فلش‌کارت‌های آموزشی رمزگشایی "ذن گرافیک": سفری به دنیای بهینه‌سازی و جادوی بصری در برنامه‌نویسی

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره رمزگشایی "ذن گرافیک": سفری به دنیای بهینه‌سازی و جادوی بصری در برنامه‌نویسی

موضوع کلی: گرافیک کامپیوتری و بهینه‌سازی عملکرد

موضوع میانی: اصول و تکنیک‌های برنامه‌نویسی گرافیکی عمیق

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر ذن گرافیک: چرا بهینه‌سازی اهمیت دارد؟
• 2. چرخه عمر یک فریم: از CPU تا GPU
• 3. معماری سیستم کامپیوتری از دیدگاه گرافیک
• 4. مبانی عملکرد: مفاهیم Latency، Throughput و Bandwidth
• 5. ذهنیت برنامه‌نویس گرافیک: فراتر از API
• 6. اعداد و ارقام: اهمیت اندازه‌گیری و پروفایلینگ
• 7. مقدمه‌ای بر مدل‌های سه‌بعدی و نمایش آن‌ها
• 8. اشیاء، دوربین و نور در صحنه سه‌بعدی
• 9. سیستم‌های مختصات در گرافیک کامپیوتری
• 10. آشنایی با Pipeline رندرینگ مدرن
• 11. جبر خطی برای گرافیک: بردارها و ماتریس‌ها
• 12. عملیات برداری کلیدی: ضرب داخلی و ضرب خارجی
• 13. ماتریس‌های Transformation: انتقال، دوران، مقیاس
• 14. ترکیب Transformation ها و ترتیب اعمال آن‌ها
• 15. نمایش پرسپکتیو: ماتریس‌های Projection
• 16. تبدیل Viewport و نمایش نهایی تصویر
• 17. اعداد اعشاری و دقت در گرافیک (Floating Point Precision)
• 18. مفهوم Vertices و Indices
• 19. Primitivesهای رندرینگ: نقاط، خطوط، مثلث‌ها
• 20. ریشه‌یابی مشکلات عملکردی: رویکرد سیستماتیک
• 21. مدیریت حافظه در CPU: Heap، Stack و Cache
• 22. ساختارهای داده بهینه برای هندسه (مثلاً آرایه‌ها در برابر لیست‌ها)
• 23. کش (Cache) پردازنده: دوست یا دشمن عملکرد؟
• 24. Data-Oriented Design (DOD) در گرافیک
• 25. بهینه‌سازی دسترسی به حافظه (Memory Access Patterns)
• 26. پردازش موازی در CPU: Threads و Jobs
• 27. آماده‌سازی داده‌ها برای GPU: بسته‌بندی و فرمت‌ها
• 28. کاهش Overhead در سمت CPU و API
• 29. مفهوم Staging Buffers و همگام‌سازی CPU-GPU
• 30. اندازه‌گیری و تحلیل عملکرد CPU: Profiling Tools
• 31. معماری GPU: SIMD و موازی‌سازی عظیم
• 32. حافظه VRAM: Latency، Bandwidth و مدیریت آن
• 33. بافرها در GPU: Vertex Buffer, Index Buffer, Constant Buffer
• 34. Shader ها: Vertex Shader، Fragment Shader و مراحل آن‌ها
• 35. زبان‌های برنامه‌نویسی Shader (GLSL, HLSL, WGSL)
• 36. Uniforms و Attributes: ارسال داده‌ها به Shader ها
• 37. مفهوم Draw Call و Batching اولیه
• 38. ارتباط CPU با GPU: ارسال دستورات رندرینگ و Command List
• 39. Pipeline Graphics قابل برنامه‌ریزی: کنترل کامل
• 40. مروری بر API های گرافیکی (OpenGL, DirectX, Vulkan, Metal)
• 41. مدل‌های نورپردازی پایه: Ambient, Diffuse, Specular
• 42. محاسبه نرمال‌ها (Normals) برای نورپردازی
• 43. مفهوم Texture Mapping: اضافه کردن جزئیات بصری
• 44. Texel ها و Sample کردن Texture
• 45. فیلترینگ Texture: Bilinear, Trilinear, Anisotropic
• 46. MIP Mapping: بهینه‌سازی Texturing و کاهش Moiré
• 47. پیاده‌سازی دوربین Free-Look و First-Person
• 48. تبدیل Coordinates از فضای Local به World، View و Projection
• 49. شفافیت (Transparency) و Alpha Blending
• 50. بافر عمق (Depth Buffer) و Z-Testing
• 51. Culling اولیه: Frustum Culling, Back-face Culling
• 52. Occlusion Culling: جلوگیری از رندرینگ اشیاء پنهان
• 53. Instancing: رندرینگ چندین شیء یکسان بهینه
• 54. Level of Detail (LOD): کاهش پیچیدگی هندسه بر اساس فاصله
• 55. مدیریت و بهینه‌سازی منابع گرافیکی (Resource Management)
• 56. ساخت Texture Atlas ها و Array Textures
• 57. Static Batching و Dynamic Batching
• 58. Render States و اهمیت مدیریت آن‌ها
• 59. دستورالعمل‌های GPU برای بهینه‌سازی (GPU Instructions)
• 60. مفهوم Overdraw و راه‌های کاهش آن
• 61. تحلیل Bottleneck ها: شناسایی گلوگاه‌های عملکردی در گرافیک
• 62. ابزارهای پروفایلینگ GPU (مثلاً RenderDoc, NSight, PIX)
• 63. مدیریت Pipeline State Object (PSO) در API های مدرن
• 64. بهینه‌سازی Shader ها: کاهش دستورالعمل‌ها و پیچیدگی
• 65. Arithmetic Intensity و Cache Coherency در GPU
• 66. بهینه‌سازی دسترسی به VRAM و Layout داده‌ها
• 67. Stream Output و Feedback Loop در Pipeline
• 68. GPGPU و Compute Shaders: استفاده از GPU برای محاسبات عمومی
• 69. Tessellation Shaders: افزایش جزئیات هندسه به صورت پویا
• 70. تکنیک‌های Multithreaded Rendering و Command Buffer recording
• 71. رندرینگ سایه‌ها: Shadow Maps, Shadow Volumes
• 72. انعکاس‌ها: Reflection Probes, Screen Space Reflections (SSR)
• 73. Post-Processing Effects: Bloom, Depth of Field, Motion Blur, Tonemapping
• 74. تکنیک‌های Anti-Aliasing: MSAA, FXAA, TAA
• 75. Deferred Shading: بهینه‌سازی نورپردازی با تعداد زیادی نور
• 76. Physically Based Rendering (PBR): واقع‌گرایی فیزیکی مواد
• 77. HDR (High Dynamic Range) Rendering و Gamut Mapping
• 78. Global Illumination (GI) در زمان واقعی: مفاهیم پایه
• 79. Volume Rendering و Particle Systems
• 80. تکنیک‌های Real-Time Decal Rendering
• 81. اشکال‌زدایی Shader ها: چالش‌ها و روش‌های عملی
• 82. ابزارهای Diagnostic و Frame Debugger ها
• 83. ردیابی باگ‌های عملکردی: قدم به قدم و به روش علمی
• 84. Visualizing Performance Metrics و داده‌های پروفایلینگ
• 85. Log گرفتن از API Graphics و ابزارهای Capturing
• 86. تحلیل Heap Dump و Memory Leak در گرافیک
• 87. تست واحد (Unit Testing) برای ماژول‌های گرافیکی
• 88. تست رگرسیون (Regression Testing) بصری
• 89. ساخت ابزارهای سفارشی برای توسعه‌دهندگان گرافیک
• 90. مستندسازی کد و اصول طراحی بهینه برای قابلیت نگهداری
• 91. Ray Tracing در زمان واقعی: اصول، Acceleration Structure و API
• 92. Vulkan, Metal, DirectX 12: فلسفه API های Low-Level
• 93. Async Compute و Concurrency در GPU
• 94. Mesh Shaders و نسل جدید هندسه Pipeline
• 95. Variable Rate Shading (VRS)
• 96. هوش مصنوعی در گرافیک: Upscaling (DLSS, FSR) و Generation
• 97. بهینه‌سازی برای واقعیت مجازی (VR) و واقعیت افزوده (AR)
• 98. معماری رندرینگ Data-Driven و Job System ها
• 99. هنر و علم: بالانس زیبایی و عملکرد
• 100. فلسفه ذن در برنامه‌نویسی گرافیک: سادگی، عمق و تسلط