圖形系統目前的硬體和軟體組成, 分形幾何,光線追蹤,樣條,光照模型,表面繪制,計算機動畫,虛拟現實,圖形算法的并行實作, 反走樣,超二次曲面,BSP樹,粒子系統,基于實體的模組化,科學計算可視化,輻射度, 凹凸映射和變形。 擴充的内容有: 動畫,對象表示,三維觀察流水線,光照模型,表面繪制技術和紋理映射。 具備OPENGL圖形子程式,提供了裝置無關的函數集合。OPENGL輔助庫則處理輸入輸出裝置。 ===== 現在的問題是:對于圖形處理算法,典型的圖像顯示運算處理技術,典型的研究圖形處理研究熱點,還很膚淺。 下面要談的内容,基本上屬于吃老本。 === 關于<計算機圖形學>提到的“光線追蹤,光照模型,表面繪制”,涉及到圖形的問題,有哪些呢? 1、結構資料。友善描述。複雜實體的結構,非常複雜,隻能模拟。是以,常見的計算機動畫電影中的圖像,虛拟實體顯得不真實。 2、也就是說,要用同一個資料集合重複繪制出運動的的實體,使其符合客觀世界的特征,是比較複雜的。 3、結構資料描述時,有相對坐标系。 4、大實體系統,由子系統組成。 5、繪制大的實體時,由子系統組成。什麼時候顯示,什麼顯示一部分,什麼時候顯示某幾部分等。 相對的,要進行隐藏操作,是一個隐藏操作集合。 6、實體之是以能夠顯示,是因為始終有光照。光照同樣是集合的概念。 7、實體的顯示與否,需要事先計算。這種方式,能獲得顯示效率和速度。 8、對于人工控制的運動和光照、感覺,顯示速度方面,是最難處理的。因為,不是根據預先确定的既定運動路線和程式,進行相應的顯示。 9、結構資料,是集合,每個屬性,又有相應的變化範圍。 10、結構資料,還可以增減屬性。 11、結構資料,就是描述待顯示系統中的各個圖形(這裡,主要針對有立體感的,受光照影響的,互相有光的影的各種虛拟實體)。 12、結構資料,其組織,目的是要便于繪制圖形。 13、打個比方,2000年以前,漢字的顯示,很多是采用點陣檔案。一個16*16象素的漢字,需要16行,16列,如果用黑白色顯示,每行的象素需要2個位元組,16行則需要32個位元組。 那樣,占用的存儲空間多(記憶體和硬碟),并且讀寫硬碟的時間加長,而且字型顯示效果不佳(主要指有鋸齒)。 後來,在WINDOWS 95系統中開始使用曲線字元,就是對于每個漢字,提取其字型特征屬性。 14、這種特征屬性的組織,比較費事和需要統一的标準。 15、現在市面上,某些特别設計的字庫,是單獨作商品賣的。可見字庫的設計不容易。 16、也提供一個資訊,WINDOWS是向特征字庫開放的。 17、由于WINDOWS是事實上的桌面作業系統,它對VR虛拟現實,又是怎樣支援的,可能需要全盤的了解和開拓計算能力。 === 對于虛拟實體系統,為友善圖形的繪制,應該怎樣組織呢? 1、不能盲目,要有組織。 2、希望繪制工具獨立于圖形資料。 3、由于虛拟實體的多樣性,繪制工具要有包容性,并且支援相容特性。 4、至少對于某個研究組織的虛拟實體處理系統,要有組織,有體系,成系統。 5、事先要進行論證,既不能包容所有的虛拟實體類型,也不能每個虛拟實體都要單獨處理。 6、虛拟實體整體的繪制效果要着重,而不在某些局部處理上花費過大的開銷。 7、整體處理效果最佳,和局部的優化處理相結合。這裡,圖形的優化問題,象<計算機圖形學>HEARN,BAKER第三版的書,在這方面強調了許多有益的原則,和一些典型基礎圖元的繪制算法,象繪制直線而使鋸齒最能容忍。 8、說句題外話,如果國内的計算機動畫電影都舍得花錢用,就可以說接近應用了。 至于國内網遊中的動畫,是仿三維的,效果實在不敢恭維。雖然,我還沒有仔細玩過哪怕一種。 但網吧還是去過不少次的,象在中南大學後街時,幾乎每天上網吧。 前面說過,搞過幾個通宵,下載下傳了3GB,6000多篇資訊安全方面的<中國知網http://www.cnki.net)的論文,包括優秀碩士論文和核心期刊論文。 再說,以前,1992年左右,玩過單機版的PRINCE OF PERSIN(波斯王子),畫面非常精美。這個遊戲也得過其國内的大獎。 9、繼續前面, 如果要國内都能夠用此開發的系統搞計算機動畫電影,一定要有幾個要求: -1、鑒于需要盡可能高效的計算,那麼,需要對繪圖用、模拟用、顯示用計算機的硬體進行深入的研究, 象有的CPU支援複雜高效的圖形處理指令。 -2、虛拟實體系統各部分,要協同工作,就相當于存在通信。 -3、要先計劃體系結構,構造出一般性和特殊性相結合的指令系統,和虛拟資料類型、組合資料類型。 -4、首先要考慮到現在的虛拟實體系統趨向于複雜化,并且面向現實世界。 -5、對于一個典型的比較複雜虛拟現實處理系統,需要有評估技術。這樣,對于VR-VIRTUAL REALITY系統的開發,才能做心中有數。 因為,複雜的圖形處理,可以簡單地了解,或者等價于由簡單的圖元單元組成。 但具體圖形處理運算技術,可能有交叉,即使是在同一個VR中,也可能需要主要系統自動選擇使用哪種圖形處理運算技術。 === 光線跟蹤問題 1、靜止的圖形,繪制一次,存儲(在顯示記憶體?還是相關的存儲區?),光照時,迅速顯示相關資料。 2、系統處于運動變化狀态時,圖形處理是進行有限的跟蹤,光照到的時候,顯示最近繪制的部分。 3、基本概念是圖像的實體處理是一幀一幀的,而為了計算機處理的速度能跟上,圖像的繪制(當光照沒有時,一幀幀繪制,但不顯示)類似,一屏一屏(顯示視窗的螢幕)地顯示。 4、先假定光是光柱,那麼,光線跟蹤的就是切面。 5、現在的了解,光線跟蹤是類似于探照燈的功能。 6、在VR中,可以使用它來了解虛拟實體的情況。好象可以通過人工控制燈源和方向、時間等。 |