在屏幕上画出一个实心三角形.
相较于hw1,多了一些内容,需要好好看下框架.

判断$(x,y)$对应的pixel否在三角形内部.

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static bool insideTriangle(int x, int y, const Vector3f* _v)

{
    // TODO : Implement this function to check if the point (x, y) is inside the triangle represented by _v[0], _v[1], _v[2]
    Vector2f vertex2p[3], vertex2vertex[3];
    int i;
    //储存顶点到测试点的向量
    for (i = 0;i < 3;i++) {
        vertex2p[i] << x - _v[i].x(), y - _v[i].y();
    }
    //储存顶点到顶点之间的向量
    for (i = 0;i < 3;i++) {
        vertex2vertex[i] << _v[(i + 1) % 3].x() - _v[i].x(), _v[(i + 1) % 3].y() - _v[i].y();
    }
    //计算叉乘法.
    int result[3];
    for (i = 0;i < 3;i++) {
        result[i] = vertex2vertex[i].x()*vertex2p[i].y()
                            -vertex2vertex[i].y()*vertex2p[i].x();
    }
    if(result[0]>0 && result[1]>0 && result[2]>0){
        return true;
    }
    else if(result[0]<0 && result[1]<0 && result[2]<0){
        return true;
    }
    else{
        return false;
    }

}

先限定下founding box范围,提高效率

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void rst::rasterizer::rasterize_triangle(const Triangle& t) {
    auto v = t.toVector4();

    // TODO : Find out the bounding box of current triangle.
    // iterate through the pixel and find if the current pixel is inside the triangle
    float xmin,ymin,xmax,ymax;
    xmin=std::min(std::min(v[0].x(),v[1].x()),v[2].x());
    ymin=std::min(std::min(v[0].y(),v[1].y()),v[2].y());
    xmax=std::max(std::max(v[0].x(),v[1].x()),v[2].x());
    ymax=std::max(std::max(v[0].y(),v[1].y()),v[2].y());
    xmin=std::floor(xmin);
    xmax=std::ceil(xmax);
    ymin=std::floor(ymin);
    ymax=std::ceil(ymax);
    
    for(int x=xmin;x<=xmax;x++){
        for(int y=ymin;y<=ymax;y++){
            if(insideTriangle(x+0.5,y+0.5,t.v)){
                // If so, use the following code to get the interpolated z value.
                auto[alpha, beta, gamma] = computeBarycentric2D(x, y, t.v);
                float w_reciprocal = 1.0/(alpha / v[0].w() + beta / v[1].w() + gamma / v[2].w());
                float z_interpolated = alpha * v[0].z() / v[0].w() + beta * v[1].z() / v[1].w() + gamma * v[2].z() / v[2].w();
                z_interpolated *= w_reciprocal;
                    // TODO : set the current pixel (use the set_pixel function) to the color of the triangle (use getColor function) if it should be painted.
                if (z_interpolated<depth_buf[get_index(x,y)]){
                    set_pixel(Vector3f(x,y,z_interpolated),t.getColor());
                    depth_buf[get_index(x,y)]=z_interpolated;
                }
            }
        }
    }

总的来说,hw1是比较简单的.
本次作业的任务是填写一个旋转矩阵和一个透视投影矩阵,只要记得上课时候给的公式,写进去就行.

• 旋转矩阵
  注意,cos,sin等,需要的参数为弧度制(rad),而不是角度制

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  Eigen::Matrix4f get_model_matrix(float rotation_angle) { Eigen::Matrix4f model = Eigen::Matrix4f::Identity(); // TODO: Implement this function // Create the model matrix for rotating the triangle around the Z axis. // Then return it. rotation_angle = rotation_angle / 180 * MY_PI; Eigen::Matrix4f rotate; rotate << cos(rotation_angle), -sin(rotation_angle), 0, 0, sin(rotation_angle), cos(rotation_angle), 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1; model = rotate * model; return model; }

先进行挤压,再进行正交投影得到结果

• persp2ortho

  • 透视投影到正交投影的变化矩阵

• ortho

  • 正交矩阵
    projection = ortho * persp2ortho * projection;

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    Eigen::Matrix4f get_projection_matrix(float eye_fov, float aspect_ratio, float zNear, float zFar) { // Students will implement this function Eigen::Matrix4f projection = Eigen::Matrix4f::Identity(); // TODO: Implement this function // Create the projection matrix for the given parameters. // Then return it. Eigen::Matrix4f persp2ortho = Eigen::Matrix4f::Identity(); Eigen::Matrix4f ortho = Eigen::Matrix4f::Identity(); float top = abs(zNear) * tan(eye_fov / 2 / 180 * MY_PI); float bottom = -top; float right = top * aspect_ratio; float left = -right; persp2ortho << zNear, 0, 0, 0, 0, zNear, 0, 0, 0, 0, zNear + zFar, -zNear * zFar, 0, 0, 1, 0; ortho << 2 / (right - left), 0, 0, -(right + left) / (right - left), 0, 2 / (top - bottom), 0, -(top + bottom) / (top - bottom), 0, 0, 2 / (zNear - zFar), -(zNear + zFar) / (zNear - zFar), 0, 0, 0, 1; projection = ortho * persp2ortho * projection; return projection; }

最后得到的结果与官方答案不同,图形倒转了.这是zNear值导致的.
根据课上的内容,看向的是Z轴负半轴,Z<0; 而代码中,看向Z正半轴,Z>0;

小问题懒得修改了.

顺便学习了一下cmake的相关知识
[[07archive/tech/cmake|cmake]]

Lec1 课程介绍

GAMES:Graphics And Mixed Environment Symposium

101偏渲染
201偏动画
102偏建模

图像是由像素表达的离散的点
图形是具有数学表达的几何对象,矢量图

光栅化

文字都是矢量图,不论怎么放大都是清晰的
储存的是点线的坐标,在经过重新计算之后,会清晰的呈现出来

渲染

光的计算科学

1. 光源
2. 几何
3. 纹理
4. 材质

仿真

环境配置

难绷,论坛上给的虚拟机是ubuntu18 并且是virtual box的版本.
想用vmware虚拟机跑.将vdi格式转化为vmdk,并创建对应的虚拟机.
问题在于VMware tools安装失败.每次安装完成之后,再reboot,就会变成没有VMware tools…搞不懂.
还是在windows上配置环境算了…

看了下windows配置eigen和opencv有点麻烦,选择换成虚拟机ubuntu20.04LTS自己配置

更新
breaking news!
官方给的虚拟机,转换为vmware之后,vmwaretools安装成功了…
直接用就行了.配置环境结束.

ubuntu具体设置

参考

遇上vscode编译时候报错

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/usr/bin/gcc -fdiagnostics-color=always -g /home/l4rk/games101/pa0.c -o /home/l4rk/games101/pa0 /usr/bin/ld: /tmp/ccjPHxdQ.o: in function `main': /home/l4rk/games101/pa0.c:6: undefined reference to `sin' collect2: error: ld returned 1 exit status

Lec1 overview of Computer Graphic

判断游戏画面水平如何
可以去看画面的明暗.亮的,一般都是采用了全局光照技术.从技术层面来看更加优秀

特效是最简单的图形学技术应用
特效是特殊的效果.在平常生活中见得很少,即使特效出错,观众不一定看得出来.而对日常东西的渲染更为困难

Visualization
Virtual Reality
Digital Illustration数字图像处理
Simulation
Graphic User Interface
Typography矢量字体?

• course topic
  • Rasterazation
  • Curves and Meshes
  • Ray Tracing
  • Animation / Simulation

CG与CV
一切需要理解,猜测的都是计算机视觉的内容.
no clear boundaries

Lec2 Review of Linear Algebra

A Swift and Brutal Introduction to Linear Algebra

Vectors

$\vec {a}$ 或者$\boldsymbol {a}$