- 定义基于左手坐标系的三维数据类型,包括:点(Vector)、变换矩阵(Transform
Matrix)。注意点和矩阵的维数,选择不同的维数会需要后面实现不同的计算方法。 - 定义自己的三维模型数据表示:顶点(Vertex)、Camera和三角形(Triangle)。
- 实现自己的三维数据操作方法,包括:矢量的加(+)、减(-)、点积(DotProduct)和插积(CrossProduct);矢量和矩阵的乘积(点和向量的坐标变换),并请理解各种运算的几何意义(例如矢量的减法相当于求两点间的位移矢量)。
- 实现自己的完整坐标变换算法,能够将三维空间中的某个点经过World
Transform,View Transform,Project
Transform后显示于屏幕之上,并理解各个变换的含义和存在的必要性。 - 实现自己的三角形线框显示算法,能够将三角形的各个顶点经过坐标变换后变换到屏幕坐标,并以连线的方式将三角形的各个边显示出来。要求连线不使用Windows
API,而是利用自己的2D Line算法,例如:2DDA算法。 - 实现自己的光照算法(Gouraud光照模式),支持环境光(Ambient
Light)和一个直射光(Directional
Light),能够根据当前光照信息和顶点的法向正确计算屏幕上相应点的颜色,并利用(四)中使用的2D
Line算法来画出颜色渐变的三角形的各个边。并请实现支持由多个三角行组成的物体的显示。 - 实现自己的Gouraud三角形着色算法,能够将(五)中的线框显示模式的三角形以Scanline方式进行填充,同时实现自己的深度缓冲功能,最终实现支持由多个三角形构成的物体的显示。
- 实现Texture Mapping的Gouraud三角形着色算法,实现纹理映射的Perspective
Correction。 - 实现剪裁算法,以避免当物体超出屏幕范围时出现错误。
- 实现自己的Camera控制方法,可以在一定范围内调整Camera的位置和方向,以从不同方向观察由多个三角形组成的物体。
参考资料:
- 计算机图形学 (北大出版社)
请参考以下章节
第七章 7.8 三维几何变换
7.9 坐标系之间的变换
第八章 投影
第十一章 11.4 光栅系统中的颜色模型
第十二章 12.4 Z缓冲器算法
- Direct X 9 SDK Help
只需参考如下章节:
DirectX 9(C++)
DirectX Graphics
Programmer Guide
Using Direct3D
Transforms
Lights and Materials
Light Type
Rendering
Shading
对于以上章节中出现的同D3D相关的数据类型、函数请理解其同图形学相应数据和算法的对应关系即可。