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本章節介紹測量光綫的一個工具 —— Radiometry，該工具對於計算機圖形學來説非常重要。本章節還包含Photometry，它用於量化Radiometry，並通過縮放來估計有多少“有用”的光綫。

光綫追蹤技術是產生一些高級渲染效果的基礎，在第四章已經介紹了光綫追蹤的框架，本章節將討論光綫追蹤一些有趣的使用，比如光綫與不同材質物體是如何

本節介紹圖形學中最基本的，最常用的幾種數據結構：網格結構(mesh structures)，空間數據結構(spatial data structures)，場景圖(scene graphs)和平鋪多維數組(tiled multidimensional arrays)。

網格結構中將介紹“翼邊”結構(the winged-edge data structure)和“半邊”結構(the half-edge structure)。這兩種結構在管理模型時非常有效，特別是在模型簡化或細分時；場景圖主要用於管理場景中物體閒的關係與變換等；對於空間數據結構，主要介紹三種管理空間物體的方法——BVH、層級空間細分和均匀空間細分；最後平鋪多維數組介紹如何提高内存訪問效率。

何爲紋理？在圖形學中，定義物體表面空間變化屬性，即隨著空間位置變換，物體表面呈現出不同屬性，但這種屬性并未真的改變整個物體表面形狀，我們將這種變換的屬性稱爲物體表面紋理。

圖形學中，爲了在物體表面獲得紋理效果，會使用紋理映射(texture mapping)技術：該技術使用一幅圖像，稱爲紋理圖（texture map、texture image或texture），該圖像包含所有物體表面紋理信息，然後通過數學上的映射，將該圖像“放置”到物體表面。

本章討論紋理表示物體表面細節、陰影和反射。基本思想比較簡單，但是在實際應用中會遇到一些問題。第一，紋理圖通常需要扭曲使用，因此設計紋理圖到物體表面的函數映射關係是一個巨大的挑戰；第二，紋理映射是一個重采樣過程，重采樣就容易出現走樣現象，許多紋理映射器的複雜度高就是爲了解決這些走樣失真導致的。

在第四章的4.5節已經簡單介紹過兩個shading模型，Lambertian Shading和Blinn-Phong Shading，以及Amb

在圖形學中，經常需要處理連續函數，但是，計算機只能處理離散的數據，通常的做法就是將連續函數離散化后交給計算機處理，之後在重建出連續函數。生活中也有許多離散化的例子，例如數碼相機拍照、手寫數位板以及CT掃描等。

本章將先從一維數字信號的采樣和重建。然後介紹一維和二維采樣和重建背後的數學原理和算法。最後將從頻域的角度深入討論。

本章节介绍第二种（第一种是第四章中的ray tracing）渲染方式：逐个将物体绘制到屏幕上。两者的不同在于：ray tracing是每个像素会被哪些几何图元影响，而本章节中的渲染方式是每个几何图元影响哪些像素。这种处理几何图元占据图像像素的过程称为光栅化，这种对物体逐个光栅化的过程称为光柵化渲染。這種起始於物體，終止于圖像像素更新的流程稱爲圖形化管綫(graphic pipeline)。本章先從光柵化開始，在介紹其前後的流程分別如何進行的。Graphic pipeline整個過程如下圖所示。

從3D空間到2D空間中的映射稱爲viewing transformation。本章將學習如何利用矩陣運算，將已知的3D空間物體映射（可能是平行投影，也可能是透視投影）到2D空間（像平面）中。

6.1 2D-綫性變換 6.1.1 Scaling $$ scale(s_x, s_y) = \begin{bmatrix} s_x,& 0 \\ 0,& s_y \end{bmatrix} $$ 6.1.2 Shearing $$ shear_x(s) = \begin{bmatrix} 1,& s\\ 0,& 1 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 1,& \tan{\phi}\\ 0,& 1 \end{bmatrix} $$ $$ shear_y(s) = \begin{bmatrix} 1, & 0\\ s, & 1 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 1,& 0\\ \tan{\phi},& 1 \end{bmatrix} $$ 6.1.3 Rotation $\phi$逆時