Τα μαθήματά μας περιλαμβάνουν μια περίληψη στο τέλος κάθε κεφαλαίου, από την οποία μπορείτε να κατεβάσετε ένα PDF και να το εκτυπώσετε.

Πάνω από 2 εκατομμύρια μαθητές παγκοσμίως

Διαθέσιμο σε περισσότερες από 180 χώρες

Πιστοποιητικό έγκυρο στη χώρα σου

Αρχική σελίδα

...

Σεμινάριο Γραφικών Υπολογιστών

Όλα τα μαθήματα

Τέχνες, Σχεδιασμός και Επικοινωνία

Σχεδιασμός

Σεμινάριο Γραφικών Υπολογιστών

Για όλα τα επίπεδα

Σεμινάριο Γραφικών Υπολογιστών

4,8

Κατακτήστε κάθε επίπεδο γραφικών υπολογιστών, από αλγορίθμους ψηφιοποίησης και προγραμματισμό σκιαστών έως την ανίχνευση ακτίνων και τη φυσικά βασισμένη απόδοση. Αυτό το μάθημα σας δίνει το τεχνικό βάθος και τις πρακτικές δεξιότητες που χρησιμοποιούν πραγματικά οι μηχανικοί γραφικών σε παιχνίδια, ταινίες και προσομοιώσεις. Είτε στοχεύετε σε έναν ρόλο προγραμματισμού GPU είτε κατασκευάζετε τον δικό σας αποδοτή, εδώ ξεκινούν οι σοβαρές γνώσεις γραφικών.

Dedika για επιχειρήσεις

Τι θα μάθετε:

Θα αποκτήσεις μια πλήρη κατανόηση της σωλήνωσης γραφικών, ξεκινώντας από την ψηφιοποίηση δισδιάστατων εικόνων και τους τρισδιάστατους μετασχηματισμούς και προχωρώντας σε μοντέλα φωτισμού, χαρτογράφηση υφής και ανάπτυξη σκιαστών GPU. Θα υλοποιήσεις σκίαση Phong και φυσικά βασισμένη σκίαση, θα γράψεις σκιαστές GLSL ή HLSL από το μηδέν και θα κατασκευάσεις έναν λειτουργικό ανιχνευτή διαδρομής με ολοκλήρωση Monte Carlo. Το μάθημα καλύπτει επίσης την αναβαλλόμενη απόδοση, τα εφέ χώρου οθόνης, τα σκελετικά κινούμενα σχέδια και τη διαδικαστική παραγωγή περιεχομένου. Θα μελετήσεις σύγχρονες έννοιες API γραφικών, συμπεριλαμβανομένων των buffer εντολών, των περασμάτων απόδοσης και της ρητής διαχείρισης μνήμης. Στο τέλος, θα έχεις τις δεξιότητες και τα έργα χαρτοφυλακίου που απαιτούνται για να διεκδικήσεις επαγγελματικούς ρόλους σε απόδοση πραγματικού χρόνου ή εκτός σύνδεσης.

Πώς μελετάτε πρακτικά Σεμινάριο Γραφικών Υπολογιστών

Πώς εξασκείστε Σεμινάριο Γραφικών Υπολογιστών

Για εσάς που είστε επιχείρηση και θέλετε να εκπαιδεύσετε την ομάδα σας

Στην Dedika για επιχειρήσεις, το μάθημα περιλαμβάνει ασκήσεις και παραδείγματα προσαρμοσμένα στην ίδια την επιχείρησή σας και στις ανάγκες της.

Κάντε κλικ εδώ

Περιεχόμενο του μαθήματος

8 Κεφάλαια • 40 ΜαθήματαΔιάρκεια μεταξύ 4 και 360 ωρών (εσείς αποφασίζετε)

Κεφάλαιο 1Δείτε λεπτομέρειες

Βάσεις Γραφικών Υπολογιστών

Μάθημα 1 • Χρωματικά Μοντέλα και Χώροι
Εισάγει τα μοντέλα RGB, HSV και αντιληπτικά χρωματικά μοντέλα που χρησιμοποιούνται στις σωληνώσεις γραφικών. Οι φοιτητές εφαρμόζουν μετατροπές χρωματικού χώρου σχετικές με τις ροές εργασίας απεικόνισης και απόδοσης.
Μάθημα 2 • Συστήματα Συντεταγμένων και Μετασχηματισμοί
Ορίζει τους 2D και 3D καρτεσιανούς χώρους, τις ομογενείς συντεταγμένες και τους βασικούς μετασχηματισμούς. Χτίζει το μαθηματικό λεξιλόγιο που χρησιμοποιείται σε όλα τα επόμενα κεφάλαια.
Μάθημα 3 • Ιστορία και Πεδίο Εφαρμογής των Γραφικών Υπολογιστών
Ανιχνεύει την εξέλιξη από τις πρώιμες οθόνες ράστερ στη σύγχρονη απόδοση με GPU. Πλαισιώνει το εύρος του πεδίου σε παιχνίδια, ταινίες, προσομοίωση και οπτικοποίηση.
Μάθημα 4 • Επισκόπηση της Σωλήνωσης Γραφικών
Χαρτογραφεί τα στάδια από την είσοδο γεωμετρίας έως την τελική έξοδο εικονοστοιχείων σε μια τυπική σωλήνωση. Παρέχει ένα νοητικό μοντέλο που αγκυρώνει κάθε θέμα που καλύπτεται σε μεταγενέστερα κεφάλαια.
Μάθημα 5 • Ψηφιακή Αναπαράσταση Εικόνας
Καλύπτει τα εικονοστοιχεία, την ανάλυση εικόνας, το βάθος bit και τις μορφές αρχείων εικόνας. Συνδέει τα βασικά στοιχεία ράστερ με τον τρόπο που το υλικό γραφικών αποθηκεύει και εμφανίζει εικόνες.

Κεφάλαιο 2Δείτε λεπτομέρειες

2D Γραφικά και Ραστεροποίηση

Μάθημα 1 • Αντιαλλοίωση και Δειγματοληψία
Εξηγεί τα τεχνουργήματα αλλοίωσης και τις λύσεις υπερδειγματοληψίας, MSAA και βασισμένες σε φίλτρα. Συνδέει τη θεωρία δειγματοληψίας με αποφάσεις ποιότητας εικόνας που λαμβάνονται σε όλη τη σωλήνωση.
Μάθημα 2 • Αλγόριθμοι Σχεδίασης Γραμμών
Καλύπτει τους αλγόριθμους Bresenham και DDA για αποδοτική ραστεροποίηση γραμμών βασισμένη σε ακέραιους. Συνδέει την ακρίβεια επιπέδου εικονοστοιχείου με το ευρύτερο στάδιο ραστεροποίησης της σωλήνωσης.
Μάθημα 3 • Αλγόριθμοι Περικοπής
Εισάγει τους αλγόριθμους Cohen-Sutherland και Sutherland-Hodgman για περικοπή θύρας προβολής. Διασφαλίζει ότι μόνο η ορατή γεωμετρία υποβάλλεται σε επεξεργασία, βελτιστοποιώντας την απόδοση απόδοσης.
Μάθημα 4 • Τεχνικές Πλήρωσης Πολυγώνων
Διδάσκει την πλήρωση γραμμής σάρωσης, την πλημμυρική πλήρωση και τις μεθόδους πίνακα ακμών για συμπαγή απόδοση πολυγώνων. Προετοιμάζει τους φοιτητές για τη ραστεροποίηση τριγώνων που χρησιμοποιείται στις 3D σωληνώσεις.
Μάθημα 5 • Ραστεροποίηση Κύκλου και Έλλειψης
Εφαρμόζει τους αλγόριθμους μεσαίου σημείου και κύκλου Bresenham για την αποδοτική σχεδίαση καμπύλων πρωτογενών σχημάτων. Ενισχύει τις τεχνικές αριθμητικής ακεραίων που εισήχθησαν στη σχεδίαση γραμμών.

Κεφάλαιο 3Δείτε λεπτομέρειες

3D Γεωμετρία και Μετασχηματισμοί

Μάθημα 1 • Τετραδόνια για Περιστροφή
Εισάγει την άλγεβρα τετραδονίων ως αναπαράσταση περιστροφής χωρίς κλείδωμα αντάπτορα. Καλύπτει την παρεμβολή SLERP για ομαλές μεταβάσεις κίνησης μεταξύ προσανατολισμών.
Μάθημα 2 • Αναπαράσταση Πλέγματος και Δομές Δεδομένων
Καλύπτει προσωρινές μνήμες κορυφών, προσωρινές μνήμες δεικτών, δομές half-edge και winged-edge. Προετοιμάζει τους φοιτητές να αποθηκεύουν και να διατρέχουν αποδοτικά 3D γεωμετρία σε κώδικα.
Μάθημα 3 • Θέαση και Προβολή
Κατασκευάζει πίνακες θέασης χρησιμοποιώντας διατυπώσεις παρατήρησης και εξάγει προοπτικές και ορθογραφικές προβολές. Συνδέει τα μαθηματικά της κάμερας με το στάδιο μετασχηματισμού κορυφών.
Μάθημα 4 • Διανύσματα και Πίνακες σε 3D
Επανεξετάζει το εσωτερικό γινόμενο, το εξωτερικό γινόμενο και τις πράξεις πινάκων που είναι απαραίτητες για τα 3D γραφικά. Εδραιώνει την εργαλειοθήκη γραμμικής άλγεβρας που χρησιμοποιείται σε κάθε επόμενο 3D υπολογισμό.
Μάθημα 5 • 3D Πίνακες Μετασχηματισμού
Εξάγει πίνακες 4x4 για μετακίνηση, περιστροφή και κλιμάκωση σε ομογενή χώρο. Οι φοιτητές συνθέτουν μετασχηματισμούς μοντέλου, θέασης και προβολής σε μια ενοποιημένη σωλήνωση.

Κεφάλαιο 4Δείτε λεπτομέρειες

Μοντέλα Φωτισμού και Σκίασης

Μάθημα 1 • Πηγές Φωτός και Ιδιότητες
Ορίζει τους τύπους κατευθυντικού, σημειακού, συγκεντρωτικού και επιφανειακού φωτός και τις μαθηματικές αναπαραστάσεις τους. Εδραιώνει τις εισόδους φωτισμού που καταναλώνονται από όλα τα μοντέλα σκίασης.
Μάθημα 2 • Περιβαλλοντική, Διάχυτη και Κατοπτρική Σκίαση
Εξάγει τα μοντέλα ανακλαστικότητας Phong και Blinn-Phong συστατικό προς συστατικό. Οι φοιτητές υλοποιούν αυτά τα μοντέλα σε κώδικα σκιαστή και συντονίζουν τις παραμέτρους υλικού.
Μάθημα 3 • Τεχνικές Σκιών
Καλύπτει χάρτες σκιών, όγκους σκιών και φιλτράρισμα ποσοστού-πλησιέστερου για μαλακές σκιές. Συνδέει τους αλγόριθμους σκιών με τις έννοιες προσωρινής μνήμης βάθους από το κεφάλαιο προβολής.
Μάθημα 4 • Βασικές Αρχές Φυσικά Βασισμένης Απόδοσης
Εισάγει το BRDF μικροεπιφάνειας, τη διατήρηση ενέργειας και τη ροή εργασίας μεταλλικότητας-τραχύτητας. Γεφυρώνει την κλασική σκίαση με τις σύγχρονες σωληνώσεις PBR που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή εντύπων.
Μάθημα 5 • Κανονικά Διανύσματα και Παρεμβολή Σκίασης
Εξηγεί την επίπεδη, Gouraud και Phong παρεμβολή σκίασης και τις οπτικές διαφορές τους. Καλύπτει τον κανονικό μετασχηματισμό χρησιμοποιώντας τον αντίστροφο-ανάστροφο πίνακα.

Κεφάλαιο 5Δείτε λεπτομέρειες

Χαρτογράφηση Υφής και Λεπτομέρεια Επιφάνειας

Μάθημα 1 • Κανονική και Ανάγλυφη Χαρτογράφηση
Εξάγει την κανονική χαρτογράφηση χώρου εφαπτομένης και τη συγκρίνει με παραλλαγές χώρου αντικειμένου και κόσμου. Επεκτείνει τη λεπτομέρεια επιφάνειας χωρίς αύξηση του αριθμού πολυγώνων του πλέγματος.
Μάθημα 2 • Βασικές Αρχές Χαρτογράφησης Υφής
Καλύπτει τις συντεταγμένες UV, τη δειγματοληψία υφής και τις λειτουργίες αναδίπλωσης για την εφαρμογή 2D εικόνων σε 3D επιφάνειες. Συνδέει τις αναζητήσεις υφής με το στάδιο του σκιαστή τεμαχίων.
Μάθημα 3 • Προηγμένοι Χάρτες Επιφάνειας
Καλύπτει χάρτες μετατόπισης, απόφραξης περιβάλλοντος, τραχύτητας και εκπομπής σε ροές εργασίας PBR. Ενσωματώνει πολλαπλά κανάλια υφής σε έναν συνεκτικό ορισμό υλικού.
Μάθημα 4 • Mipmapping και Φιλτράρισμα
Εξηγεί τη δημιουργία mipmap, το τριγραμμικό φιλτράρισμα και το ανισοτροπικό φιλτράρισμα για μακρινές επιφάνειες. Αντιμετωπίζει τα τεχνουργήματα αλλοίωσης που προκαλούνται από τη σμίκρυνση υφής.
Μάθημα 5 • Ξεδίπλωμα UV και Πακετάρισμα Άτλαντα
Διδάσκει στρατηγικές τοποθέτησης ραφών, διάταξη νησίδων UV και στρατηγικές πακεταρίσματος άτλαντα υφής. Προετοιμάζει τους φοιτητές να δημιουργούν αποδοτικές διατάξεις UV για περιουσιακά στοιχεία παιχνιδιών και ταινιών.

Κεφάλαιο 6Δείτε λεπτομέρειες

Προγραμματισμός GPU και Ανάπτυξη Σκιαστών

Μάθημα 1 • Προγραμματισμός Σκιαστή Κορυφών
Καλύπτει εισόδους χαρακτηριστικών κορυφών, ομοιόμορφες προσωρινές μνήμες και υλοποίηση μετασχηματισμού MVP σε κώδικα σκιαστή. Οι φοιτητές παράγουν σωστά μετασχηματισμένη γεωμετρία χώρου αποκοπής.
Μάθημα 2 • Σκιαστές Υπολογισμού και GPGPU
Εισάγει την αποστολή σκιαστή υπολογισμού, την κοινόχρηστη μνήμη και τα εμπόδια συγχρονισμού. Επιτρέπει στους φοιτητές να μεταφέρουν μη γραφικές παράλληλες εργασίες στη GPU.
Μάθημα 3 • Επισκόπηση Αρχιτεκτονικής GPU
Εξηγεί την εκτέλεση SIMD, τον προγραμματισμό warp/wavefront και την ιεραρχία μνήμης σε σύγχρονες GPU. Παρέχει το πλαίσιο υλικού που απαιτείται για τη σύνταξη αποδοτικού κώδικα σκιαστή.
Μάθημα 4 • Προγραμματισμός Σκιαστή Τεμαχίων
Υλοποιεί εξισώσεις φωτισμού, δειγματοληψία υφής και ανάμειξη εξόδου σε σκιαστές τεμαχίων. Συνδέει τα μοντέλα σκίασης από το Κεφάλαιο 4 με εκτελέσιμο κώδικα GPU.
Μάθημα 5 • Τεχνικές Βελτιστοποίησης Σκιαστών
Καλύπτει τη μείωση αριθμού εντολών, την ελαχιστοποίηση ανάκτησης υφής και στρατηγικές αποφυγής διακλάδωσης. Οι φοιτητές κατατομίζουν και βελτιστοποιούν σκιαστές χρησιμοποιώντας εργαλεία απόδοσης GPU.

Κεφάλαιο 7Δείτε λεπτομέρειες

Ανίχνευση Ακτίνων και Καθολικός Φωτισμός

Μάθημα 1 • Ανίχνευση Ακτίνων Whitted
Υλοποιεί αναδρομική ανίχνευση ακτίνων με ανάκλαση, διάθλαση και ακτίνες σκιάς. Επιδεικνύει καθολικά εφέ που δεν είναι επιτεύξιμα μόνο με τοπικά μοντέλα σκίασης.
Μάθημα 2 • Ανίχνευση Διαδρομής Monte Carlo
Εισάγει την ολοκλήρωση Monte Carlo, τη δειγματοληψία σπουδαιότητας και την εξίσωση απόδοσης. Οι φοιτητές χτίζουν έναν μονόδρομο ανιχνευτή διαδρομής με άμεσο και έμμεσο φωτισμό.
Μάθημα 3 • Αποθορυβοποίηση και Υβριδική Απόδοση
Καλύπτει τη χρονική συσσώρευση, την αποθορυβοποίηση βάσει AI και τα υβρίδια ραστεροποίησης-ανίχνευσης ακτίνων. Συνδέει την ποιότητα ανίχνευσης διαδρομής εκτός σύνδεσης με τη σκοπιμότητα πραγματικού χρόνου.
Μάθημα 4 • Βασικές Αρχές Ρίψης Ακτίνων
Εξάγει δοκιμές τομής ακτίνας-σφαίρας, ακτίνας-τριγώνου και ακτίνας-AABB από τις πρώτες αρχές. Εδραιώνει τις βασικές πρωτογενείς λειτουργίες που χρησιμοποιούνται σε όλους τους αλγόριθμους ανίχνευσης ακτίνων.
Μάθημα 5 • Δομές Επιτάχυνσης
Καλύπτει την κατασκευή BVH, τη διάσπαση SAH και τη διάτρηση δέντρου kd για γρήγορα ερωτήματα ακτίνων. Μειώνει την πολυπλοκότητα τομής από γραμμική σε λογαριθμική κλίμακα σκηνής.

Κεφάλαιο 8Δείτε λεπτομέρειες

Προηγμένες Τεχνικές Απόδοσης

Μάθημα 1 • Επίπεδο Λεπτομέρειας και Αποκοπή
Εισάγει την εναλλαγή LOD, την απλοποίηση πλέγματος, την αποκοπή οπτικής πυραμίδας και την αποκοπή απόφραξης. Διατηρεί τον ρυθμό καρέ μειώνοντας τη γεωμετρία που επεξεργάζεται ανά καρέ.
Μάθημα 2 • Εφέ Χώρου Οθόνης
Υλοποιεί SSAO, SSR και SSGI χρησιμοποιώντας προσωρινές μνήμες βάθους και κανονικών από το G-buffer. Προσθέτει προσεγγίσεις καθολικού φωτισμού με χαμηλό υπολογιστικό κόστος.
Μάθημα 3 • Σωλήνωση Αναβαλλόμενης Απόδοσης
Κατασκευάζει ένα G-buffer με κανάλια θέσης, κανονικού, albedo και υλικού για αναβαλλόμενη σκίαση. Αποσυνδέει τα περάσματα γεωμετρίας και φωτισμού για να υποστηρίζει πολλά δυναμικά φώτα.
Μάθημα 4 • Διαδικαστική Απόδοση και Απόδοση Εδάφους
Καλύπτει τη δημιουργία εδάφους βάσει θορύβου, τους σκιαστές κατατμήσεων και το LOD χάρτη αποκοπής για μεγάλα εδάφη. Ενσωματώνει διαδικαστικές τεχνικές στην προηγμένη σωλήνωση απόδοσης.
Μάθημα 5 • Σωλήνωση Μετεπεξεργασίας
Καλύπτει την αντιστοίχιση τόνων, το bloom, το βάθος πεδίου και τη θαμπάδα κίνησης ως περάσματα πλήρους οθόνης. Οι φοιτητές συνδέουν αλυσιδωτά τα εφέ μετεπεξεργασίας με σωστή σειρά για κινηματογραφική έξοδο.

Πιστοποίηση

Το έγκυρο πιστοποιητικό ολοκλήρωσής σας

Αυτό το μάθημα είναι για εσάς:

Προγραμματιστές λογισμικού που είναι περίεργοι για το πώς λειτουργούν πραγματικά τα τρισδιάστατα γραφικά κάτω από το καπό.
Φοιτητές επιστήμης υπολογιστών που θέλουν να ειδικευτούν στην απόδοση ή τη μηχανική GPU.
Προγραμματιστές παιχνιδιών που βασίζονται σε μηχανές αλλά θέλουν να καταλάβουν τι τρέχει από κάτω.
Αυτοδίδακτοι προγραμματιστές έτοιμοι να προχωρήσουν πέρα από τα σεμινάρια σε αυστηρό τεχνικό βάθος.
Καλλιτέχνες οπτικών εφέ που επιδιώκουν να κατανοήσουν τα μαθηματικά πίσω από τα εργαλεία που χρησιμοποιούν.
Άτομα που αλλάζουν καριέρα από συναφείς τομείς όπως ενσωματωμένα συστήματα ή επιστημονικοί υπολογισμοί.

Τι λένε οι μαθητές μας

Τα μαθήματά σας είναι τέλεια. Αγόρασα το ετήσιο πακέτο και επιτέλους έχω την ευκαιρία να παρακολουθώ διάφορα θέματα που με ενδιαφέρουν χωρίς να χρειάζεται να αλλάξω πλατφόρμα... σας ευχαριστώ για όλα όσα κάνετε, σας έχω ήδη συστήσει σε άλλους ανθρώπους...