主题：版内有对计算机图形学（openGL）比较了解的高手吗？ -- 博客南

想请教openGL实现中一些算法的原理，比如纹理映射、矩阵变换之类的原理！

这些属于基础内容, 那本书上都讲的很清楚

我需要的是对opengl implementation了解的专业人士

纹理映射, 矩阵变换, 都是computer graphics里的最基础部分, 那本书里都有.

Opengl的具体实现里用了什么算法,看API reference book 也能明白个大概, 都有介绍.

还是不明白想问啥?

不管最终能不能解决问题，在这里与大家讨论说不定也能对你有所启发

这里就是这样一个开放、宽容的氛围

外链出处

之前简单使用过opengl，现在深入到实现的细节，感觉难度很大。理论方面的书正在看，但和实现不太容易结合起来。

比如：

顶点坐标到光栅化后的平面坐标所经历了哪些步骤，这期间颜色、光照和纹理是如何映射到二维坐标点的？

颜色、光照和纹理对顶点的影响顺序是什么？

顶点为什么有法向量，这个顶点法向量如果和由顶点组成的平面的法向量不同，光照在这个顶点附近应该如何处理？

纹理映射如何处理和屏幕分辨率间的关系?两者不匹配会出现画面模糊的现象。

还遇到个矩阵变换方面的小问题。在二维平面上，x轴水平向右，y轴垂直向下。一左上角位于(0,0)，右下角位于(1,1)的平面，如何使用（二维）齐次坐标系（3X3）实现垂直绕y轴或x轴的旋转？（相当于空间中绕y轴或x轴的旋转，但这里没有z轴的概念）

目前遇到的问题太多，以至于不知该问什么问题了，概括来说就是想问：从程序员角度，primitivies是如何在opengl状态机中流动的，在各个阶段分别被进行了哪些操作。

介绍一本书:

Wesley 出版的 Introduction to Computer Graphics

作这是 Foley, Van Dam, Feiner, Hughes, 和 Phillips

这本书把 Computer Graphics 背景和基础知识介绍得非常非常非常详细,浅显易懂,初学者可以看看.

建议仔细读一读 graphics pipeline, 可以去wikipedia看, 也可以google一下相关文章.

后面几个问题涉及一些基本概念, 还是建议自己去书上找答案, 可能自己搞懂了会比较有印象.

提示1, 有关法向量, 如果想表示曲面怎么办?

提示2, 有关齐次次变换, 请想象一下一个平面上的物体, 如果绕x轴或者y轴转一下, 再投影回平面上, 看上去象发生了什么?

这里胡扯几句，说错了莫怪。所有这些，都是假定光线跟踪的前提，未必是OpenGL里面实际的实现，但是应该差不多。

顶点坐标到光栅化，这个是有一个视觉模型在里面的。就是假定屏幕是一个光栅，从眼睛（点）出发，视线逆光线而行，经过每个像素，接触到场景中的物体，在接触点视线获取颜色和亮度。注意从光栅（二维）到场景（三维）的转化，就是这里发生的。

对于场景中的一个点来说，这个点对于视线（逆光线）有颜色和亮度的贡献，这个颜色取决于该点的颜色，而该点的颜色，或者是定义的简单颜色，或者是纹理文件映射到这个点的颜色。当时做的是透明物体，也就是说，该点的颜色和亮度，是视线在该点，经过反射和折射以后，积累的颜色。通俗的说：场景中有一杯绿色的酒，透过酒看到墙上周慧敏的图片，那么就是看到一个绿色的周姐姐。在某些地方，因为场景中灯光的照射，只能看到一个亮点，没有颜色。

顶点的法向量，我们当时的用处是用来生产贝塞尔曲面，也就是说，一个曲面由多个顶点定义，但是这个曲面并非多个小平面构成，而是由算法生成的曲面。其实如果是多个小平面的话，每个顶点都同时属于几个小平面，光照的反射折射要用接触点的法向量来决定，而非顶点的法向量。无论曲面还是小平面集合，都应该是以接触点的法向量来决定反射和折射。

纹理映射和屏幕分辨率的确是个好玩的事情，其实任何两个网格叠加，结果都是很好玩的。搜索一下Moire-fringe，莫尔条纹。

另外，多谢河里各位的投票，老叫花现在已经认证了。

就是把用多边形（实际内部都为三角形）定义的三维模型投影到视平面，然后每个三角形分别渲染。现在的主流显卡支持图形处理器编程，渲染方式也已变得多种多样，不过都还是基于三角形的。

不大有人关注这个方向。你实际问的是OpenGL流水线的实现。看红宝书没有大用，红宝书讲的是用法，从外部看OpenGL这个状态机。看图形学理论也没有直接用处，间接帮助是有的，你必须先看过，数学上保证没有疑问。

一个办法是读OpenGL源码，比如开源的mesa，如果有功夫，是值得做得。

另一个办法，我建议你关注以下方向，以及相关人群的论文。

1、显卡3D驱动开发。这批人要把部分计算弄到硬件上去，所以必须非常熟悉OpenGL内部，或者Direct3D内部，道理一样。

2、GPU编程，包括图形计算和GPGPU。这些人也必须了解OpenGL内部，才能吧shader用好。这方面热，书很多，很可能你能找到解决你问题的。但好像热不久了，CUDA出来了。

3、其他相关研究，比如搞并行的，也需要剖析OpenGL内部

，你可以搜索一下WireGL、PixelFlow、InfiniteReality等经典系统。有一篇论文讲大源头的，可惜我一下子记不起来，可以帮助了解整体的工作构架。

大的来说，分为两步，第一步处理数据为float，第二步为int。第一步笼统称为几何运算，坐标转换、光照等等，都在这里了。每个三角形映射到屏幕，带有颜色等属性。第二步笼统称为光栅化，对屏幕三点之间的区域进行两步插值，算alpha，纹理合成，等等。

系统细节很多。搞清楚有很大好处，以后往各个方向发展都游刃有余。不夸张地说，花一年搞清楚你提的问题，能增加很多工作机会。

现在，大概往GPU方向找文献希望比较大。

一个是三角形利于GPU的并行处理，因为都是一样的计算，而且各个三角形之间的数据依赖不多，非常适合并行处理。

还有一个就是从OpenGL的API来看，对多面体的描述，也多是基于三角形的。作为OpenGL API的简化版本，iphone的OpenGL API也是继承了三角形的表面描述，对其他更加复杂的多面体描述则放弃了一些。

另外OpenGL也有视觉模型，我想具体实现起来，应该也是用这个视觉模型来做从三维到屏幕光栅的映射。

至于最后物体表面的光照如何实现，那就看具体的实现了。应该不是用ray tracing，因为ray tracing还是有很多数据依赖，不适合并行计算。所以在不需要非常强的真实感的时候，比如游戏，就可以简化计算，在真实感上面折中，来换取计算速度和能量消耗。