大家好~本課程為“真實感渲染”的線上課程，從0開始，介紹相關的圖形學算法和數學基礎，給出詳細的數學推導、偽代碼和實現代碼，最終帶領大家開發出基于物理的渲染器

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講師介紹

楊元超

• 曾就職于阿里巴巴、騰訊
• 2年離線渲染器開發經驗，7年Web 3D引擎開發經驗
• 開設過“真實感渲染（一期）”的培訓班
• “Wonder：Web3D引擎和編輯器”核心開發者
• 《我完成了10000小時開發3D引擎》作者
• 擔任過引擎或編輯器開發的技術顧問、企業培訓講師等

課程簡介

本班從0開始，介紹相關的圖形學算法和數學基礎，給出詳細的數學推導、偽代碼和實現代碼，最終帶領大家開發出基于物理的渲染器。

為什么要學習真實感渲染

因為可以渲染出逼真的場景

與實時渲染有什么區別？

• 真實感渲染一般用于離線渲染

• 與“深度學習的降噪”、“RTX顯卡提供的硬件加速光追管線”結合后，真實感渲染也可以用于交互式渲染，甚至用于實時渲染

• 最新的論文中，“深度學習的降噪”花費的時間只有10ms

• 使用RTX顯卡提供的硬件加速光追管線后，渲染速度提高了10倍以上，可以在10秒內渲染出無噪點的復雜場景

• 渲染技術包括“光柵化”和“光追”兩套方案，“光柵化”用來實現局部光照，“光追”用來實現全局光照

• 真實感渲染和實時渲染都可以實現全局光照。兩者都是基于同一個理論基礎：渲染方程。不過前者只使用“光追” ；后者則混合使用“光柵化”與“光追”，并且加入了更多的hack

• 實時渲染是對真實感渲染的優化和近似。掌握了真實感渲染，就能掌握實時渲染

• 真實感渲染使用一套統一的算法框架來渲染，不像實時渲染使用了各種混合算法，所以更加簡單、容易維護

使用“學本式教學”的方法來講課

• 課程使用“學本式教學”的方式，以學生為本。以學習者為中心。以學習者的學習為本，以學習者的能力發展為本
• 通過全程提問（學生討論回答）、零講解的方式來講課
• “學本式教學”需要學生高度參與課程，通過自己和小組合作回答課程的所有問題，并在課程中現場寫代碼

學員成功案例

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技術棧

• Javascript語言
• GLSL著色器語言
• WebGPU Node

課程特色

• 零基礎上手學習
• 實戰開發
• 包含完整的圖形學算法、數學推導、偽代碼和實現代碼

學員收益

• 掌握真實感渲染的核心技術
• 獲得科研能力，能夠看懂圖形學論文和數學公式
• 能使用課程的真實感渲染器作為自己的實戰項目，也可以進一步改進
• 既搞懂數學公式，又學習代碼思路

適合的學員

• 學習計算機圖形學
• 開發渲染引擎/渲染器

課程大綱

一、初步上手

• 使用光柵化管線繪制一個三角形
• 三角函數、向量和矩陣
• 變換（二維和三維）
• 模型變換
• 視圖變換
• 投影變換
• 視口變換
• 使用框架重構
• 使用計算管線繪制一個三角形
• 實現BVH

二、理論準備

• 輻射度量學
• 渲染方程推導
• 光線投射、Whitted光線追蹤、分布式光線追蹤理論
• 使用數值分析的方法計算積分
• 概率論基礎與蒙特卡洛積分
• 用逆變換算法采樣
• 重要性采樣
• 路徑追蹤

三、最小實現

• 構建Corner Box場景
• 半球內生成隨機方向
• Lambertian反射模型
• 實現路徑追蹤

四、進一步完善

• 直接光源采樣
• 實現直接光源采樣
• 完美鏡面反射模型
• 微表面模型
• 多重重要性采樣
• 加入更多的光源
• GLTF模型加載
• 加入紋理
• Gamma矯正
• Tone mapping
• IBL
• BSDF
• 次表面散射
• 皮膚渲染

五、降噪

• 使用深度學習降噪

相關的學習資源

• 離線渲染培訓班課程錄像回放（一期）
• 【Ray Tracing The Next Week 超詳解】
• 《全局光照技術：從離線到實時渲染》
• GAMES101: 現代計算機圖形學入門
• 零基礎如何學習計算機圖形學？
• 基于物理的渲染（pbrt）
• Real-Time Path Tracing and Beyond
• 真實感渲染發展史