图形学基础与GPU渲染实战

📚 共计 30 章节

图形学概述

计算机图形学定义、发展简史、应用领域（游戏、影视、VR/AR、科学可视化）

渲染管线入门

什么是渲染管线、固定管线 vs 可编程管线、顶点着色器、片元着色器

坐标系统与变换

模型坐标系、世界坐标系、视图坐标系、投影坐标系、MVP矩阵变换

光栅化与抗锯齿

光栅化原理、走样现象、SSAA、MSAA、FXAA抗锯齿技术

光栅抗锯齿

光照模型基础

环境光、漫反射、镜面反射、Blinn-Phong光照模型实现

纹理坐标、纹理过滤（最近邻、双线性、三线性）、Mipmap技术

深度测试与混合

深度缓冲原理、深度测试函数、Alpha混合、透明度排序

GPU架构基础

GPU并行计算模型、SM/CUDA核心、内存层次结构、带宽优化

OpenGL上下文创建、绘制三角形、VAO/VBO/EBO使用

着色器编程

GLSL语法、uniform变量、attribute变量、着色器编译与链接

摄像机系统

LookAt矩阵、自由摄像机实现、欧拉角与四元数

摄像机变换

PBR理论基础、BRDF、Cook-Torrance模型、IBL环境光照

阴影映射（Shadow Mapping）、PCF软阴影、CSM级联阴影

后处理特效

HDR、Bloom、色调映射、Gamma校正、颜色分级

后处理特效

粒子发射器、GPU粒子模拟、粒子生命周期管理、性能优化

骨骼层次结构、蒙皮矩阵、顶点混合、动画混合

计算着色器

Compute Shader基础、线程组与共享内存、GPGPU应用

G-Buffer构建、光照Pass、延迟渲染 vs 前向渲染

光线追踪基础、路径追踪、光子映射、实时GI技术

GPU调试与优化

RenderDoc使用、性能分析、Draw Call优化、LOD技术

高度图、几何Clipmap、视锥剔除、纹理Splatting

Gerster波、FFT海洋模拟、屏幕空间反射、焦散效果

体素数据、光线步进、传递函数、医学可视化应用

立体渲染、透镜畸变校正、注视点渲染、6DoF追踪

程序化生成

噪声函数（Perlin、Simplex）、地形生成、纹理合成

程序化噪声

GPU光线追踪

RTX技术、BVH加速结构、光线求交、降噪技术

光线追踪RTX

图形API进阶

Vulkan vs DirectX 12、显式API设计哲学、命令缓冲区

渲染引擎架构

ECS架构、渲染队列、资源管理、多线程渲染

移动端渲染优化

Tiled-Based渲染、带宽优化、ES 3.1特性、功耗控制

NeRF、3D Gaussian Splatting、AI辅助渲染、实时路径追踪