اپلیکیشن اندرویدی فلش‌کارت آموزشی مبانی ریاضی و پیاده‌سازی الگوریتم‌های پرتو‌نگاری (Ray Tracing) در گرافیک سه‌بعدی

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره مبانی ریاضی و پیاده‌سازی الگوریتم‌های پرتو‌نگاری (Ray Tracing) در گرافیک سه‌بعدی

موضوع کلی: علوم رایانه و مهندسی نرم‌افزار

موضوع میانی: گرافیک رایانه‌ای و پردازش تصویر

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مبانی و تاریخچه گرافیک رایانه‌ای و پرتو‌نگاری
• 2. ساختار هندسی فضای سه‌بعدی و دستگاه مختصات کارتزین
• 3. معادلات ریاضی خط و پرتو در فضای سه‌بعدی
• 4. بردارها و عملیات جبری پایه در گرافیک رایانه‌ای
• 5. مفاهیم نور و تعامل آن با سطوح در فیزیک اپتیک
• 6. آشنایی با مدل‌های ریاضی نمایش اجسام در فضای سه‌بعدی
• 7. معادله ریاضی کره و تقاطع آن با پرتو
• 8. الگوریتم‌های محاسباتی برای تشخیص تقاطع پرتو و کره
• 9. محاسبه نقاط برخورد و بردار نرمال در سطوح کروی
• 10. پیاده‌سازی ساختار داده‌ای برای اشیاء در صحنه سه‌بعدی
• 11. مبانی رنگ در رایانه و مدل‌های نمایش RGB
• 12. نورپردازی پایه و قانون لامبرت در سطوح تخت و منحنی
• 13. مفهوم بازتاب نور و محاسبه بردار بازتاب
• 14. پیاده‌سازی دوربین مجازی و تبدیل مختصات جهان به تصویر
• 15. مفهوم میدان دید و فاصله کانونی در دوربین‌های مجازی
• 16. اصول نمونه‌برداری از پرتوها برای تولید تصویر
• 17. الگوریتم‌های حذف سطوح پنهان در پرتو‌نگاری
• 18. مدل‌سازی سایه‌ها با استفاده از پرتوهای سایه
• 19. محاسبه تداخل پرتو با اشیاء چندگانه در صحنه
• 20. بهینه‌سازی محاسبات ریاضی در تقاطع‌های پیچیده
• 21. ساختار داده‌های سلسله‌مراتب محدودکننده برای سرعت‌بخشی
• 22. پیاده‌سازی توابع محاسبه تقاطع برای اشکال هندسی پایه
• 23. مفاهیم شفافیت و شکست نور در محیط‌های فیزیکی
• 24. اصول بازتاب آینه‌ای و محاسبه شدت نور
• 25. پیاده‌سازی الگوریتم رندرینگ بازگشتی برای بازتاب‌های چندگانه
• 26. مفهوم آنتی‌الیاسینگ و کاهش نویز در تصویر نهایی
• 27. تکنیک‌های نمونه‌برداری تصادفی برای بهبود کیفیت خروجی
• 28. مدیریت حافظه در پیاده‌سازی موتورهای رندرینگ
• 29. پردازش موازی و نقش آن در افزایش سرعت رندر
• 30. استفاده از کتابخانه‌های استاندارد ریاضی در برنامه‌نویسی گرافیک
• 31. تولید تصویر خروجی در فرمت‌های استاندارد گرافیکی
• 32. بررسی خطاهای محاسباتی و دقت ممیز شناور در رندرینگ
• 33. پیاده‌سازی یک موتور پرتو‌نگاری ساده از صفر
• 34. تحلیل عملکرد الگوریتم‌های پرتو‌نگاری در محیط‌های پیچیده
• 35. اصول کار با بافت‌ها و نگاشت آن‌ها بر سطوح
• 36. مدل‌سازی منابع نوری نقطه‌ای و گسترده در فضای سه‌بعدی
• 37. مفهوم عمق میدان و شبیه‌سازی لنزهای دوربین
• 38. تکنیک‌های نورپردازی غیرمستقیم در مقیاس ساده
• 39. ارزیابی نهایی و بهینه‌سازی کدهای پیاده‌سازی شده
• 40. آینده الگوریتم‌های رندرینگ و سخت‌افزارهای گرافیکی مدرن