwiederholung
9.17 Kachelung
9.18 Texturwiederholung und Synthese
9.19 Generelle Probleme diskreter Texturen
9.20 Problem: Perspektive
9.21 Problem: Abtastfehler
9.22 Motivation für Filterung
9.23 Footprint
9.24 Filterungsmethoden zur Minifikation
9.25 Mip-Mapping
9.26 Mip-Mapping Beispiel
9.27 Bestimmung des Mip-Map-Levels
9.28 Mip-Mapping und Trilineare Interpolation
9.29 Beispiel bilineare Interpolation
9.30 Besser: trilineare Interpolation
9.31 Diskrete Texturen – Anisotropie
9.32 Footprint-Assembly (FPA)
9.33 Summed Area Tables (SAT)
9.34 Summed Area Tables
9.35 Summed Area Tables: Mittelwerte
.9.36 Tunneltest
9.37 Texturierung in der Rasterisierung?
仿射变换为什么是斜的？？？
9.38 Texturierung in der Rasterisierung
9.39 Anpassung der Textur-Parameter
9.40 Texturierung in der Rasterisierung
怎么化简的？？？
9.41 Korrektur von anderen Attributen?
9.42 Über Bilder hinaus
9.43 Bump Mapping
9.44 Parallax Mapping
9.45 Parallax Mapping Beispiele
9.46 Displacement Mapping (Cook 1984)
9.47 View-dependent Displacement Mapping
9.48 Displacement Mapping Beispiel
9.49 Bump vs Parallax vs Displacement Mapping
9.50 Environment Mapping
9.51 Environment Mapping - Auswertung
9.52 Zusammenfassung
10. raster
10.1 3D Graphik-Pipeline
10.2 Übergang zur Rasterisierung: Screen Mapping
10.3 Screen Mapping
10.4 Fließkommazahlen und ganze Zahlen
10.5 Übersicht Rasterisierung
10.6 Triangle Setup
10.7 Triangle Traversal (Scan Conversion)
10.8 Scan Conversion
10.9 Rasterisierung von Linien Differential Digital Analyzer (DDA)
10.10 Rasterisierung von Linien Bresenham-Algorithmus (1965)
为什么是2dy和2dy-2dx
10.11 Rasterisierung von Linien Mittelpunkt-BA
10.12 Rasterisierung von Polygonen
10.13 Problem: Aliasing – Abtasttheorie
10.14 Alias- und Treppen-Effekt
10.15 Antialiasing
10.16 Antialiasing: Supersampling
10.17 Multisample Antialiasing (MSAA)
10.18 Sampling Masken
10.19 Vergleich: ordered und rotated grid
10.20 Mehrfachverwendung von Samples
10.21 Jitter Pattern
10.22 Pixel Shading
10.23 Shading Beispiel – Distance Falloff
10.24 Shading Beispiel – Lens Flare (Blendenflecke)
10.25 Merging
10.26 Sichtbarkeit
10.27 Painters Algorithmus
10.28 z-Buffer
10.29 Merging
11. radiosity
11.1 Wiederholung: globale Beleuchtung
11.2 Bedeutung von diffuser Interreflexion
11.3 Radiosity
11.4 Radiometrische Größen
11.5 Raumwinkel
11.6 Differentieller Raumwinkel
11.7 Rendering Equation mit diffuser Reflexion
11.8 Finite Elemente Methode
11.9 FE-Methode Beispiel
11.10 Formfaktor
11.11 FF-Eigenschaften
11.12 Berechnung des Formfaktors
11.13 Nusselt‘s Analogon
11.14 Hemicube
11.15 Monte Carlo Integration
11.16 Radiosity-Matrix
11.17 Diagonaldominanz
11.18 Gauss-Seidel Iteration
11.19 Rekonstruktion
11.20 Radiosity Texture
11.21 Beispiel Radiosity-Textures
11.22 Texturen
11.23 Progressive Refinement
11.24 Der ambiente Term
11.25 Ambiente Korrektur
11.26 Hierarchischer Ansatz
11.27 Adaptive Unterteilung
11.28 Hierarchical Radiosity
11.29 Hierarchische Unterteilung
11.30 Rekursiver Algorithmus
11.31 Das Orakel
11.32 Energieverteilung
11.33 BF-Refinement
11.34 Laufzeitüberlegung
12. shadows
12.1 Schatten
12.2 Wozu Schatten?
12.3 Definitionen
12.4 Harte und weiche Schatten
12.5 Ungenaue Schatten
12.6 Einfacher Trick bei statischen Szenen: Schatten in einer Textur speichern
12.7 Schatten in der GDV
12.8 Shadow Map
12.9 Vor- und Nachteile
12.10 Self-shadow aliasing
12.11 Treppeneffekt
12.12 Treppeneffekt verringern
12.13 Schatten in der GDV
12.14 Shadow Volumes
12.15 Shadow Volumes benutzen
12.16 Wiederholung Stencil Buffer
12.17 Shadow Volumes mit Stencil Buffer
12.18 Probleme von Shadow Volumes
12.19 z-pass und z-fail
12.20 Trick mit dem Unendlichen
12.21 Auswirkungen
12.22 Merging Volumes
12.23 Silhouettenkanten
12.24 Vor- und Nachteile von Shadow Volumes
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