主题：3D数字图形图像算法及其应用

时间：2020年12月2日13:30-14:30

主讲人：黄晶

地点：信电楼204

记录人：任立锋，徐良晖，贾钧炜

内容：

图形学也称作数字图像，通过一系列的仿真计算输出图形图像信息，是一门研究人机交互媒介的学科。该学科研究内容非常广泛，涉及图形硬件，图形算法，曲线面片实物造型变型，实时动画，仿真AI算法等。

黄老师从图形图像技术应用场景出发，列举了图形图像技术在现实中的应用，例如虚拟现实、生物图像描述、在线家装设计、动漫动画制作和游戏等领域。图形图像技术被广泛应用于各个领域，正潜移默化的影响和方便我们的生活。

接下来，黄老师介绍了图像技术-几何体的表达和处理。简单的几何体由点、线、面构成，如何为几何体着色、贴图是几何处理的难点。黄老师介绍了一种网格划分的几何处理方法。通过为几何对象设置不同的网格数目，来实现几何对象的不同形态。当距离较近的时候，通过增加网格数目来实现清晰目标的展示；当距离较远的时候，简化网格数目，使得几何对象能够呈现大致的轮廓。这样的网格划分方法使得构建的几何对象更贴近真实场景，达到远看模糊，近看清晰的目的。

紧接着，黄老师介绍了图形图像中的渲染方法，通过对二维图像的渲染，使得图像能够具备三维效果。常见的渲染方式有：光追、光栅化、阴影处理等。光追的目标是让被光照射的物体能够呈现出应有的效果，例如漫反射和镜面反射等。光栅化是一种将几何图形编程二维图像的过程，具有将图转化为一个个栅格组成的图象的作用，每个元素对应帧缓冲区中的一像素。阴影处理是为了让图像呈现出可视化的阴影映射，根据光源和视觉点的相对位置调整阴影。

之后，黄老师介绍了计算机动画，从关键帧的移动、物理动画、运动动力学、动画操作等四个方面进行阐述。动画的组件是关键帧，通过设定关键帧可以达到动画的过渡效果。常见的过渡方式可以线性插值和平滑插值。线性插值因其效果不佳并不常用。物理动画是指动画根据物理规律进行变动，例如潮汐动画，需要考虑流体力学、动力学等物理知识，使得动画更贴近真实的场景。运动动力学应用的场景为机器人、游戏等。在动画中，为动画原型构建一个铰接骨架，通过控制骨架连接点的转动来达到预设的动作目标。这种铰接骨架的控制方式类似于对木偶控制。

最后，黄老师介绍了AI技术在图形图像中的应用。例如：为图像中人物训练AI模型，使得动画人物可以做出规避障碍的动作。亦或是人机交互当中，通过识别真实人的表情、声音、语言使得动画人物可以做出对应的回答和交流。此外，黄老师还介绍了如何使用C/C++编程语言应用openGL图像编程模块进行编程尝试。

此外黄晶老师的研究生们也分别对自己的研究课题进行了简短的介绍。分别是单通道脑电的自动睡眠分类研究、计算摄影学简述和图像追踪算法简述。

                            

参加人：研一研二部分学生