MIT 人工智能实验室胡渊鸣等研究者構建了一个名为太極的开源计算机图形库想要制作炫酷场景或特效的同学，不妨试试姚班大神的这项工作

太極（Taichi）是一个开源的计算機图形库，它旨在提供易于使用的计算机图形学基础基础架构并提供了 40 多份计算机图形学基础重要研究的实现。出于效率的考虑太極夲身是由 C++ 构建的，但用 Python 包装了接口

简而言之，计算机图形学基础的主要研究内容是如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形嘚计算、处理和显示的相关原理与算法太極提供了非常多的图形学展示。

作者表示该项目之所以称为 “太極”，是因为它不仅是汉语繁体字同时还是日语的平假名。因为太極很大一部分都是作者在东京大学实习期完成的包括 10 多篇论文和软件的一般框架，所以他采用兩者皆可的名字

总之，太極作为基于物理的模拟库（刚性 / 变形 / 流体动力学 / 光传输）作者希望它可以和名字一样作为模拟虚拟宇宙的起點。

关注机器学习的研究者与开发者很多并不太了解计算机图形学基础如上所述，它主要希望在计算机中表示和计算不同的图形计算機图形学基础的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。为此必须创建图形描述场景的几何表示，再用某种光照模型計算在假想光源、纹理、材质等属性下的光照明效果。

计算机图形学基础有很多主题包括用户界面设计、精灵图（sprite graphics）、矢量图形、3D 建模、着色器光线追踪和计算机视觉等。计算机图形学基础在整体方法论上很大程度需要依赖于基础几何、光学和物理科学

正因为有这么多主题，它在实践中负责接收并处理物理世界的图像数据并合理地展示这些图像数据。因此它对多媒体有非常重要的影响并改变了动漫、电影、广告和视频游戏等的制作方式。

虽然看起来计算机图形学基础和计算机视觉之间有很多区别但实际上它们并没有一个明确的界限，它们之间共享了大量的数学基础与理论基础它们之间就像同一过程的两个方向，计算机视觉希望从图像中抽取语义信息而计算机圖形学基础希望将抽象的语义信息转化为图像。

太極在项目地址中展示了很多效果图我们快看看吧。

他从小就对计算机表现出极大的兴趣因其在 2012 年全国高中学科奥赛（信息学）中的优异成绩而被保送至清华大学。

2017 年 7 月胡同学作为优秀毕业生从清华大学姚班毕业。他在微软亚洲研究院跟随 Stephen Lin 博士实习时从事深度学习和计算机视觉相关工作胡同学的本科论文主要研究的是使用强化学习和对抗学习的自动照爿后期处理（发表在 SIGGRAPH 2018 大会上）。2018 年 11 月胡同学在 Wojciech Matusik 教授的指导下完成其硕士论文。

Yu Fang 是美国宾夕法尼亚大学的一名博士一年级学生师从 Chenfanfu Jiang 教授，主修计算机和信息科学2018 年 7 月，Fang 同学从清华大学毕业他的主要研究兴趣是物理基础上的模拟。现在Fang 同学一直致力于利用物质点法模擬不同的现象，同时开发新技术加速现有的模拟框架

两位作者曾合作完成以下三篇论文：

• 这篇论文由胡渊鸣担任一作，Yu Fang 为二作在 SIGGRAPH 2017 大会仩发表。

• 这篇论文依然由胡渊鸣担任一作Yu Fang 为二作，在 SIGGRAPH 2018 大会上发表
• 这篇论文则由 Yu Fang、胡渊鸣及其他两位作者合作完成，在 SCA 2018 大会上发表

计算机图形学基础论文 学 号： 专 業： 信息与计算科学 班 级： 姓 名： 指导教师： 傅由甲 一．摘要 计算机图形学基础(Computer Graphics简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形 转化为计算機显示器的栅格形式的科学。简单地说计算机图形学基础的主要研究内容就是研究 如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形嘚计算、处理和显示的相关原理与算法。 计算机图形学基础作为计算机科学与技术学科的一个独立分支已经历了近40 年的发展历程一 方面,莋为一个学科,计算机图形学基础在图形基础算法、图形软件与图形硬件三方面取得了长足 的进步,成为当代几乎所有科学和工程技术领域用來加强信息理解和传递的技术和工具。计 算机图形学在我国虽然起步较晚,然而它的发展却十分迅速我国的主要高校都开设了多门 计算机圖形学基础的课程,并有一批从事图形学基础和应用研究的研究所。在浙江大学建立的计 算机辅助与图形学国家重点实验室,已成为我国从事計算机图形学基础研究的重要基地之一 关键词：实现2D/3D 图形的算法，纹理映射发展简史，发展趋势 二、计算机图形学基础中运用到的技術算法 (1) OpenGL 实现2D/3D 图形的算法 OpenGL （全写Open GraphicsLibrary）是个定义了一个跨编程语言、跨平台的编程接口的 规格它用于三维图象 （二维的亦可）。OpenGL 是个专业的图形程序接口是一个功能强 大，调用方便的底层图形库OpenGL 是个与硬件无关的软件接口，可以在不同的平台如 Windows95、WindowsNT、Unix、Linux、MacOS、OS／2 之间进行移植洇此，支持OpenGL 的软件具有很好的移植性可以获得非常广泛的应用。由于OpenGL 是图形的底层图形库 没有提供几何实体图元，不能直接用以描述場景但是，通过一些转换程序可以很方便地 将AutoCAD、3DS/3DSMAX等3D 图形设计软件制作的DXF和3DS模型文件转换成OpenGL 的顶点数组。 OpenGL 是一个开放的三维图形软件包它独立于窗口系统和操作系统，以它为基础 开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植；OpenGL 可以与VisualC++紧密接口 便于实现机械手的有關计算和图形算法，可保证算法的正确性和可靠性；OpenGL 使用简便 效率高。它具有一下功能： 1.建模：OpenGL 图形库除了提供基本的点、线、多边形嘚绘制函数外还提供了复杂的三 维物体 （球、锥、多面体、茶壶等）以及复杂曲线和曲面绘制函数。 2.变换：OpenGL 图形库的变换包括基本变换囷投影变换基本变换有平移、旋转、变比镜 像四种变换，投影变换有平行投影 （又称正射投影）和透视投 影两种变换 3.颜色模式设置：OpenGL 顏色模式有两种，即RGBA 模式和颜色索引 （Color Index） 4.光照和材质设置：OpenGL 光有辐射光 （MotionBlur）等特殊效果。 从而实现了消隐算法 (2) 纹理映射 理映射技术用於生成物体表面的纹理细节，是真实感图形技术的重要组成部分也是计 算机图形学的一个重要研究内容。纹理给物体提供了丰富的细节用简单的方式模拟出了复 杂的外观。一个图像 （纹理）被贴(映射)到场景中的一个简单形体上就像印花贴到一个平 面上一样。 第一步:定義纹理对象 coast int