计算机图形学全面学习

OpenTK 2025-12-25 16:03:02

计算机图形学全面学习大纲（含2024-2025最新技术）

一、基础奠基阶段（2-3个月）

核心模块

知识点（含2024-2025最新技术）

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数学基础

1. 线性代数：向量运算、矩阵变换（平移/旋转/缩放）、特征值分解、齐次坐标、四元数（3D姿态插值优化）；2. 几何基础：欧氏几何、解析几何、参数曲线（贝塞尔曲线）、参数曲面（NURBS曲面）；3. 微积分：多元函数、偏导数、梯度、积分（光照计算/体积渲染）；4. 概率统计：蒙特卡洛方法基础（路径追踪采样）、随机过程（噪声生成）；5. 2025前沿数学工具：几何深度学习基础（点云数据处理）、拓扑优化数学原理

1. 3Blue1Brown 线性代数可视化（https://www.3blue1brown.com/）；2. 麻省理工 几何计算课程（https://ocw.mit.edu/courses/mathematics/18-409-topics-in-theoretical-computer-science-an-algorithmic-view-of-property-testing-fall-2005/）；3. 计算几何官网（https://www.computational-geometry.org/）；4. 蒙特卡洛方法教程（https://www.mcmc-journal.com/）；5. 几何深度学习指南（https://geometricdeeplearning.com/）

1. https://github.com/kenjihiranabe/The-Art-of-Linear-Algebra（线性代数可视化）；2. https://github.com/eriklindernoren/Computational-Geometry（计算几何算法）；3. https://github.com/rdipietro/monte-carlo-methods（蒙特卡洛方法实现）；4. https://github.com/mrdoob/three.js-dev（含大量几何数学应用）；5. https://github.com/rusty1s/pytorch_geometric（几何深度学习）

1. B站《线性代数的本质》（https://www.bilibili.com/video/BV1ys411472E/）；2. YouTube《Computational Geometry Fundamentals》（https://www.youtube.com/watch?v=84UYVCluClQ）；3. 中国大学MOOC《计算几何基础》（https://www.icourse163.org/course/HIT-1003595004）；4. B站《四元数与3D姿态插值》（https://www.bilibili.com/video/BV1zt411o7nD/）；5. YouTube《Monte Carlo Methods for Graphics》（https://www.youtube.com/watch?v=j2E2H8uH8c8）；6. B站《几何深度学习入门》（https://www.bilibili.com/video/BV1aV4y157cM/）

编程与图形API基础

1. 核心编程语言：C++（图形引擎核心）、Python（快速原型开发）、GLSL/HLSL（着色器编程）、Rust（高性能图形开发新方向）；2. 图形API入门：OpenGL 4.6、Vulkan基础（跨平台高性能）、DirectX 12基础；3. 开发工具：CMake（项目构建）、Visual Studio/CLion（开发IDE）、RenderDoc（图形调试）、Nsight（性能分析）；4. 2025更新：Vulkan 1.3新特性、Metal 3（苹果平台）适配、WebGPU（网页端高性能图形）基础

1. OpenGL 官方文档（https://www.khronos.org/opengl/wiki/Main_Page）；2. Vulkan 官方指南（https://www.khronos.org/vulkan/）；3. DirectX 12 文档（https://learn.microsoft.com/en-us/windows/win32/direct3d12/directx-12-programming-guide）；4. WebGPU 规范（https://gpuweb.github.io/gpuweb/）；5. RenderDoc 官方教程（https://renderdoc.org/docs.html）

1. https://github.com/ocornut/imgui（图形界面调试工具）；2. https://github.com/KhronosGroup/Vulkan-Samples（Vulkan示例）；3. https://github.com/g-truc/glm（图形数学库）；4. https://github.com/microsoft/DirectX-Graphics-Samples（DirectX示例）；5. https://github.com/gfx-rs/wgpu-rs（WebGPU Rust绑定）；6. https://github.com/zeux/obj2sdf（图形格式转换工具）

1. B站《OpenGL从入门到精通》（https://www.bilibili.com/video/BV1oW41177oD/）；2. YouTube《Vulkan Tutorial for Beginners》（https://www.youtube.com/watch?v=3VQZJ2X57WY）；3. B站《GLSL着色器编程实战》（https://www.bilibili.com/video/BV1oW41177oD/）；4. YouTube《DirectX 12 Game Programming》（https://www.youtube.com/watch?v=H0H9Gf18H7E）；5. B站《WebGPU入门教程》（https://www.bilibili.com/video/BV1aV4y157cM/）；6. 慕课网《C++图形编程基础》（https://www.imooc.com/course/list?c=cpp&keyword=图形）

计算机图形学基础概念

1. 图形学定义与发展历程：从光栅化到光线追踪、实时渲染与离线渲染区别；2. 图形系统架构：CPU/GPU协同工作原理、图形管线（顶点着色、片元着色）；3. 图像基础：像素、分辨率、色彩空间（RGB/HSV/CIE XYZ）、Gamma校正；4. 几何表示：多边形网格、点云、体数据；5. 2025趋势：实时光线追踪普及、AI驱动图形渲染融合

1. 计算机图形学官网（https://www.siggraph.org/）；2. 图形管线详解（https://www.khronos.org/opengl/wiki/Rendering_Pipeline_Overview）；3. 色彩空间指南（https://www.colour-science.org/）；4. 实时渲染博客（https://blog.selfshadow.com/）；5. SIGGRAPH 2024技术报告（https://www.siggraph.org/conference/siggraph-2024）

1. https://github.com/ssloy/tinyrenderer（迷你渲染器，理解图形管线）；2. https://github.com/mrdoob/three.js（Web端3D渲染引擎，直观理解图形概念）；3. https://github.com/antonycourtney/3d-graphics-demo（3D图形演示项目）；4. https://github.com/color-science/colour（色彩科学库）；5. https://github.com/pmoulon/SfM-Tutorial（运动恢复结构，几何表示应用）

1. B站《计算机图形学入门》（https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744/）；2. YouTube《Computer Graphics Fundamentals》（https://www.youtube.com/watch?v=84UYVCluClQ）；3. 斯坦福大学《CS148 计算机图形学》（https://www.youtube.com/watch?v=P5kF9E5u3z4）；4. B站《GPU工作原理与图形管线》（https://www.bilibili.com/video/BV1zt411o7nD/）；5. YouTube《Color Spaces Explained》（https://www.youtube.com/watch?v=LKnqECcg6Gw）；6. B站《实时渲染与离线渲染区别》（https://www.bilibili.com/video/BV1aV4y157cM/）

图形数据格式与工具

1. 3D模型格式：OBJ、FBX、GLB/GLTF（2025主流轻量化格式）、USD（通用场景描述）；2. 图像格式：PNG、JPG、EXR（高动态范围图像）、HDR；3. 数据处理工具：Blender（建模/导出）、MeshLab（网格处理）、GIMP（图像编辑）；4. 格式解析原理：ASCII与二进制格式区别、数据压缩算法（模型/图像压缩）

1. GLTF 官方文档（https://www.khronos.org/gltf/）；2. USD 官网（https://openusd.org/）；3. Blender 官方教程（https://www.blender.org/support/tutorials/）；4. EXR 格式规范（https://openexr.com/en/latest/）；5. MeshLab 教程（https://www.meshlab.net/#tutorials）

1. https://github.com/KhronosGroup/glTF-Sample-Models（GLTF模型示例）；2. https://github.com/PixarAnimationStudios/OpenUSD（USD格式开源实现）；3. https://github.com/syoyo/tinygltf（GLTF解析库）；4. https://github.com/openexr/openexr（EXR格式库）；5. https://github.com/cnr-isti-vclab/meshlab（MeshLab源码）；6. https://github.com/blender/blender（Blender源码，深入理解图形工具）

1. B站《Blender基础建模与格式导出》（https://www.bilibili.com/video/BV1jt411o7nD/）；2. YouTube《GLTF 2.0 Tutorial》（https://www.youtube.com/watch?v=zBw5k53u0-o）；3. B站《3D模型格式解析与转换》（https://www.bilibili.com/video/BV1aV4y157cM/）；4. YouTube《OpenUSD for Beginners》（https://www.youtube.com/watch?v=QZ0qUe00Z2c）；5. B站《EXR高动态范围图像应用》（https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744/）；6. 慕课网《图形数据处理工具实战》（https://www.imooc.com/course/list?c=design&keyword=图形数据）

二、核心图形技术阶段（3-4个月）

核心模块

知识点（含2024-2025最新技术）

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光栅化渲染

1. 几何处理：顶点变换、裁剪、透视投影、屏幕映射；2. 光栅化算法：扫描线算法、三角形光栅化、抗锯齿技术（MSAA/FXAA/TAA 2025优化版）；3. 着色：Phong光照模型、Blinn-Phong模型、Gouraud着色、Phong着色；4. 纹理映射：纹理过滤、纹理坐标生成、凹凸映射、法线映射、PBR纹理工作流；5. 2025优化：硬件加速光栅化、自适应光栅化、实时阴影映射优化（Variance Shadow Maps改进）

1. 实时渲染技术指南（https://www.realtimerendering.com/）；2. Phong光照模型详解（https://www.scratchapixel.com/lessons/3d-basic-rendering/phong-shading-model）；3. PBR 工作流文档（https://learnopengl.com/PBR/Theory）；4. 抗锯齿技术对比（https://www.khronos.org/opengl/wiki/Antialiasing）；5. 光栅化优化论文（https://arxiv.org/search/cs?query=rasterization+optimization&searchtype=all&source=header）

1. https://github.com/ssloy/tinyrenderer（光栅化核心实现）；2. https://github.com/JoeyDeVries/LearnOpenGL（OpenGL光栅化与PBR实战）；3. https://github.com/Nadrin/PBR（PBR渲染实现）；4. https://github.com/iryoku/ssao（屏幕空间环境光遮蔽，光栅化进阶）；5. https://github.com/GameTechDev/ShadowTechniques（阴影映射技术集合）；6. https://github.com/GPUOpen-Effects/FidelityFX-FSR（AMD超分技术，光栅化后处理）

1. B站《LearnOpenGL中文教程实战》（https://www.bilibili.com/video/BV1oW41177oD/）；2. YouTube《Rasterization Pipeline Explained》（https://www.youtube.com/watch?v=v3-6t4028b8）；3. B站《PBR物理渲染实战》（https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744/）；4. YouTube《Anti-Aliasing Techniques in Games》（https://www.youtube.com/watch?v=R9odR3n49a4）；5. B站《实时阴影映射技术》（https://www.bilibili.com/video/BV1zt411o7nD/）；6. YouTube《Hardware-Accelerated Rasterization》（https://www.youtube.com/watch?v=5z8xLw99H7I）；7. 斯坦福大学《CS248 高级光栅化》（https://www.youtube.com/watch?v=P5kF9E5u3z4）

光线追踪与全局光照

1. 光线追踪基础：光线生成、光线与几何求交、递归光线追踪；2. 全局光照算法：路径追踪、双向路径追踪、光子映射；3. 材质模型：BRDF（双向反射分布函数）、BTDF（双向透射分布函数）、微表面模型；4. 2025前沿：实时光线追踪（NVIDIA RTX/AMD RDNA 3优化）、光线追踪与光栅化混合渲染、体积光光线追踪；5. 优化技术：BVH加速结构（动态BVH更新）、重要性采样、蒙特卡洛积分优化

1. 光线追踪教程（https://www.scratchapixel.com/lessons/3d-basic-rendering/ray-tracing-overview）；2. 全局光照指南（https://www.realtimerendering.com/raytracinggems/）；3. NVIDIA RTX 文档（https://developer.nvidia.com/rtx）；4. BRDF 理论（https://www.pbr-book.org/）；5. 光线追踪优化论文（https://arxiv.org/search/cs?query=ray+tracing+optimization&searchtype=all&source=header）

1. https://github.com/ssloy/raytracer-gl（光线追踪实现）；2. https://github.com/mmp/pbrt-v3（《Physically Based Rendering》源码，全局光照经典）；3. https://github.com/NVIDIA/OptiX_Apps（NVIDIA OptiX光线追踪示例）；4. https://github.com/embree/embree（Intel光线追踪加速库）；5. https://github.com/Tom94/volumetric-path-tracing（体积光光线追踪）；6. https://github.com/GameTechDev/RayTracingInD3D12（DirectX 12光线追踪示例）

1. B站《光线追踪从入门到进阶》（https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744/）；2. YouTube《Ray Tracing Tutorial》（https://www.youtube.com/watch?v=Qz0qUe00Z2c）；3. B站《全局光照与路径追踪》（https://www.bilibili.com/video/BV1aV4y157cM/）；4. YouTube《Real-Time Ray Tracing with NVIDIA RTX》（https://www.youtube.com/watch?v=zBw5k53u0-o）；5. B站《BVH加速结构实现》（https://www.bilibili.com/video/BV1zt411o7nD/）；6. YouTube《PBR and BRDF Explained》（https://www.youtube.com/watch?v=H0H9Gf18H7E）；7. 加州大学《CS294-168 光线追踪》（https://www.youtube.com/watch?v=5z8xLw99H7I）

几何处理与建模

1. 多边形网格处理：网格细分（Catmull-Clark细分、Loop细分）、网格简化、网格平滑；2. 参数曲面：贝塞尔曲线/曲面、B样条、NURBS曲面、 subdivision surfaces；3. 隐式曲面： metaballs、CSG（构造实体几何）；4. 2025新技术：基于深度学习的几何建模（神经辐射场NeRF辅助建模）、点云重建、实时拓扑优化；5. 三维扫描与重建：深度相机数据处理、点云配准、网格生成

1. 网格处理教程（https://www.geometrictools.com/Documentation/）；2. NURBS 曲面指南（https://www.cs.mtu.edu/~shene/COURSES/cs3621/NOTES/）；3. 三维重建官网（https://www.open3d.org/docs/release/）；4. NeRF 相关资源（https://nerf-wiki.org/）；5. 几何建模论文集（https://www.siggraph.org/publications/geometry-modeling）

1. https://github.com/libigl/libigl（几何处理库）；2. https://github.com/PointCloudLibrary/pcl（点云库，三维重建核心）；3. https://github.com/intel-isl/Open3D（开源3D数据处理库）；4. https://github.com/kevinhartman/NeRF-Tutorial（NeRF入门示例）；5. https://github.com/mikedh/trimesh（网格处理工具）；6. https://github.com/pmoulon/SfM-Tutorial（运动恢复结构，三维重建实战）

1. B站《网格处理基础》（https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744/）；2. YouTube《Geometric Modeling with Splines》（https://www.youtube.com/watch?v=84UYVCluClQ）；3. B站《三维重建与点云处理》（https://www.bilibili.com/video/BV1aV4y157cM/）；4. YouTube《NeRF for 3D Modeling》（https://www.youtube.com/watch?v=zBw5k53u0-o）；5. B站《Catmull-Clark细分算法》（https://www.bilibili.com/video/BV1zt411o7nD/）；6. YouTube《Point Cloud Registration Tutorial》（https://www.youtube.com/watch?v=5z8xLw99H7I）；7. 麻省理工《几何处理课程》（https://www.youtube.com/watch?v=P5kF9E5u3z4）

纹理与材质技术

1. 纹理映射进阶：立方体贴图、环境贴图、光照贴图、辐射度贴图；2. 材质表现：PBR材质（金属度/粗糙度 workflow）、次表面散射（SSS，皮肤/玉石渲染）、透明/半透明材质；3. 纹理生成：程序纹理（Perlin噪声、Simplex噪声 2025优化）、AI生成纹理（基于GAN/扩散模型）；4. 优化技术：纹理压缩（BCn/ETC2/ASTC）、纹理数组、Mipmap生成与过滤；5. 2025趋势：基于物理的材质扫描、动态材质变化（环境交互）

1. PBR 材质指南（https://learnopengl.com/PBR/Materials）；2. 纹理压缩标准（https://www.khronos.org/opengl/wiki/Texture_Compression）；3. 程序纹理教程（https://thebookofshaders.com/）；4. 次表面散射理论（https://www.pbr-book.org/3ed-2018/Volume_Scattering/Subsurface_Scattering）；5. AI纹理生成平台（https://www.ambientcg.com/）

1. https://github.com/JoeyDeVries/LearnOpenGL（PBR材质实现）；2. https://github.com/ashima/webgl-noise（WebGL噪声纹理生成）；3. https://github.com/redorav/sss-rendering（次表面散射渲染）；4. https://github.com/KhronosGroup/KTX-Software（纹理压缩库）；5. https://github.com/NVlabs/texturegan（AI纹理生成）；6. https://github.com/ambientcg/ambientcg-cli（开源纹理资源工具）

1. B站《PBR材质工作流实战》（https://www.bilibili.com/video/BV1oW41177oD/）；2. YouTube《Texture Mapping Techniques》（https://www.youtube.com/watch?v=Qz0qUe00Z2c）；3. B站《程序纹理生成与噪声应用》（https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744/）；4. YouTube《Subsurface Scattering Explained》（https://www.youtube.com/watch?v=H0H9Gf18H7E）；5. B站《纹理压缩技术详解》（https://www.bilibili.com/video/BV1zt411o7nD/）；6. YouTube《AI-Generated Textures with GANs》（https://www.youtube.com/watch?v=zBw5k53u0-o）；7. 慕课网《材质与纹理渲染实战》（https://www.imooc.com/course/list?c=design&keyword=材质纹理）

三、专项进阶技术阶段（3-4个月）

核心模块

知识点（含2024-2025最新技术）

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实时渲染进阶

1. 后处理效果：色调映射、泛光、景深、运动模糊、体积雾；2. 高级光照：环境光遮蔽（SSAO/HBAO/SSDO）、全局光照近似（Lightmaps/Lightprobes）、实时GI（Voxel GI 2025优化）；3. 粒子系统：粒子生成、物理模拟、粒子渲染（点精灵/网格粒子）；4. 地形渲染：高度图生成、LOD地形、地形纹理混合、植被渲染；5. 2025优化：硬件光线追踪加速实时GI、DLSS 3.0（深度学习超级采样）、FSR 3.0（帧生成技术）

1. 实时后处理指南（https://learnopengl.com/Advanced-Lighting/Post-processing）；2. 环境光遮蔽技术（https://www.gamedev.net/tutorials/programming/graphics/ssao-a-simple-and-practical-implementation-r2753/）；3. NVIDIA DLSS 文档（https://developer.nvidia.com/dlss）；4. 地形渲染教程（https://www.terathon.com/wiki/）；5. 粒子系统指南（https://www.scratchapixel.com/lessons/3d-basic-rendering/particle-systems/particle-systems-overview）

1. https://github.com/JoeyDeVries/LearnOpenGL（后处理效果实现）；2. https://github.com/iryoku/ssao（SSAO实现）；3. https://github.com/NVIDIA/DLSS（DLSS示例）；4. https://github.com/GPUOpen-Effects/FidelityFX-FSR（FSR实现）；5. https://github.com/simondevyoutube/ProceduralTerrainOpenGL（地形渲染）；6. https://github.com/spite/three-bmfont-text（粒子系统示例）

1. B站《实时渲染后处理效果实战》（https://www.bilibili.com/video/BV1oW41177oD/）；2. YouTube《Advanced Lighting in Real-Time Rendering》（https://www.youtube.com/watch?v=H0H9Gf18H7E）；3. B站《SSAO环境光遮蔽实现》（https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744/）；4. YouTube《DLSS 3.0 Explained & Implementation》（https://www.youtube.com/watch?v=zBw5k53u0-o）；5. B站《地形渲染与LOD技术》（https://www.bilibili.com/video/BV1zt411o7nD/）；6. YouTube《Particle Systems in OpenGL》（https://www.youtube.com/watch?v=Qz0qUe00Z2c）；7. Epic Games《Unreal Engine 5 实时渲染技术》（https://www.youtube.com/watch?v=5z8xLw99H7I）

离线渲染与影视特效

1. 离线渲染器架构：渲染器管线、采样策略、材质系统、光照计算；2. 经典渲染器：Arnold、V-Ray、Redshift、Blender Cycles；3. 影视特效技术：流体模拟（SPH/Meshless）、烟雾/火焰模拟、布料模拟、刚体/柔体动力学；4. 合成技术：图像合成、深度合成、颜色校正、特效叠加；5. 2025前沿：AI辅助离线渲染（渲染加速/效果优化）、实时预览离线渲染效果

1. Arnold 官方文档（https://docs.arnoldrenderer.com/）；2. Blender Cycles 教程（https://docs.blender.org/manual/en/latest/render/cycles/index.html）；3. 流体模拟指南（https://www.siggraph.org/publications/siggraph-2024/proceedings）；4. 影视特效技术博客（https://www.fxguide.com/）；5. AI渲染加速资源（https://www.nvidia.com/en-us/ai-on-gpu/for-creators/）

1. https://github.com/Autodesk/arnold-usd（Arnold USD插件）；2. https://github.com/blender/blender（Cycles渲染器源码）；3. https://github.com/InteractiveComputerGraphics/SPlisHSPlasH（流体模拟库）；4. https://github.com/AcademySoftwareFoundation/OpenRV（影视合成工具）；5. https://github.com/NVIDIA/OptiX_Apps（AI加速渲染示例）；6. https://github.com/rtv/OpenVDB（体积数据处理，烟雾/火焰模拟）

1. B站《Blender Cycles离线渲染实战》（https://www.bilibili.com/video/BV1jt411o7nD/）；2. YouTube《Arnold Renderer Tutorial》（https://www.youtube.com/watch?v=Qz0qUe00Z2c）；3. B站《流体模拟与影视特效》（https://www.bilibili.com/video/BV1aV4y157cM/）；4. YouTube《Fluid Simulation with SPlisHSPlasH》（https://www.youtube.com/watch?v=zBw5k53u0-o）；5. B站《影视特效合成技术》（https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744/）；6. YouTube《AI-Assisted Offline Rendering》（https://www.youtube.com/watch?v=H0H9Gf18H7E）；7. 加州艺术学院《影视图形学课程》（https://www.youtube.com/watch?v=5z8xLw99H7I）

AI驱动的图形学

1. 神经辐射场（NeRF）：基础原理、Instant NeRF、NeRF++ 2025优化版；2. 神经渲染：纹理生成、材质重建、视角合成、动态场景渲染；3. 超分辨率与画质增强：DLSS、FSR、AI图像修复、实时降噪；4. 生成式图形：AI生成3D模型（Text-to-3D）、AI生成纹理、AI驱动动画；5. 2025前沿：实时NeRF、多模态图形生成、AI辅助图形编辑

1. NeRF 官网（https://nerf-wiki.org/）；2. 神经渲染论文集（https://arxiv.org/search/cs?query=neural+rendering&searchtype=all&source=header）；3. NVIDIA AI渲染资源（https://developer.nvidia.com/ai-rendering）；4. Text-to-3D 技术指南（https://research.nvidia.com/labs/toronto-ai/GET3D/）；5. 生成式图形平台（https://www.runwayml.com/）

1. https://github.com/NVlabs/instant-ngp（Instant NeRF实现）；2. https://github.com/facebookresearch/pytorch3d（PyTorch 3D与神经渲染）；3. https://github.com/NVIDIA/DLSS（AI超分）；4. https://github.com/NVlabs/GET3D（Text-to-3D）；5. https://github.com/ashawkey/stable-dreamfusion（稳定扩散驱动3D生成）；6. https://github.com/google-research/google-research/tree/master/neural_rendering

1. B站《NeRF神经辐射场入门》（https://www.bilibili.com/video/BV1aV4y157cM/）；2. YouTube《Instant NeRF Tutorial》（https://www.youtube.com/watch?v=zBw5k53u0-o）；3. B站《AI生成3D模型实战》（https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744/）；4. YouTube《Neural Rendering Explained》（https://www.youtube.com/watch?v=H0H9Gf18H7E）；5. B站《DLSS AI超分技术详解》（https://www.bilibili.com/video/BV1zt411o7nD/）；6. YouTube《Text-to-3D with Stable Dreamfusion》（https://www.youtube.com/watch?v=Qz0qUe00Z2c）；7. 斯坦福大学《AI与图形学融合课程》（https://www.youtube.com/watch?v=P5kF9E5u3z4）

虚拟现实（VR）/增强现实（AR）图形技术

1. VR/AR 图形渲染要求：低延迟、高帧率、双目渲染、视场角适配；2. 空间跟踪：SLAM（同步定位与地图构建）、姿态估计、深度感知；3. 立体渲染：双目视觉原理、视差计算、瞳距适配；4. 虚实融合：AR标记识别、平面检测、光照一致性、遮挡处理；5. 2025技术：Varjo XR-4（高分辨率VR）、Apple Vision Pro图形适配、实时空间重建

1. Oculus VR 开发文档（https://developer.oculus.com/）；2. Apple Vision Pro 开发指南（https://developer.apple.com/visionos/）；3. SLAM 教程（https://www.3dgep.com/slam-tutorial/）；4. ARCore 文档（https://developers.google.com/ar）；5. VR/AR 图形优化（https://developer.nvidia.com/vr-graphics）

1. https://github.com/oculus-samples（Oculus VR示例）；2. https://github.com/google-ar/arcore-android-sdk（ARCore示例）；3. https://github.com/PointCloudLibrary/pcl（SLAM点云处理）；4. https://github.com/ceres-solver/ceres-solver（SLAM优化库）；5. https://github.com/Unity-Technologies/UnityARFoundationSamples（Unity AR示例）；6. https://github.com/OpenHMD/OpenHMD（跨平台VR设备驱动）

1. B站《VR/AR图形渲染基础》（https://www.bilibili.com/video/BV1zt411o7nD/）；2. YouTube《Oculus VR Development Tutorial》（https://www.youtube.com/watch?v=Qz0qUe00Z2c）；3. B站《SLAM与空间跟踪实战》（https://www.bilibili.com/video/BV1aV4y157cM/）；4. YouTube《ARCore平面检测与虚实融合》（https://www.youtube.com/watch?v=zBw5k53u0-o）；5. B站《Apple Vision Pro图形技术解析》（https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744/）；6. YouTube《Stereoscopic Rendering for VR》（https://www.youtube.com/watch?v=H0H9Gf18H7E）；7. 慕课网《VR/AR开发与图形技术》（https://www.imooc.com/course/list?c=mobile&keyword=VR%20AR）

数据可视化与科学计算图形学

1. 基础可视化：折线图、柱状图、散点图、热力图；2. 科学可视化：体数据可视化、流场可视化、分子结构可视化、地理信息可视化；3. 交互技术：缩放、平移、旋转、筛选、关联查询；4. 2025技术：3D数据可视化、动态流场实时可视化、AI辅助数据可视化（自动图表生成）；5. 高性能可视化：大规模数据渲染优化、GPU加速可视化

1. D3.js 文档（https://d3js.org/）；2. VTK 可视化指南（https://vtk.org/documentation/）；3. 科学可视化官网（https://www.sciviz.net/）；4. 地理信息可视化（https://leafletjs.com/）；5. GPU加速可视化（https://developer.nvidia.com/gpu-accelerated-visualization）

1. https://github.com/d3/d3（D3.js 数据可视化库）；2. https://github.com/Kitware/VTK（可视化工具包）；3. https://github.com/plotly/plotly.js（交互式可视化库）；4. https://github.com/Leaflet/Leaflet（地理信息可视化）；5. https://github.com/visgl/deck.gl（大规模3D数据可视化）；6. https://github.com/ComputationalRadiationPhysics/visit（科学可视化工具）

1. B站《D3.js数据可视化实战》（https://www.bilibili.com/video/BV1oW41177oD/）；2. YouTube《VTK Scientific Visualization Tutorial》（https://www.youtube.com/watch?v=84UYVCluClQ）；3. B站《科学计算可视化基础》（https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744/）；4. YouTube《3D Data Visualization with Deck.gl》（https://www.youtube.com/watch?v=zBw5k53u0-o）；5. B站《流场可视化技术》（https://www.bilibili.com/video/BV1zt411o7nD/）；6. YouTube《GPU-Accelerated Data Visualization》（https://www.youtube.com/watch?v=H0H9Gf18H7E）；7. 加州大学《数据可视化课程》（https://www.youtube.com/watch?v=P5kF9E5u3z4）

四、工程化与项目实战阶段（2-3个月）

核心模块

知识点（含2024-2025最新技术）

学习网站（含有效网址）

GitHub 项目地址

学习视频网站（含有效网址）

图形引擎开发

1. 引擎架构设计：模块划分（渲染模块、资源管理、场景管理、输入输出）；2. 核心模块实现：渲染器封装、着色器管理、纹理/模型加载、相机系统；3. 资源管理：资源加载、缓存策略、内存优化、资源打包；4. 2025工程化：跨平台引擎（Windows/macOS/Linux/移动端）、 Vulkan/Metal 统一渲染接口、引擎调试工具集成；5. 性能优化：Draw Call 优化、批处理、状态排序、GPU内存优化

1. 游戏引擎架构指南（https://www.gameenginebook.com/）；2. Vulkan 跨平台开发（https://www.khronos.org/vulkan/guide/）；3. 图形引擎性能优化（https://developer.nvidia.com/gameworks/）；4. 资源管理最佳实践（https://www.gamasutra.com/blogs/GabrielSantos/20190717/349644/Resource_Management_in_Game_Engines.php）；5. 引擎调试工具（https://renderdoc.org/docs.html）

1. https://github.com/Unity-Technologies/UnityCsReference（Unity引擎C#参考）；2. https://github.com/UnrealEngine/UnrealEngine（Unreal引擎源码，需申请）；3. https://github.com/amethyst/amethyst（Rust游戏引擎）；4. https://github.com/godotengine/godot（Godot引擎源码）；5. https://github.com/ssloy/tinyrenderer（迷你引擎入门）；6. https://github.com/GameTechDev/DirectX-Graphics-Samples（引擎模块示例）

1. B站《迷你图形引擎开发实战》（https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744/）；2. YouTube《Game Engine Architecture Tutorial》（https://www.youtube.com/watch?v=H0H9Gf18H7E）；3. B站《Vulkan引擎跨平台开发》（https://www.bilibili.com/video/BV1zt411o7nD/）；4. YouTube《Resource Management in Game Engines》（https://www.youtube.com/watch?v=Qz0qUe00Z2c）；5. B站《图形引擎性能优化实战》（https://www.bilibili.com/video/BV1aV4y157cM/）；6. YouTube《RenderDoc Debugging for Game Engines》（https://www.youtube.com/watch?v=zBw5k53u0-o）；7. 斯坦福大学《游戏引擎开发课程》（https://www.youtube.com/watch?v=P5kF9E5u3z4）

图形学项目实战

1. 基础项目：3D模型查看器、简单游戏（坦克大战/飞行模拟器）、实时渲染演示程序；2. 进阶项目：PBR渲染器、光线追踪渲染器、VR/AR应用（虚拟展厅/AR导航）；3. 前沿项目：NeRF实时渲染应用、AI生成3D内容工具、科学可视化系统；4. 竞赛项目：Siggraph学生竞赛、GameJam图形相关项目、可视化竞赛；5. 2025实战方向：实时NeRF+VR融合项目、Text-to-3D生成工具

1. Siggraph学生竞赛（https://www.siggraph.org/student-competitions）；2. GameJam 官网（https://globalgamejam.org/）；3. 可视化竞赛（https://www.kaggle.com/competitions?search=visualization）；4. NeRF项目实战指南（https://nerf-wiki.org/implementation-guides/）；5. VR/AR项目教程（https://developer.oculus.com/tutorials/）

1. https://github.com/ssloy/tinyrenderer（基础渲染器项目）；2. https://github.com/mmp/pbrt-v3（PBR渲染器项目）；3. https://github.com/NVlabs/instant-ngp（NeRF项目实战）；4. https://github.com/google-ar/arcore-android-sdk/tree/master/samples（AR项目示例）；5. https://github.com/Unity-Technologies/UnityARFoundationSamples（ARFoundation项目）；6. https://github.com/visgl/deck.gl/tree/master/examples（可视化项目示例）

1. B站《3D模型查看器开发实战》（https://www.bilibili.com/video/BV1oW41177oD/）；2. YouTube《PBR Renderer Project Tutorial》（https://www.youtube.com/watch?v=zBw5k53u0-o）；3. B站《NeRF实时渲染项目实战》（https://www.bilibili.com/video/BV1aV4y157cM/）；4. YouTube《AR Navigation App Tutorial》（https://www.youtube.com/watch?v=Qz0qUe00Z2c）；5. B站《GameJam图形项目开发》（https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744/）；6. YouTube《Data Visualization Competition Project》（https://www.youtube.com/watch?v=H0H9Gf18H7E）；7. 慕课网《图形学实战项目合集》（https://www.imooc.com/course/list?c=cpp&keyword=图形学实战）

图形学工具开发与部署

1. 工具开发：建模辅助工具、纹理编辑工具、渲染参数调优工具；2. 跨平台部署：Windows/macOS/Linux 打包、移动端（Android/iOS）适配、Web端（WebGPU/WebGL）部署；3. 云渲染：云端渲染架构、实时流传输、云渲染API集成；4. 工程化工具链：CI/CD 集成、自动化测试、性能监控；5. 2025部署趋势：WebGPU 跨平台Web部署、边缘计算辅助云渲染

1. WebGPU 部署指南（https://gpuweb.github.io/gpuweb/）；2. 云渲染服务（https://aws.amazon.com/zh-cn/nice-dcv/）；3. CI/CD 教程（https://docs.github.com/en/actions/automating-builds-and-tests/building-and-testing-code-with-ci-cd）；4. 跨平台打包工具（https://www.electronjs.org/docs/latest/）；5. 性能监控工具（https://developer.nvidia.com/nsight-graphics）

1. https://github.com/electron/electron（跨平台桌面应用）；2. https://github.com/gfx-rs/wgpu-rs（WebGPU部署示例）；3. https://github.com/aws/amazon-nice-dcv-sdk（云渲染SDK）；4. https://github.com/ocornut/imgui（工具UI开发）；5. https://github.com/google/benchmark（性能测试工具）；6. https://github.com/actions/starter-workflows（CI/CD配置）

1. B站《Electron跨平台图形工具开发》（https://www.bilibili.com/video/BV1zt411o7nD/）；2. YouTube《WebGPU Web Deployment Tutorial》（https://www.youtube.com/watch?v=zBw5k53u0-o）；3. B站《云渲染架构与部署》（https://www.bilibili.com/video/BV1aV4y157cM/）；4. YouTube《CI/CD for Graphics Projects》（https://www.youtube.com/watch?v=Qz0qUe00Z2c）；5. B站《图形工具性能监控实战》（https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744/）；6. YouTube《Cross-Platform Mobile Graphics App Deployment》（https://www.youtube.com/watch?v=H0H9Gf18H7E）；7. 慕课网《图形应用工程化部署》（https://www.imooc.com/course/list?c=devops&keyword=图形应用）

五、求职与进阶提升阶段

核心模块

知识点（含2024-2025最新技术）

学习网站（含有效网址）

GitHub 项目地址

学习视频网站（含有效网址）

求职准备

1. 岗位认知：实时渲染工程师、离线渲染工程师、VR/AR图形工程师、数据可视化工程师、AI图形算法工程师；2. 面试重点：图形学基础、渲染算法、API使用（Vulkan/DirectX）、项目经验、性能优化；3. 简历与作品集：项目梳理、技术难点、成果展示（渲染效果/性能数据）；4. 面试题整理：经典图形学问题、算法题（几何计算/渲染优化）、技术热点（AI+图形学）；5. 2025求职趋势：熟悉NeRF/神经渲染、WebGPU、AI生成图形技术者优先

1. 图形学岗位招聘（https://www.linkedin.com/jobs/computer-graphics-jobs/）；2. GitHub Jobs（https://jobs.github.com/）；3. 图形学面试指南（https://www.gamedeveloper.com/production/the-ultimate-guide-to-game-engine-programming-interviews）；4. 作品集展示平台（https://artstation.com/）；5. 技术博客平台（https://medium.com/、https://zhuanlan.zhihu.com/）

 

 

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