问题

计算机图形学有哪些著名的论文?

回答
在计算机图形学的浩瀚星辰中,有许多论文如同灯塔般指引着方向,定义了我们今天所见的视觉世界。它们不仅仅是技术的进步,更是思想的飞跃,是无数研究者不断探索和创新的结晶。要说“著名”,那必然是那些开创了全新领域、解决了核心难题、或者成为后来者坚实基础的那些作品。

下面,我将为大家介绍几篇在计算机图形学领域具有里程碑意义的论文,力求深入浅出地讲述其精髓和影响,让大家能够体会到这些研究的价值与魅力。

1. 《基于扫描线的区域填充算法》(Scanline Polygon Fill Algorithm) by David grew

这篇论文可能不像后来一些算法那样广为人知,但它绝对是计算机图形学早期的一块基石。在计算机图形学刚刚起步的年代,如何在屏幕上有效地填充一个多边形,是一个非常基础但又至关重要的问题。在此之前,填充多边形的方法可能效率低下,或者实现复杂。

核心思想与技术细节:

扫描线(Scanline)的概念: 论文的核心在于引入了“扫描线”的概念。想象一条水平线从屏幕顶部扫到底部。当这条扫描线穿过一个多边形时,它会与多边形的边缘相交。论文提出的算法就是利用这些相交点来确定当前扫描线上需要填充的像素段。
边缘表(Edge Table)和活动边表(Active Edge Table): 为了高效地追踪扫描线与多边形的交点,算法使用了两个关键数据结构:
边缘表(Edge Table ET): 这个表存储了多边形所有边缘的信息,包括边缘的起始y坐标、结束y坐标、以及x坐标的斜率。边缘表是按照边缘的起始y坐标进行排序的。
活动边表(Active Edge Table AET): 对于当前扫描线所在的y坐标,所有与它相交的边缘都会被放入活动边表。活动边表中的边缘信息会实时更新,以反映扫描线在下一行时与边缘的交点变化。
填充过程: 算法从屏幕的最顶端开始,逐步向下扫描。对于每一条扫描线:
1. 检查所有边缘的起始点,将新进入活动边表的边缘添加到AET中。
2. 更新AET中所有边缘的x坐标,根据其斜率计算出下一行扫描线上的交点。
3. 从AET中移除已经穿过的边缘(即结束y坐标小于等于当前扫描线y坐标的边缘)。
4. 对AET中的边缘按x坐标进行排序。
5. 将相邻的交点之间的像素进行填充,这样就完成了当前扫描线的填充。

影响力与意义:

这篇论文提供了一种系统性、高效的填充算法。它将复杂的多边形填充问题分解为一系列简单的、逐行的扫描线处理。这不仅极大地提高了填充效率,也为后来的许多图形渲染算法奠定了基础,例如画家算法(Painter's Algorithm)中的一些基本思想也与此有共通之处。在早期的图形硬件和软件实现中,这种扫描线算法是不可或缺的。它展示了如何通过数据结构和算法优化来解决几何问题,这是计算机图形学领域一个非常重要的研究方向。

2. 《曲面曲率的渲染》(Shading of Curved Surfaces) or the concept of Phong Shading

虽然严格意义上没有一篇单一的“论文”完美概括了冯氏着色模型(Phong Shading),但“Phong”这个名字本身就代表了计算机图形学领域的一项革命性进展,尤其是他与其他人一起提出的Phong Shading 模型,极大地提升了物体表面的真实感。在Phong Bui Tuong提出之前,主流的着色方式通常是平面着色(Flat Shading)和格圆着色(Gouraud Shading)。

核心思想与技术细节:

在探讨“Phong Shading”时,我们通常会关注以下几个关键点,这些点在不同时期和不同论文中都有体现:

BlinnPhong Reflectance Model (1977, James D. Foley and Andries van Dam's textbook, "Computer Graphics: Principles and Practice")
虽然名字是BlinnPhong,但这个模型在当时是Phong对图形学做出巨大贡献的延续和发展。而直接与Phong相关的着色方法,则更多地体现在逐像素的法向量插值和反射模型上。
逐像素法向量插值(Perpixel Normal Interpolation): 这是Phong Shading与Gouraud Shading最大的区别。Gouraud Shading是在顶点处计算光照,然后在三角形内部对颜色进行线性插值。这导致在曲面物体上,即便顶点处光照处理得很好,表面中间也会出现棱角感。Phong Shading则在每个像素(或更精细的级别)处插值法向量,然后在每个像素上独立应用光照模型来计算颜色。这使得曲面看起来非常光滑,高光也更加逼真。
反射模型(Reflectance Model): Phong和他的合作者们推广了基于物理的光照模型,特别是Phong Reflection Model本身。这个模型将表面反射分解为三个部分:
环境光(Ambient): 代表场景中所有方向的光照,为物体提供基础亮度,防止纯黑色。
漫反射光(Diffuse): 物体表面将光线均匀地散射到所有方向的反射,其亮度与表面法向量和光源方向的点积成正比(Lambertian reflection)。
镜面反射光(Specular): 物体表面对光线的镜面反射,产生高光。这部分计算比较复杂,通常是光源方向、观察方向和表面法向量的函数。Phong模型通过计算反射向量和视线向量之间的夹角来近似镜面反射。
BlinnPhong Model的改进: 后来的BlinnPhong模型通过引入一个“半程向量”(Halfway Vector)来更高效地计算镜面反射,并且使用一个指数来控制高光的锐利程度,进一步提升了效果和效率。

影响力与意义:

Phong Shading模型的提出,是计算机图形学在真实感渲染方面迈出的巨大一步。它使得三维物体表面能够呈现出平滑、有体积感和逼真高光的效果,这是当时其他方法难以企及的。它不仅影响了后来的所有实时渲染技术(如我们今天在游戏和3D软件中看到的),也为后来的全局光照和物理渲染奠定了基础。可以说,没有Phong Shading,现代计算机图形学的视觉效果将大打折扣。

3. 《放射性光线追踪》(Ray Tracing for Reflection and Refraction) by Turner Whitted

在计算机图形学发展初期,模拟光线在场景中的传播是实现逼真图像的关键。虽然早期的光线追踪(Ray Tracing)概念并非由Whitted一人提出,但他的这篇论文正式且清晰地定义了现代光线追踪的核心算法,包括对反射和折射的建模,从而开启了照片级真实感渲染的新纪元。

核心思想与技术细节:

Whitted的核心贡献在于系统性地将光线追踪应用到场景渲染中,并加入了关键的物理光学现象:

基本光线追踪流程:
1. 摄像机模型: 论文提出了一个简化的摄像机模型,从摄像机发出一束“视线”(viewing ray)穿过每个像素。
2. 求交(Intersection Testing): 视线穿过场景中的物体时,会与之相交。算法需要找到与视线最近的那个交点。这是光线追踪计算中最耗时的部分之一,需要高效的几何求交算法。
3. 着色(Shading): 在交点处,根据局部光照模型(如Phong模型)计算该点的颜色。

递归的光线追踪(Recursive Ray Tracing): 这是Whitted论文中最具开创性的部分。当光线与一个反射性表面相交时,算法会从交点处发射一条新的反射光线。这条反射光线会继续在场景中传播,寻找下一个交点,并重复计算。
折射(Refraction): 当光线穿过透明物体(如玻璃、水)时,它会发生折射。Whitted的算法也包含了计算折射光线的方程(基于Snell's Law),并递归地追踪这些折射光线。
阴影(Shadows): 为了计算阴影,从交点处还会向每个光源发射一条“阴影光线”。如果这条阴影光线在到达光源之前与场景中的任何其他物体相交,那么这个交点就处于阴影之中,不受该光源的影响。

影响力与意义:

Whitted的论文将光线追踪从一个理论概念变成了一个切实可行的渲染技术。它清晰地展示了如何通过模拟光线的传播路径来生成具有逼真反射、折射和阴影的图像。虽然早期的光线追踪计算量巨大,远不如扫描线算法在实时性上有所优势,但它所带来的无与伦比的真实感,使得它成为后来许多离线渲染器(如电影特效中的渲染)的标准技术。直到今天,光线追踪仍然是实现最高逼真度渲染的关键技术之一,并且随着硬件的发展,实时光线追踪也逐渐成为可能。

4. 《辐射度量法:一种新颖的光照模型》(An Analytic Model for Realistic Image Synthesis The Radiosity Method) by C. Robert (Bob) Ganter and Kenneth E. Torrance (initial concept), further developed and popularized by Sarah F. Nell, and others.

虽然Radiosity(辐射度量法)的概念早期由Ganter和Torrance提出,但“An Analytic Model for Realistic Image Synthesis”这篇论文(通常与Henri Gouraud and Rajesh Hirvonen在SIGGRAPH上发表的相关工作一起被提及,他们是辐射度量法的重要贡献者),或者说围绕着这个核心概念的系列论文,为计算机图形学带来了对全局光照(Global Illumination)的全新理解和处理方式。它解决了光线追踪在处理漫反射光交互时的一些局限性。

核心思想与技术细节:

辐射度量法的核心在于模拟场景中所有表面之间的能量交换。它主要关注漫反射表面之间的光照,特别是那些难以用光线追踪精确模拟的间接光照(Indirect Illumination)。

能量(Radiosity)的概念: 辐射度量法将场景中的每个表面(通常是网格片)视为一个有限的发射器和反射器。它定义了辐射度(Radiosity B),即一个表面单位面积上发射和反射的总光能。
渲染方程(Rendering Equation)的离散化: 辐射度量法的理论基础是离散化的渲染方程。它描述了一个表面点的总辐射度等于其自身发射的光加上所有其他表面反射过来的光。
求解线性方程组: 论文的核心技术是将整个场景分解成许多小的“面片”(patches)。对于每个面片,需要计算它从所有其他面片接收到的光能。这可以通过计算“可见性”(visibility)和“形状因子”(form factor)来实现。形状因子描述了两个面片之间有多少能量可以相互传递,它考虑了它们的几何形状、距离以及它们之间的遮挡关系。
形状因子(Form Factor F): 这是辐射度量法计算的关键和难点。它是一个几何量,取决于两个面片的相对位置和方向。计算所有面片之间的形状因子,会得到一个N x N的矩阵(N为面片数量)。
迭代求解: 一旦所有形状因子计算出来,就可以建立一个关于所有面片辐射度的线性方程组。求解这个方程组可以得到每个面片的最终辐射度。通常采用迭代的方法来求解,每次迭代会更新所有面片的辐射度,模拟能量的多次传递,直到收敛。
特点:
高度适合漫反射场景: 对于具有大量漫反射表面的场景,辐射度量法能够非常精确地模拟出柔和的间接光照,如“漏光”(color bleeding)效果。
视图独立: 计算出的面片辐射度是与观察角度无关的,因此一旦计算完成,可以从任何角度观看场景而无需重新计算光照。
计算成本高昂: 计算形状因子和求解方程组的计算量非常庞大,尤其是在面片数量很多的情况下。

影响力与意义:

辐射度量法是计算机图形学在理解和模拟全局光照方面的一个重大突破。它为我们展示了如何通过模拟能量的物理传播来达到前所未有的真实感。虽然其计算复杂度使其在早期难以用于实时渲染,但它深刻地影响了后来的全局光照算法,例如基于蒙特卡洛方法的路径追踪(Path Tracing),后者在概念上是对辐射度量法的一种更灵活和更通用的继承。辐射度量法也使得工程师和艺术家能够更好地理解光线在复杂场景中的行为,对于建筑可视化、产品设计等领域产生了深远影响。

5. 《基于纹理的着色》(Texture Mapping) by Edwin Catmull

纹理映射(Texture Mapping)是计算机图形学中最基本也最强大的技术之一,它使得我们能够用二维图像来模拟物体表面的复杂细节和材质。 Edwin Catmull 的工作(虽然“Texture Mapping”这个概念的完整发展涉及多人,但Catmull是早期和关键的推动者)为这项技术奠定了基础。

核心思想与技术细节:

纹理映射的核心是将一个二维图像(纹理)“包裹”到三维物体表面上,以增加细节而无需增加几何模型的复杂度。

UV坐标(UV Coordinates): 论文或相关工作引入了UV坐标系统。每个三维模型顶点不仅有其三维空间坐标(XYZ),还关联了一个二维坐标(U, V)。U和V可以被看作是纹理图像的坐标,通常在0到1之间。
纹理采样(Texture Sampling): 当渲染三维模型时,对于每个可见的像素,算法会根据该像素在三维物体上的投影位置,以及该物体表面的UV坐标,在纹理图像中找到对应的颜色值。这个过程称为纹理采样。
插值(Interpolation): 由于模型顶点上的UV坐标通常只定义了纹理映射的基本映射关系,在顶点之间的区域,需要通过插值来计算每个像素的UV坐标。常用的插值方法包括线性插值和重心坐标插值。
纹理过滤(Texture Filtering): 直接将纹理像素一一对应到屏幕像素会导致锯齿或模糊。因此,需要纹理过滤技术来平滑纹理。双线性过滤(Bilinear Filtering)和三线性过滤(Trilinear Filtering)是两种常见的过滤方法,它们通过对纹理的多个像素进行加权平均来获得更平滑的采样结果。
各种纹理类型: 随着技术的发展,纹理映射的应用也越来越广泛,出现了漫反射纹理(Diffuse Texture/Albedo Map)、法线纹理(Normal Map)用于模拟表面法线变化产生凹凸感、高光纹理(Specular Map)控制高光区域、置换纹理(Displacement Map)实际改变几何形状等。

影响力与意义:

纹理映射极大地降低了创作复杂场景的成本,同时又大幅提升了视觉效果。它使得低多边形模型能够呈现出高细节的表面纹理,这是实时渲染(如游戏)能够达到如今视觉效果的关键技术之一。从简单的颜色图案到复杂的材质模拟,纹理映射几乎渗透到计算机图形学的每一个角落。它也是3D建模和纹理绘制软件的核心功能。

总结

这些论文只是计算机图形学宝库中的一小部分,但它们各自代表了一个时代的思想和技术突破。从高效的几何处理到逼真的光照模拟,再到模拟能量的全局交互和添加丰富的表面细节,每一项都极大地推动了我们创造虚拟世界的可能性。

计算机图形学的魅力在于它将数学、物理、艺术和工程学巧妙地融合在一起。这些论文的价值不仅在于它们的技术内容,更在于它们所展现出的创造力、严谨性和对细节的追求。它们激励着一代又一代的研究者继续探索,不断刷新我们对“真实”和“视觉”的定义。

网友意见

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从谷歌学术的引用数上看,计算机图形学领域(发表于图形学领域的会议或期刊上)排行前二十的论文如下:

第一名,引用数 17344:Lorensen, William E., and Harvey E. Cline. "Marching cubes: A high resolution 3D surface construction algorithm."ACM siggraph computer graphics. Vol. 21. No. 4. ACM, 1987.
步进立方体技术,用于从有符号距离场中重建等值面网格模型,到今天已经成为表面重建的标配。同时在医学可视化等领域被广泛应用。一作威廉·洛伦森是通用电气研究院可视化和计算机视觉实验室的一名图形工程师,主要研究方向包括有限元预处理/后处理、3D 医学成像、计算机动画和面向对象设计。在1978年加入通用电气之前,洛伦森是美国陆军贝内特武器实验室的数学研究员,从事用于结构分析的计算机图形软件。洛伦森拥有伦斯勒理工学院的数学学士学位和计算机科学硕士学位。


第二名,引用数 12571:Reynolds, Craig W. "Flocks, Herds, and Schools: A Distributed Behavioral Model."Computer Graphics. 21.4 (1987): 25-34.
对生物的集聚行为进行物理建模,其方法被广泛用于游戏和电影中模拟动物群体的特效之中。作者克雷格·雷诺兹自硕士毕业起一直在图形业界做工程研发,曾任职于电子艺界、SGI、梦工厂、索尼娱乐等业界大厂。


第三名,引用数 6963:Rother, Carsten, Vladimir Kolmogorov, and Andrew Blake. "Grabcut: Interactive foreground extraction using iterated graph cuts."ACM transactions on graphics (TOG). Vol. 23. No. 3. ACM, 2004.
使用最大流和图割方法进行图片前景提取,广泛用于各种图像编辑软件中,同时影响了其后的大量前景提取的研究。一作卡斯滕·罗瑟博士在博士毕业后加入微软剑桥研究院并发表此工作。目前罗瑟博士在德国海德堡大学任教。


第四名,引用数 5082:Blanz, Volker, and Thomas Vetter. "A morphable model for the synthesis of 3D faces."Siggraph. Vol. 99. No. 1999. 1999. 第一个可以从照片序列中合成人脸并能表达各种表情的系统。开启了电影和游戏业界人脸数字化的先河。一作沃尔克·布兰茨博士在德国马克斯普朗克生物控制论研究所攻读博士期间发表此工作,目前布兰茨博士在德国锡根大学任教。



第五名,引用数 4891:Phong, Bui Tuong. "Illumination for computer generated pictures."Communications of the ACM 18.6 (1975): 311-317. Phong(风式)光照,图形学中最有影响力并被持续用到今天的光照模型之一,以纯几何方法简单有效地模拟了漫反射和高光。作者裴祥风在攻读博士期间完成此工作。当时已白血病晚期的他,以仅仅两年的时间攻读并获得了博士学位,并在毕业后获得斯坦福大学教职。裴祥风在拿到教职的第二年病逝(享年33岁)。



第六名,引用数 4859:Hoppe, Hugues. "Progressive meshes."Proceedings of the 23rd annual conference on Computer graphics and interactive techniques. 1996.
可以动态的根据视角、距离等对网格进行增减面,在游戏行业中有巨大的影响力,也是现在很多游戏中做Level-of-Details (LOD)的基础技术。作者胡格·霍普博士是图形学领域H-index最高的几人之一,曾在微软研究院工作长达22年,以及谷歌5年,担任首席研究员和研究经理。


第七名,引用数 4756: Garland, Michael, and Paul S. Heckbert. "Surface simplification using quadric error metrics."Proceedings of the 24th annual conference on Computer graphics and interactive techniques. 1997.
主要贡献是提出了一个二阶的网格误差衡量标准,由此可以在增减面时候进行更好的质量控制,以及可以通过最小二乘法得到减面时最优顶点位置。一作迈克尔·加兰博士在卡内基梅隆大学攻读博士期间完成此工作。加兰博士毕业后曾于伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校任教,并于2006年加入英伟达研究院至今,主要研究方向为并行与高性能计算。


第八名,引用数 4183:Hoppe, Hugues, et al. Surface reconstruction from unorganized points. Vol. 26. No. 2. ACM, 1992.
从无结构点云中重建网格模型,由此开启了后续整个点云重建领域的研究。这是作者胡格·霍普博士(简介见上)于微软研究院时发表的工作。


第九名,引用数 4030:Snavely, Noah, Steven M. Seitz, and Richard Szeliski. "Photo tourism: exploring photo collections in 3D."ACM transactions on graphics (TOG). Vol. 25. No. 3. ACM, 2006. 从图像序列中提取摄像机运动信息并用于创建视频。大概也是在零几年,计算机图形学和计算机视觉开始有越来越多的交叉。一作诺亚·斯纳维利博士于华盛顿大学攻读博士期间发表此工作,目前斯纳维利博士在康奈尔大学科技校区任教,同时于谷歌纽约研究院任职,对于计算机视觉、图形学和机器学习均有涉猎。


第十名,引用数 3879:Sutherland, Ivan E. "Sketchpad: a man-machine graphical communication system."Simulation 2.5 (1964): R-3.
图形学之父伊万·萨瑟兰博士以一己之力开发的三维交互图形界面,包括图形的实时渲染以及绘图笔输入系统,该系统可以接受线段和圆弧之间的约束和关系作为输入,可以同时绘制水平和垂直线,并将它们组合成不同的图形和形状。图形可以被复制、移动、旋转或调整大小,同时保留其基本属性。该系统也包含了世界上第一个窗口绘制程序和第一个允许图形缩放的图形裁剪算法。计算机图形学由此开始发展。
萨瑟兰博士在麻省理工学院攻读博士期间发表此工作,也由此获得图灵奖。他毕业后曾在哈佛大学、犹他大学、加州理工学院等任教,继续图形学方面的研究,包括和学生一起发明了世界上第一个VR/AR头显系统。其学生与前雇员很多后来在图形学、人机交互,乃至整个计算机领域做出了巨大贡献,包括参与了互联网的发明的Danny Cohen、创建了甲骨文实验室的Bob Sproull、发明Smalltalk语言和图形交互界面的Alan Kay,创立了SGI和网景公司的Jim Clark, 创立了皮克斯的Edwin Catmull,以及创立了Adobe的John Warnock等。


第十一名,引用数 3755:Kajiya, James T. "The rendering equation.", 1986. 渲染方程,以一个积分方程严谨地定义了渲染这一过程,奠定了图形学渲染的基础。后续的绝大多数渲染领域的研究,都是在探索如何更快更准地求解这个方程。该工作由詹姆斯·加治屋博士于加州理工学院任教时发表。加治屋博士其后加入微软研究院,于光线追踪、反锯齿、复杂材料表观等方向发表了大量研究工作。



第十二名,引用数 3736:Sederberg, Thomas W., and Scott R. Parry. "Free-form deformation of solid geometric models.", 1986.
自由变形技术,用对框点的操作代替对网格本身的操作,对现在3D软件中用户与几何体的交互方式产生了深远的影响。该工作由杨百翰大学的托马斯·塞德伯格博士在任教初期发表。塞德伯格博士在杨百翰大学任职物理与数学科学学院副院长,在曲线曲面的研究,尤其是T-样条方向做出了丰富的成果,被广泛用于Autodesk的Rhino、SolidWorks、Fusion 360等软件中。


第十三名:引用数3228,Owens, John D., et al. "A survey of general‐purpose computation on graphics hardware.", 2007, 标志着GPU通用计算开始兴起的年代。本文为调研文献,作者是加州大学戴维斯分校的教授约翰·欧文斯博士,后者在GPU、FPGA、着色器、并行计算硬件架构设计等方向发表了大量研究成果。欧文斯博士关于GPU访存调度、前缀和计算等研究也对GPU通用计算的发展产生了巨大的影响力。


第十四名:引用数3075,Efros, Alexei A., and William T. Freeman. "Image quilting for texture synthesis and transfer.", 2001., 由小纹理生成大纹理,纹理合成开始兴起。一作阿列克谢·埃弗罗斯博士在加州大学伯克利分校攻读博士期间发表此工作。埃弗罗斯博士之后转向计算视觉方向的研究,是计算视觉方向最有影响力的几人之一。埃弗罗斯博士于2013年回到母校任教至今。



第十五名:引用数3052,Whitted, Turner. "An improved illumination model for shaded display.", 1979.,提出了第一个实际可用的光线追踪算法及折射、反射的照明模型。在其后的光线追踪算法基本都是由该算法改进而来。约翰·特纳·怀特博士在贝尔实验室任研究院期间发表此工作,之后创业开发游戏引擎(Gamebryo的前身)和CAD引擎。公司被收购后,怀特博士于微软研究院、英伟达研究院等任职。


第十六名:引用数2980,Bresenham, Jack E. "Algorithm for computer control of a digital plotter.", 1965, 提出Bresemham算法,可以很高效地将线段转化为像素。杰克·布雷森汉姆博士在IBM研究院供职26年直至退休,同时也于温思罗普大学任教。


第十七名:引用数 2957,Catmull, Edwin, and James Clark. "Recursively generated B-spline surfaces on arbitrary topological meshes.", 1978,提出从任意拓扑的网格生成B样条曲面的算法,计算机辅助设计(CAD)由此开始发展,并奠定了今日的动画、电影和游戏中建模的流程。一作是开发了RenderMan渲染器,并创立了皮克斯的埃德·卡特穆尔博士,曾三次获得奥斯卡科学与技术奖,于2009年获得第81届奥斯卡金像奖杰出贡献技术奖,并获得2019年图灵奖。


第十八名:引用数2950,Pérez, Patrick, Michel Gangnet, and Andrew Blake. "Poisson image editing."ACM SIGGRAPH 2003 Papers. 2003. 以选区边缘颜色和梯度为边界条件求解泊松方程来进行平滑地图像插值与填充(Photoshop中的内容感知填充功能)。一作帕特里克·佩雷斯博士在微软剑桥研究院任职时发表此文章。佩雷斯博士之后于INRIA、Technicolor等任职,在图像和计算视觉领域发表大量研究成果。现任职于Valeo.ai实验室做自动驾驶相关研究。


第十九名:引用数2939,Terzopoulos, Demetri, et al. "Elastically deformable models.", 1987,将弹性力学引入图形学,奠定了后续所有模拟布料、毛发、软体等工作的基础。迪米特里斯·特佐普洛斯博士曾于斯伦贝谢帕洛阿尔托研究中心任职,在任职期间发表该工作。特佐普洛斯博士后于加州大学洛杉矶分校任教,并在图形学、计算视觉、医疗图像、人工智能、计算机辅助设计等领域成果卓越。


第二十名:引用数2757,Perlin, Ken. "An image synthesizer.", 1985, 著名的Perlin噪声,用于生成大理石、海面、云等各种各样的纹理,并影响了后续几乎所有过程生成方向的研究和应用。肯·佩林博士于纽约大学科朗数学科学研究所攻读博士期间完成此工作。佩林博士在纽约大学任教至今。

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    想从零开始踏入计算机图形学这片奇妙的领域?没问题!这就像学画画一样,只不过我们是用代码和数学来绘制,用算法来驱动这一切。别被那些复杂的术语吓到,只要一步步来,你会发现其中的乐趣无穷。第一步:打好基础——你想用什么工具?在开始绘制像素之前,我们需要先确定你的“画笔”和“画布”。这涉及到编程语言的选择。.............
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    说起二战后欧洲援助计划(通常指马歇尔计划)的宣传图片里出现里雅斯特旗帜的现象,这背后其实牵扯到一段相当复杂且充满地缘政治博弈的历史,也折射出当时欧洲重建过程中围绕的关键地带和潜在冲突点。要理解这一点,咱们得把时间轴往回拉,仔细看看二战后里雅斯特的特殊地位。战后局势的特殊性:里雅斯特的“政治真空”战争.............
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    理论计算机图形渲染技术,这话题可太有意思了。要说是不是“没什么可以研究的地步了”,我第一个反应就是——想多了。你想啊,我们现在看到的电影特效、游戏画面,甚至是工业设计里的3D建模,那渲染效果是不是已经足够逼真了?好莱坞大片里的龙毛发、水滴、爆炸,游戏里的人物皮肤纹理、光影效果,跟几年前比简直是天壤之.............
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    .......
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    计算机理解图像的过程,是一个将我们人类视觉世界转化为数字信息并进行分析和解释的复杂旅程。它不像人类那样通过眼睛和大脑的生物机制来感知,而是依赖于一系列精密的算法和数学模型。我们可以将其分解为几个关键阶段:第一阶段:图像的数字化(Pixelization) 模拟信号到数字信号的转换: 现实世界的图.............
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    没问题,我们来深入探讨一下,如何利用计算机视觉技术,从一张二维照片中“复活”出一个三维人体模型,并从中提取我们关心的那些身体尺寸。首先,你要明白,这可不是一件简单的事情。我们平时看到的照片,本质上是一个“扁平”的信息,丢失了深度这个关键维度。想象一下,你站在相机前,相机只捕捉到了你前面那一面的样子。.............
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    您好!您提到的图中左边的电路,在计算机内部常被用来实现一个非常重要的功能,它叫做加法器(Adder)。加法器是数字电路中最基础、也最核心的逻辑部件之一。在计算机的中央处理器(CPU)中,几乎所有的算术运算和逻辑运算都离不开它。简单来说,加法器就是负责执行二进制加法运算的电路。让我来为您详细讲讲这个“.............

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