前言 想要得到一个漂亮准确的场景渲染效果，不只需要物理正确的全局照明算法，也要了解现实中各种物体的表面外观和在图形学中的模拟方式，而物体的外观就是物体材质的外在表现，因此本文就介绍一下现实中存在的各种类型的材质以及内在的原理。   材质==BRDF 思考一下，在计算机图形学中，材质是什么？ 材质就是光线在物体表面的反射……

前言 前文介绍了基于物理渲染的基础知识，包括辐射度量学、BRDF以及渲染方程，但并没有给出解渲染方程的方法，或者说如何通过该渲染方程计算出屏幕上每一个坐标的像素值。 本文就介绍通过蒙特卡洛路径追踪来解渲染方程的方法。   蒙特卡洛积分(Monte Carlo Integration) 首先看下面的图，如何去求……

前言 前面两篇文章介绍了whited-style光线追踪模型，虽然可以得到不错的光照效果，但显然它依然不是物理准确的模型，原因如下： 光线亮度只是简单的数值，没有物理意义上的单位，而现实中光线的亮度是用特定的亮度单位表示的。 在计算着色时，使用了Blinn-Phong模型，而Blinn-Phong模型本身就是一个不准确……

前言 前文说了Whitted-style光线追踪技术的原理以及光线与平面的交点计算方式，对于现在应用最广的Polygon Mesh显式曲面来说，一个复杂场景中的多边形面总数可能达到千万甚至亿万以上，如果每个光线都和场景中每个平面进行求交点计算，那么会进行像素数量 x 光线弹射次数 x 多边形平面数量次光线与平面交点计算……

前言 前面几篇中说到的光栅化技术是一种速度很快但近似、有偏差的渲染方法，但实际使用中存在难以处理的问题，光栅化技术只能处理直接光照，不能很好地去表示软阴影（Soft Shadow）、光泽反射（Glossy Reflection）和间接照明（Indirect Illumination）等全局光照效果。 而随着计算机硬件性……

前言 曲面细分是指将一个模型的面合理的分成更多小的面并相应调整位置，从而得到更加平滑的模型，通过更高的模型精度提升渲染效果。 曲面简化是指将一个模型的面合理的合并成更少的面，从而在保证模型整体结构的同时降低模型精度，在特定情形下加快渲染速度使用(如通过LOD技术减少远处的复杂模型参与渲染计算的面数)。 除了细分与简化之……

前言 贝塞尔曲线(Bézier Curves)，从名字就可以看出不是英文名词，是一个法国工程师皮埃尔·贝济埃（Pierre Bézier）广泛发表，用于设计汽车车身曲面的算法。 贝塞尔曲线有着很多特殊的性质，在图形设计和路径规划中应用都非常广泛，贝塞尔曲线完全由其控制点决定其形状,　ｎ个控制点对应着ｎ－１阶的贝塞尔曲线……

前言 几何形体是计算机图形学当中十分重要的一部分内容，如何表示好人物、景物、建筑等各种各样的模型是几何部分的主要研究内容之一。本文主要介绍隐式曲面和显式曲面的特点，以及二者分类之下各自主要的几何表现形式。   隐式曲面(Implicit Surface) 所谓隐式曲面指的是并不会具体表示任何点的信息，只会给出该曲面上所……