OpenGL 图形学笔记

理解 3D 图形渲染的底层原理。无论上层用的是 Unity、Unreal、Godot 还是 PICO Spatial SDK、WebXR,所有的画面渲染最终都落到 GPU 层面。OpenGL 是最适合学习这些底层概念的入口。

📚 课程结构

第 0 阶段:准备工作

#课程描述
01你好,OpenGL!图形世界的入口,渲染管线概览
环境搭建指南VS Code + CMake + 编译器安装
术语表OpenGL 关键术语速查

第 1 阶段:入门基础 (Getting Started)

#课程描述
02创建窗口GLFW 初始化、窗口创建、渲染循环
03第一个三角形VAO/VBO/EBO、绘制基础几何
04着色器 (Shaders)GLSL 语法、顶点/片段着色器编写
05纹理 (Textures)纹理映射、纹理单元、坐标变换
06变换 (Transformations)平移/旋转/缩放矩阵、GLM 库
07坐标系统局部→世界→观察→裁剪→屏幕空间
08摄像机 (Camera)视角矩阵、欧拉角、WASD 移动、鼠标控制
09入门篇实战回顾综合练习与核心概念总结

第 2 阶段:光照 (Lighting)

#课程描述
10颜色与基础光照Phong 光照模型、环境/漫反射/高光
11材质 (Materials)材质属性定义与光照交互
12光照贴图漫反射贴图、高光贴图、放射光贴图
13投光物 (Light Casters)平行光/点光源/聚光灯
14多光源多光源组合与混合照明
15光照篇实战回顾光照综合练习

第 3 阶段:模型加载与高级 OpenGL

#课程描述
16模型加载Assimp 库、网格与模型类
17深度测试与模板测试深度缓冲、模板缓冲
18混合与面剔除透明度混合、背面剔除
19帧缓冲 (Framebuffers)离屏渲染、后期处理效果
20立方体贴图 (Cubemaps)天空盒、环境映射、反射/折射
21几何着色器与实例化几何着色器基础、高效批量渲染
22抗锯齿 (Anti-Aliasing)MSAA 多重采样抗锯齿

第 4 阶段:高级光照

#课程描述
23Blinn-Phong 与 Gamma 校正更高效的光照模型、色彩空间校正
24阴影映射 (Shadow Mapping)阴影生成原理与实现
25法线贴图与视差贴图表面细节模拟技术
26HDR 与 Bloom高动态范围与泛光效果
27延迟着色 (Deferred Shading)高效多光源渲染
28SSAO屏幕空间环境光遮蔽

第 5 阶段:PBR 与实战

#课程描述
29PBR 光照理论基于物理的渲染理论基础
30IBL (基于图像的光照)环境光照与辐照度映射
31调试与文字渲染OpenGL 调试技巧、文字显示
32实战:Breakout 游戏2D 游戏引擎构建

🔗 参考文档

🎯 学习目标

  • 能够从头搭建 OpenGL 渲染环境,绘制 3D 场景并与之交互
  • 理解并手写 GLSL 着色器,实现光照、贴图、阴影等效果
  • 看到 Unity/Unreal 的渲染设置时,能理解它底层在做什么
  • 具备迁移到 Vulkan/DirectX 的概念基础

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