Computer Graphics | CG

Computer Graphics (计算机图形),简称:CG,是通过计算机软件绘制图形的总称。随着以计算机为主要工具进行视觉设计和生产的一系列相关产业的形成,国际上习惯将利用计算机技术进行视觉设计和生产的领域通称为CG。它既包括技术也包括艺术,几乎囊括了当今电脑时代中所有的视觉艺术创作活动,如平面印刷品的设计、网页设计、三维动画、影视特效、多媒体技术、以计算机辅助设计为主的建筑设计及工业造型设计等。


发展历史

现代计算机图形学发展的先驱科学是二十世纪上半叶发生的电子工程,电子和电视的进步。屏幕可以展示艺术,因为Lumiere兄弟使用遮罩为1895年最早的电影创作特效,但这种展示是有限的而不是互动的。第一个阴极射线管,布劳恩管,是在1897年发明的 - 它反过来允许示波器和军事控制面板 - 该领域的更直接的前体,因为它们提供了响应程序或用户输入的第一个二维电子显示器。然而,直到20世纪50年代和第二次世界大战后的时期,计算机图形作为一门学科仍然相对不为人知- 在此期间,学科从纯粹的大学和实验室学术研究到最先进的计算机和美国军队的组合出现了。进一步发展雷达,先进航空和火箭等技术战争期间发展起来的。需要新型显示器来处理由此类项目产生的大量信息,从而导致计算机图形学作为一门学科的发展。


20世界50年代

像Whirlwind和SAGE Projects这样的早期项目将CRT作为可行的显示和交互界面引入,并将光笔作为输入设备引入。Whirlwind SAGE系统的Douglas T. Ross进行了一项个人实验,在这个实验中,他编写的一个小程序捕获了他手指的动作,并在显示范围内显示了它的矢量(他的追踪名称)。第一款具有可识别的交互式图形的互动视频游戏之一 - 双人网球 - 由William Higinbotham为示波器创建,于1958年为观众提供娱乐布鲁克海文国家实验室并模拟了一场网球比赛。1959年,道格拉斯·T·罗斯(Douglas T. Ross)在麻省理工学院工作期间再次创新,将数学陈述转化为计算机生成的3D机床向量,并借此机会创建迪士尼 卡通人物的显示范围图像。

电子先驱惠普公司在1957年上市后,于1957年上市,并通过其校友创始人与斯坦福大学建立了牢固的联系。这开始了数十年来旧金山湾区南部转变为世界领先的计算机技术中心 - 现在称为硅谷。计算机图形学领域随着计算机图形硬件的出现而发展。

计算的进一步发展导致了交互式计算机图形学的更大进步。1959年,TX-2计算机在麻省理工学院林肯实验室开发。TX-2集成了许多新的人机界面。甲光笔可用于绘制使用的计算机上的草图伊凡萨瑟兰革命性的画板软件。使用光笔,Sketchpad允许人们在计算机屏幕上绘制简单的形状,保存它们甚至以后再调用它们。光笔本身的尖端有一个小光电池。每当它被放置在计算机屏幕和屏幕前面时,该单元发出电子脉冲电子枪直接向它开火。通过简单地用电子枪的当前位置对电子脉冲进行定时,很容易准确地确定笔在任何给定时刻在屏幕上的位置。一旦确定,计算机就可以在该位置绘制光标。Sutherland似乎找到了他面临的许多图形问题的完美解决方案。即使在今天,许多计算机图形界面标准也从这个早期的Sketchpad程序开始。这方面的一个例子是绘制约束。例如,如果想绘制正方形,则不必担心完全绘制四条线以形成框的边缘。可以简单地指定他们想要绘制一个框,然后指定框的位置和大小。然后该软件将构建一个完美的盒子,具有正确的尺寸和正确的位置。另一个例子是Sutherland的软件建模对象 - 而不仅仅是对象的图片。换句话说,使用汽车模型,可以改变轮胎的尺寸而不影响汽车的其余部分。它可以在不使轮胎变形的情况下拉伸车身。


20世界60年代

“计算机图形学”这一短语本身是由波音公司的平面设计师威廉·费特于1960年创造的。许多二手资料中的旧引用都带有以下句子:费特说,这些条款实际上是由波音威奇托分部的Verne Hudson给他的。

1961年另一名学生在麻省理工学院,史蒂夫·罗素,创造了另一个重要的冠军史上视频游戏,Spacewar游戏!。为了获得DEC PDP-1,Spacewar立即取得了成功,副本开始流向其他PDP-1所有者,最终DEC获得了副本。[ 引证需要 ] DEC的工程师在发货前将它用作每个新PDP-1的诊断程序。销售人员迅速获得了这一点,并且在安装新设备时,将为他们的新客户运行“世界上第一个视频游戏”。(Higginbotham的Two Tennis网球击败了Spacewar差不多三年了; 但在研究或学术环境之外几乎不为人知。)

贝尔电话实验室(BTL)的科学家EE Zajac 于1963年创作了一部名为“模拟双重重力姿态控制系统”的电影。[7]在这部由计算机制作的电影中,Zajac展示了卫星的姿态。它可以在绕地球轨道运行时被改变。他在IBM 7090大型计算机上创建了动画。同样在BTL,Ken Knowlton,Frank Sinden和Michael Noll开始从事计算机图形领域的工作。辛登创作了一部名为“ 力量,质量和运动”的电影,展示了牛顿的运动定律在运作中。大约在同一时间,其他科学家正在创建计算机图形来说明他们的研究。在劳伦斯辐射实验室,Nelson Max创造了一种粘性流体的薄膜流动和固体形式的冲击波传播。波音飞机公司制作了一部名为“飞机振动”的电影。

也有时在60年代初,汽车也将提供通过的早期作品升压皮埃尔·贝塞尔在雷诺,谁使用保罗·德·应用Casteljau的曲线-现在叫贝塞尔曲线贝塞尔在后场工作-开发的3D建模技术,雷诺车身。这些曲线将成为现场大量曲线建模工作的基础,因为曲线 - 与多边形不同 - 是数学上复杂的实体,可以很好地绘制和建模。

不久之后,大公司开始对计算机图形产生兴趣。TRW,洛克希德 - 格鲁吉亚,通用电气和斯佩里兰德是20世纪60年代中期开始使用计算机图形学的众多公司之一。IBM通过发布IBM 2250图形终端(第一款商用图形计算机)迅速回应了这一兴趣。Sanders Associates的监督工程师拉尔夫·贝尔(Ralph Baer)在1966年提出了一个家庭视频游戏,后来被授权给Magnavox并称之为奥德赛。虽然非常简单,并且需要相当便宜的电子部件,但它允许玩家在屏幕上移动光点。这是第一款消费者计算机图形产品。1953年至1962年,David C. Evans担任Bendix公司计算机部门的工程总监,之后他作为伯克利的客座教授在未来五年工作。在那里,他继续对计算机以及他们如何与人交往感兴趣。1966年,犹他大学招募埃文斯组建计算机科学计划,计算机图形学迅速成为他的主要兴趣。这个新部门将成为世界上计算机图形学的主要研究中心。

同样在1966年,Ivan Sutherland在麻省理工学院发明第一台计算机控制头戴式显示器(HMD)时继续创新。由于支持所需的硬件,它被称为达摩克利斯之剑,它显示了两个独立的线框图像,每只眼睛一个。这允许观看者以立体3D观看计算机场景。获得博士学位后 来自麻省理工学院的Sutherland成为ARPA(高级研究计划局)的信息处理主任,后来成为哈佛大学的教授。1967年,埃文斯招募了萨瑟兰加入犹他大学的计算机科学课程 - 这一发展将使该部门成为其中最重要的图形研究中心之一近十年后,最终产生了该领域最重要的先驱者。Sutherland完善了他的HMD; 二十年后,美国宇航局将重新发现他的虚拟现实研究技术。在犹他州,Sutherland和Evans受到大公司的追捧,但他们对当时缺乏图形硬件感到沮丧,所以他们开始制定计划创办自己的公司。

1968年,亚瑟·阿佩尔(Arthur Appel)描述了最终被称为光线投射的第一种算法- 几乎所有现代3D图形的基点,以及后来对图形中照片级真实感的追求。

1969年,ACM发起了一个图形特别兴趣小组(SIGGRAPH),该小组在计算机图形学领域组织会议,图形标准和出版物。到1973年,第一届年度SIGGRAPH会议召开,该会议已成为该组织的重点之一。随着计算机图形学领域的不断扩展,SIGGRAPH的规模和重要性不断增长。


20世界70年代

在这十年中,这一领域取得了惊人的突破- 特别是在图形从功利主义到现实主义的转变中的许多重要的早期突破 - 发生在20世纪70年代的犹他大学,该大学聘请了Ivan Sutherland。Sutherland与David C. Evans合作教授一个先进的计算机图形课程,该课程为该领域做出了大量的创始研究,并教授了几位学生,他们将成长为几家业内最重要的公司--Pixar,Silicon Graphics,和Adobe Systems。

其中一名学生是Edwin Catmull。Catmull刚从波音公司来,并一直致力于他的物理学位。在迪士尼长大,Catmull喜欢动画​​,但很快就发现他没有画画的天赋。现在,Catmull(以及其他许多人)将计算机视为动画的自然发展,他们希望成为革命的一部分。Catmull看到的第一部动画是他自己的。他制作了一只手打开和关闭的动画。他还开创了纹理贴图,在1974年在三维模型上绘制纹理,现在被认为是3D建模的基本技术之一。使用计算机图形制作长度特征的电影成为他的目标之一 - 这是他在皮克斯创立角色后二十年后实现的目标。在同一个班级里,弗雷德帕克创造了一个他妻子脸上的动画片。

由于UU计算机图形实验室吸引了来自全国各地的人,John Warnock是另一位早期开拓者; 他后来发现Adobe Systems并用他的PostScript页面描述语言在出版界创造了一场革命,Adobe后来继续在Adobe Photoshop中创建行业标准的照片编辑软件,并在Adobe After Effects中创建一个着名的电影行业特效项目。。Tom Stockham领导UU的图像处理小组,该小组与计算机图形实验室密切合作。詹姆斯克拉克也在那里; 他后来发现了Silicon Graphics。

这些早期开拓者在UU创造了3D计算机图形学的重大进展 - 隐藏的表面确定。为了在屏幕上绘制3D对象的表示,计算机必须从观看者的角度确定哪些表面在对象“后面”,因此当计算机创建(或呈现)图像时应该“隐藏”。的三维核心图形系统(或核心)是要开发的第一图形的标准。ACM 特别兴趣小组 SIGGRAPH的25位专家组成了这个“概念框架”。该规范于1977年出版,并成为该领域许多未来发展的基础。

同样在20世纪70年代,Henri Gouraud,Jim Blinn和Bui Tuong Phong通过开发Gouraud阴影和Blinn-Phong阴影模型为CGI 中阴影的基础做出了贡献,使图形从“扁平”外观转变为更多外观准确地描绘深度。Jim Blinn还在1978年进一步创新,引入了凹凸贴图,一种模拟不平整表面的技术,以及当今使用的许多更先进的贴图的前身。

现在已知的现代视频游戏 拱廊在20世纪70年代诞生,第一个街机游戏使用实时 2D 精灵图形。Pong于1972年首次参加街机内阁比赛。1974年的Speed Race特色精灵沿垂直滚动的道路移动。1975年的枪战以具有人性的精灵人物形象为特色,而1978年的太空入侵者则在屏幕上展示了大量的精灵; 两者都采用了英特尔8080 微处理器和富士通 MB14241 视频移位器来加速 精灵图形的绘制。


20世界80年代

20世纪80年代, Donkey Kong是许多流行的视频游戏之一,有助于向大众提供计算机图形。

20世纪80年代开始看到计算机图形的现代化和商业化。随着家庭计算机的激增,以前一直是学术专业学科的学科被更多的观众采用,计算机图形学开发人员的数量显着增加。

在20世纪80年代早期,位片和16位微处理器的出现开始彻底改变高分辨率计算机图形终端,现在这些终端越来越成为智能,半独立和独立的工作站。图形和应用程序处理越来越多地迁移到工作站中的智能,而不是继续依赖中央大型机和小型计算机。用于计算机辅助工程市场的高分辨率计算机图形智能工作站的早期典型是Orca 1000,2000和3000工作站,由渥太华的Orcatech开发,由Bell-Northern Research分拆,由David领导皮尔逊,早期工作站的先驱。Orca 3000基于Motorola 68000和AMD位片处理器,并将Unix作为其操作系统。它完全针对设计工程领域的复杂目标。艺术家和平面设计师开始将个人计算机,特别是Commodore Amiga和Macintosh作为一种严肃的设计工具,可以比其他方法更准确地节省时间和绘图。Macintosh仍然是图形设计工作室和企业中非常流行的计算机图形工具。现代计算机可以追溯到20世纪80年代,通常使用图形用户界面(GUI)来呈现带有符号,图标和图片的数据和信息,而不是文本。图形是五个关键元素之一多媒体技术。

在逼真的渲染领域,日本的大阪大学开发的LINKS-1计算机图形系统,一台超级计算机所使用多达257个Zilog的Z8001 微处理器,1982年,呈现逼真的目的三维计算机图形。根据日本信息处理协会的说法:“3D图像渲染的核心是根据给定的视点,光源和物体位置计算构成渲染表面的每个像素的亮度。开发LINKS-1系统以实现图像渲染方法,其中每个像素可以使用光线跟踪独立地并行处理。通过开发专门用于高速图像渲染的新软件方法,LINKS-1能够快速渲染高度逼真的图像。它被用来创建了世界上第一个3D 天文馆状整个视频诸天,将其与计算机图形完全由。该视频于1985年在筑波国际博览会的富士通馆展出。“ LINKS-1是世界上功能最强大的电脑,截至1984年。同样在真实渲染领域,一般渲染方程大卫伊梅尔和詹姆斯卡吉亚是在1986年开发的 - 这是实现全球照明的重要一步,这对于追求计算机图形中的照片写实是必要的。

“ 星球大战”和其他科幻小说专营权的持续流行此时与电影CGI相关,因为Lucasfilm和Industrial Light&Magic被许多其他工作室称为电影中的顶级电脑图形的“首选”。色度键控(“蓝屏”等)的重要进展是针对原始三部曲的后期电影。另外两部视频也将延续历史相关的时代:Dire Straits的标志性,近乎完全的CGI视频,用于 1985年的歌曲“ Money for Nothing ”,在那个时代的音乐迷中推广CGI,以及来自年轻的夏洛克福尔摩斯同年,在一部故事片(动画彩绘玻璃骑士)中展示了第一个完全CGI角色。1988年,第一台着色器 - 专门用于将阴影作为单独算法设计的小程序- 由Pixar开发,它已经从Industrial Light&Magic分离出来作为一个单独的实体 - 尽管公众不会看到这种技术的结果进展到下一个十年。在20世纪80年代后期,SGI计算机被用于在皮克斯创建第一批完全由计算机生成的短片,而Silicon Graphics机器在这十年中被认为是该领域的一个高水平标志。

20世纪80年代也被称为黄金时代的电子游戏 ; 来自Atari,Nintendo和Sega以及其他公司的数百万销售系统首次将计算机图形暴露给新的,年轻且易受影响的观众 - 基于MS-DOS的个人电脑,Apple II和Mac以及Amigas,这也允许用户在熟练的情况下编写自己的游戏。在商场中,商业实时 3D图形取得了进步。1988年,第一个专用的实时3D 图形板在Namca System 21 和Taito Air System 中引入了商场。这项创新将成为后期家庭图形处理单元或GPU 的先驱,这种技术将单独且功能强大的芯片用于与CPU 并行处理以优化图形。


20世界90年代

20世纪90年代的压倒性优势是大规模3D建模的出现以及CGI质量的普遍提升。家用计算机能够承担以前仅限于工作站的渲染任务,耗资数千美元; 随着3D建模师可用于家庭系统,Silicon Graphics工作站的普及率下降,运行Autodesk产品(如3D Studio或其他家庭渲染软件)的功能强大的Microsoft Windows和Apple Macintosh计算机的重要性日益提升。到本世纪末,GPU将开始崛起至今仍然享有的突出地位。

该领域开始看到第一个渲染的图形可以真实地传递给未经训练的眼睛照片般逼真(尽管他们还没有使用训练有素的CGI艺术家这样做)并且3D图形在游戏,多媒体和动画中变得更加流行。在20世纪80年代末和90年代初,在法国创建了第一部计算机图形电视剧:工作室Mac Guff Ligne的La Viedesbêtes(1988),工作室Fantôme的LesFablesGéométriques(1989-1991)和Quarxs,Maurice Benayoun和FrançoisSchuiten的第一部高清电视计算机图形系列 (工作室ZA制作,1990-1993)。

在电影方面,皮克斯在这个时代开始了严重的商业崛起,在埃德温·卡特莫尔(Edwin Catmull)的带领下,1995年的第一部主要电影 - “ 玩具总动员”(Toy Story) - 取得了九位数的重要和商业成功。发明可编程着色器的工作室将继续拥有许多动画片,并且它在预渲染视频动画方面的工作仍然被认为是行业领导者和研究障碍者。

在视频游戏中,1992年,在Sega Model 1 街机系统板上运行的Virtua Racing为全3D 玩具游戏奠定了基础,并在视频游戏行业的更广泛受众中推广了实时3D多边形图形。1993年的世嘉模型2和1996年的世嘉模型3随后推动了商业实时3D图形的界限。回到PC上,Wolfenstein 3D,Doom和Quake,这是第一款大受欢迎的3D 第一人称射击游戏,由id Software发布 在这十年中,使用主要由John Carmack创新的[ 模糊 ]渲染引擎获得了关键和受欢迎的赞誉。在索尼的Playstation,世嘉土星和任天堂64,其他游戏机,数以百万计出售和普及的3D图形为家庭游戏玩家中。某些90年代晚期的第一代3D游戏在控制台用户普及3D图形方面变得有影响力,例如平台游戏Super Mario 64和The Legend Of Zelda:Ocarina Of Time,以及早期的3D 格斗游戏,如Virtua Fighter,Battle Arena Toshinden,和 铁拳。

渲染技术和算法继续大大改进。1996年,Krishnamurty和Levoy发明了法线贴图 - 改进了Jim Blinn的凹凸贴图。1999年,Nvidia推出了开创性的GeForce 256,这是第一款被称为图形处理单元或GPU的家庭视频卡,它用自己的语言包含“集成变换,照明,三角设置 / 剪裁和渲染引擎”。到本世纪末,计算机采用了通用的图形处理框架,如DirectX和OpenGL。从那以后,由于更强大的图形硬件和3D建模软件,计算机图形只变得更加细致和逼真。 AMD在这十年中也成为了图形板的领先开发商,在这一领域创造了一个“双寡头”。

渲染技术和算法继续大大改进。1996年,Krishnamurty和Levoy发明了法线贴图 - 改进了Jim Blinn的凹凸贴图。1999年,Nvidia推出了开创性的GeForce 256,这是第一款被称为图形处理单元或GPU的家庭视频卡,它用自己的语言包含“集成变换,照明,三角设置 / 剪裁和渲染引擎”。到本世纪末,计算机采用了通用的图形处理框架,如DirectX和OpenGL。从那以后,由于更强大的图形硬件和3D建模软件,计算机图形只变得更加细致和逼真。 AMD在这十年中也成为了图形板的领先开发商,在这一领域创造了一个“双寡头”。

在这个时代,CGI变得无处不在。到20世纪90年代末,视频游戏和CGI 电影已将计算机图形的范围扩展到主流,并在21世纪初加速发展。CGI还采用了集体的电视广告普遍在90年代末和21世纪初,等渐渐熟悉到庞大的受众群体。

图形处理单元的持续增长和日益复杂对于这十年来至关重要,3D渲染功能成为标准功能,因为3D图形GPU被认为是台式电脑制造商提供的必需品。在Nvidia公司的GeForce显卡线初期与十年从偶尔显著存在竞争主导市场ATI。随着十年的发展,即使是低端机器通常还包含具有3D功能的GPU,因为Nvidia和AMD都推出了低价芯片组并继续主导市场。着色器20世纪80年代推出的用于在GPU上执行专门处理的内容将在大多数消费类硬件上得到支持,大大加快图形速度并通过普通映射的广泛采用大大改善计算机图形中的纹理和阴影,凹凸贴图和各种其他技术,可以模拟大量细节。

电影和视频游戏中使用的计算机图形逐渐开始变得逼真到进入神秘山谷的程度。CGI电影激增,传统动画片如冰河时代和马达加斯加以及众多皮克斯产品如海底总动员在该领域的票房占主导地位。该最终幻想:酎内,发布于2001年,是利用逼真的CGI人物和动作捕捉完全取得了第一个完全计算机生成的故事片。然而,这部电影不是票房成功。一些评论家认为这可能部分是因为主要CGI角色的面部特征落入了“神秘的山谷”。其他动画电影如极地特快也引起了人们的注意。“星球大战”也以其前传三部曲重新浮出水面,这些影响继续为电影中的CGI设定了一个障碍。

在电子游戏方面,索尼 PlayStation 2和3,微软 Xbox系列游戏机以及任天堂产品(如GameCube)都保留了大量追随者,Windows PC也是如此。Marquee CGI重型游戏,如侠盗猎车手系列,刺客信条,最终幻想,BioShock,王国之心,镜子边缘以及其他几十个人继续接近照片写实主义,发展视频游戏产业并留下深刻印象,直到该行业的收入与电影的收入相当。微软决定使用XNA程序更容易地向独立开发者世界展示DirectX,但这并不成功。然而,DirectX本身仍然取得了商业上的成功。OpenGL也继续成熟,它和DirectX大大改进; 第二代着色器语言HLSL和GLSL在这十年开始流行。

在科学计算中,发明了GPGPU技术,用于在GPU和CPU之间双向传递大量数据; 加快对多种生物信息学和分子生物学实验的分析。该技术还被用于比特币挖掘并且在计算机视觉中具有应用。


2000s

在这个时代,CGI变得无处不在。到20世纪90年代末,视频游戏和CGI 电影已将计算机图形的范围扩展到主流,并在21世纪初加速发展。CGI还采用了集体的电视广告普遍在90年代末和21世纪初,等渐渐熟悉到庞大的受众群体。

图形处理单元的持续增长和日益复杂对于这十年来至关重要,3D渲染功能成为标准功能,因为3D图形GPU被认为是台式电脑制造商提供的必需品。在Nvidia公司的GeForce显卡线初期与十年从偶尔显著存在竞争主导市场ATI。随着十年的发展,即使是低端机器通常还包含具有3D功能的GPU,因为Nvidia和AMD都推出了低价芯片组并继续主导市场。着色器20世纪80年代推出的用于在GPU上执行专门处理的内容将在大多数消费类硬件上得到支持,大大加快图形速度并通过普通映射的广泛采用大大改善计算机图形中的纹理和阴影,凹凸贴图和各种其他技术,可以模拟大量细节。

电影和视频游戏中使用的计算机图形逐渐开始变得逼真到进入神秘山谷的程度。CGI电影激增,传统动画片如冰河时代和马达加斯加以及众多皮克斯产品如海底总动员在该领域的票房占主导地位。该最终幻想:酎内,发布于2001年,是利用逼真的CGI人物和动作捕捉完全取得了第一个完全计算机生成的故事片。然而,这部电影不是票房成功。一些评论家认为这可能部分是因为主要CGI角色的面部特征落入了“神秘的山谷”。其他动画电影如极地特快也引起了人们的注意。“星球大战”也以其前传三部曲重新浮出水面,这些影响继续为电影中的CGI设定了一个障碍。

在电子游戏方面,索尼 PlayStation 2和3,微软 Xbox系列游戏机以及任天堂产品(如GameCube)都保留了大量追随者,Windows PC也是如此。Marquee CGI重型游戏,如侠盗猎车手系列,刺客信条,最终幻想,BioShock,王国之心,镜子边缘以及其他几十个人继续接近照片写实主义,发展视频游戏产业并留下深刻印象,直到该行业的收入与电影的收入相当。微软决定使用XNA程序更容易地向独立开发者世界展示DirectX,但这并不成功。然而,DirectX本身仍然取得了商业上的成功。OpenGL也继续成熟,它和DirectX大大改进; 第二代着色器语言HLSL和GLSL在这十年开始流行。

在科学计算中,发明了GPGPU技术,用于在GPU和CPU之间双向传递大量数据; 加快对多种生物信息学和分子生物学实验的分析。该技术还被用于比特币挖掘并且在计算机视觉中具有应用。


2010+

在2010年代上半期,CGI在视频中几乎无处不在,预渲染图形几乎在科学上是逼真的,并且在适当的高端系统上的实时图形可以模拟未经训练的眼睛的照片写实。

纹理映射已经成熟为具有多层的多阶段过程; 通常,这种情况并不少见实现纹理映射,凹凸贴图或等值面,正常映射,照明地图包括镜面高光和反射技术,以及阴影卷成一个呈现引擎使用着色器,其被熟化相当。着色器现在几乎是该领域高级工作的必需品,在每个元素的基础上操纵像素,顶点和纹理以及无数可能的效果提供了相当大的复杂性。他们的着色器语言HLSL和GLSL是研究和开发的活跃领域。基于物理的渲染或PBR,实现更多的地图来模拟真实的光学光流,也是一个活跃的研究领域,以及先进的光学领域,如次表面散射和光子映射。在超高分辨率模式(如4K Ultra HD)中实时提供图形所需的处理能力的实验正在开始,尽管除了最高端的硬件之外都无法实现。

在电影院里,大多数动画电影现在都是CGI; 每年制作大量动画CGI电影,但由于对不可思议的山谷的持续恐惧,很少(如果有的话)尝试照片写实。大多数是3D 卡通。

在电子游戏中,微软 Xbox One,索尼 PlayStation 4和Nintendo Switch目前在家庭领域占据主导地位,并且都具备高度先进的3D图形功能。在Windows PC上仍然是最活跃的游戏平台之一,也是。


维基百科:Computer Graphics


未来发展

在未来的发展趋势看,CG技术将会成为一个各行各业都需要的底层技术。尤其是CG的可视化技术,将会彻底的影响甚至改变我们的生活方式。成像技术也会不断的发展,这将会和CG技术不断的进行融合。比如,我们现在开车导航是依赖手机,后期的发展可能直接会显示在汽车的玻璃上,直接进行实时的导航,体验上更加直观。再比如,以后三维打印技术不断的发展,蛋糕、巧克力等都可以直接打印,而底层就需要三维技术进行建模设计。或者,医院会借助于CG技术可视化,学习、交流、甚至用来治疗都是非常有可能的。总之,CG技术不再单单的服务于游戏、影视,后期将会服务到我们生活的方方面面!而这些,我认为比影视的市场要更大!