🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: گرافیک کامپیوتری: معماری و الگوریتم‌های رندرینگ

موضوع کلی: علوم کامپیوتر

موضوع میانی: گرافیک کامپیوتری

📋 سرفصل‌های دوره (100 موضوع)

• 1. مقدمه‌ای بر گرافیک کامپیوتری و کاربردهای آن
• 2. تاریخچه گرافیک کامپیوتری: از اسپیس‌وار تا ردیابی پرتو بی‌درنگ
• 3. پیکسل‌ها، فریم‌بافر و نمایشگرهای شطرنجی
• 4. فضاهای رنگی: RGB, CMYK, HSV
• 5. عمق رنگ و فرمت‌های تصویر
• 6. تصاویر برداری در مقابل تصاویر شطرنجی
• 7. مبانی ریاضی: نقاط و بردارها
• 8. عملیات برداری: جمع، تفریق و ضرب اسکالر
• 9. ضرب داخلی (Dot Product) و کاربردهای آن
• 10. ضرب خارجی (Cross Product) و کاربردهای آن
• 11. ماتریس‌ها و عملیات ماتریسی
• 12. تبدیلات خطی و افاین
• 13. مختصات همگن و کاربرد آن در تبدیلات
• 14. خط لوله رندرینگ: یک نمای کلی
• 15. معماری GPU: از پردازش گرافیکی تا محاسبات عمومی
• 16. رسم خط: الگوریتم DDA
• 17. رسم خط: الگوریتم برسنهام
• 18. رسم دایره و بیضی
• 19. پر کردن چندضلعی‌ها: الگوریتم خط اسکن
• 20. تبدیلات دو بعدی: انتقال، دوران و مقیاس‌بندی
• 21. ترکیب تبدیلات دو بعدی
• 22. برش (Clipping) دو بعدی: الگوریتم کوهن-ساترلند
• 23. برش چندضلعی‌ها: الگوریتم ساترلند-هاجمن
• 24. ضد پلگی (Antialiasing) و نمونه‌برداری فوق‌العاده (Supersampling)
• 25. سیستم‌های مختصات سه بعدی: محلی، جهانی و دوربین
• 26. تبدیلات سه بعدی: انتقال و مقیاس‌بندی
• 27. دوران سه بعدی: زوایای اویلر و مشکل قفل گیمبال
• 28. کواترنیون‌ها برای دوران پایدار
• 29. نمایش اشیاء سه بعدی: مش‌های چندضلعی (Polygon Meshes)
• 30. تبدیل نما (Viewing Transformation): تعریف دوربین
• 31. تبدیل پروجکشن: ارتوگرافیک و پرسپکتیو
• 32. ماتریس پروجکشن پرسپکتیو
• 33. هرم دید (View Frustum)
• 34. برش در فضای سه بعدی
• 35. تبدیل درگاه دید (Viewport Transformation)
• 36. ماتریس مدل-نما-پروجکشن (MVP)
• 37. حذف سطوح نامرئی: الگوریتم بافر عمق (Z-Buffer)
• 38. حذف سطوح پشتی (Back-face Culling)
• 39. فیزیک نور و رنگ: مقدمه‌ای بر رادیومتری
• 40. مدل‌های نوری محلی در مقابل سراسری
• 41. منابع نور: نقطه‌ای، جهت‌دار و متمرکز
• 42. مدل بازتاب لمبرتی (Diffuse Reflection)
• 43. مدل بازتاب فونگ (Specular Reflection)
• 44. مدل نورپردازی بلین-فونگ
• 45. سایه‌زنی مسطح (Flat Shading)
• 46. سایه‌زنی گورو (Gouraud Shading)
• 47. سایه‌زنی فونگ (Phong Shading)
• 48. مقدمه‌ای بر زبان‌های سایه‌زنی (GLSL/HLSL)
• 49. خط لوله سایه‌زن‌های برنامه‌پذیر
• 50. سایه‌زن‌های رأس (Vertex Shaders)
• 51. سایه‌زن‌های قطعه (Fragment/Pixel Shaders)
• 52. نگاشت بافت (Texture Mapping): اصول اولیه
• 53. مختصات UV
• 54. فیلتر کردن بافت: نزدیکترین همسایه و دوخطی
• 55. Mipmapping و فیلتر کردن سه‌خطی
• 56. فیلتر کردن ناهمسانگرد (Anisotropic Filtering)
• 57. نگاشت برجستگی (Bump Mapping)
• 58. نگاشت نرمال (Normal Mapping)
• 59. نگاشت جابجایی (Displacement Mapping)
• 60. شفافیت و ترکیب آلفا (Alpha Blending)
• 61. الگوریتم‌های سایه: نگاشت سایه (Shadow Mapping)
• 62. مشکلات نگاشت سایه: آکنه سایه و پلگی
• 63. تکنیک‌های پیشرفته سایه‌زنی: PCF و VSM
• 64. نگاشت محیط (Environment Mapping) و مکعب‌های بازتاب
• 65. رندرینگ مبتنی بر تصویر (Image-Based Lighting)
• 66. رندرینگ تاخیری (Deferred Shading)
• 67. اصول ردیابی پرتو (Ray Tracing)
• 68. تقاطع پرتو با کره
• 69. تقاطع پرتو با صفحه
• 70. تقاطع پرتو با مثلث: الگوریتم مولر-ترومبور
• 71. ردیابی پرتو بازگشتی: بازتاب و شکست نور
• 72. قانون اسنل و شکست نور
• 73. سایه‌ها در ردیابی پرتو
• 74. ساختارهای شتاب‌دهنده: حجم‌های احاطه‌کننده (Bounding Volumes)
• 75. سلسله مراتب حجم‌های احاطه‌کننده (BVH)
• 76. تقسیم‌بندی فضای دودویی (BSP Trees) و درختان کی‌دی (k-d Trees)
• 77. مقدمه‌ای بر نورپردازی سراسری (Global Illumination)
• 78. معادله رندرینگ
• 79. ردیابی مسیر (Path Tracing)
• 80. انتگرال‌گیری مونت کارلو
• 81. نمونه‌برداری اهمیت (Importance Sampling)
• 82. روشنایی (Radiosity)
• 83. فوتون مپینگ (Photon Mapping)
• 84. انسداد محیطی (Ambient Occlusion)
• 85. انسداد محیطی فضای صفحه (SSAO)
• 86. رندرینگ مبتنی بر فیزیک (PBR): اصول و مفاهیم
• 87. تابع توزیع بازتاب دوطرفه (BRDF)
• 88. نظریه میکروسرفیس (Microfacet Theory)
• 89. اثر فر넬 (Fresnel Effect)
• 90. جریان کاری PBR: فلزی/زبری (Metallic/Roughness)
• 91. پردازش نهایی (Post-Processing): شکوفایی (Bloom) و نگاشت تُن (Tone Mapping)
• 92. عمق میدان (Depth of Field)
• 93. تاری حرکتی (Motion Blur)
• 94. منحنی‌های پارامتریک و سطوح (بزیه و اسپلاین)
• 95. شبیه‌سازی پارچه و فیزیک اجسام نرم
• 96. سیستم‌های ذرات برای شبیه‌سازی آتش، دود و آب
• 97. گرافیک کامپیوتری بی‌درنگ در مقابل آفلاین
• 98. APIهای گرافیکی مدرن: OpenGL, Vulkan, DirectX
• 99. معماری GPUهای مدرن و پردازش موازی
• 100. ردیابی پرتو بی‌درنگ (Real-Time Ray Tracing) و هسته‌های RT

گرافیک کامپیوتری: معماری و الگوریتم‌های رندرینگ - خلق تصاویری فراتر از واقعیت!

معرفی دوره

آیا رویای ساختن دنیاهای مجازی شگفت‌انگیز را در سر دارید؟ آیا می‌خواهید پشت پرده‌ی تصاویر خیره‌کننده‌ای که در بازی‌ها، فیلم‌ها و نرم‌افزارهای سه‌بعدی می‌بینید را کشف کنید؟ دوره‌ی جامع "گرافیک کامپیوتری: معماری و الگوریتم‌های رندرینگ" کلید ورود شما به این دنیای جذاب و پر رونق است.

این دوره با الهام از کتاب ارزشمند "Graphics" طراحی شده است، کتابی که سال‌ها به عنوان مرجع اصلی در زمینه گرافیک کامپیوتری شناخته می‌شود. ما در این دوره، با زبانی ساده و قابل فهم، مفاهیم عمیق این کتاب را باز کرده و به شما کمک می‌کنیم تا نه تنها اصول نظری، بلکه مهارت‌های عملی مورد نیاز برای پیاده‌سازی الگوریتم‌های گرافیکی را نیز کسب کنید.

درباره دوره

دوره‌ی "گرافیک کامپیوتری: معماری و الگوریتم‌های رندرینگ" یک دوره جامع و عملی است که شما را از سطح مبتدی تا پیشرفته در زمینه گرافیک کامپیوتری هدایت می‌کند. ما در این دوره به بررسی دقیق معماری سخت‌افزاری کارت‌های گرافیک، الگوریتم‌های رندرینگ دو بعدی و سه بعدی، تکنیک‌های نورپردازی و سایه‌زنی، بافت‌گذاری، و بسیاری موضوعات دیگر خواهیم پرداخت. محتوای این دوره به گونه‌ای طراحی شده است که با پوشش دادن مفاهیم کلیدی کتاب "Graphics"، شما را برای ورود به بازار کار و یا ادامه تحصیل در مقاطع بالاتر آماده سازد.

موضوعات کلیدی

• معماری سخت‌افزاری کارت‌های گرافیک (GPU)
• الگوریتم‌های رندرینگ دو بعدی (خط، دایره، چندضلعی)
• تبدیلات هندسی (انتقال، دوران، مقیاس‌بندی)
• الگوریتم‌های رندرینگ سه بعدی (Pipeline)
• تکنیک‌های نورپردازی و سایه‌زنی (Phong, Blinn-Phong)
• بافت‌گذاری (Texture Mapping)
• مدل‌سازی سه‌بعدی
• OpenGL و DirectX (مقدماتی)
• بهینه‌سازی عملکرد
• رندرینگ مبتنی بر فیزیک (PBR)

مخاطبان دوره

این دوره برای افراد زیر مناسب است:

• دانشجویان و فارغ‌التحصیلان رشته‌های علوم کامپیوتر، مهندسی نرم‌افزار و رشته‌های مرتبط
• توسعه‌دهندگان بازی‌های ویدئویی
• توسعه‌دهندگان نرم‌افزارهای سه‌بعدی
• علاقه‌مندان به گرافیک کامپیوتری که به دنبال یک آموزش جامع و عمیق هستند
• متخصصانی که می‌خواهند دانش خود را در زمینه گرافیک کامپیوتری به‌روز کنند

چرا این دوره را بگذرانیم؟

گذراندن این دوره به شما کمک می‌کند تا:

• درک عمیقی از مبانی و مفاهیم گرافیک کامپیوتری به دست آورید.
• مهارت‌های عملی مورد نیاز برای پیاده‌سازی الگوریتم‌های گرافیکی را کسب کنید.
• آمادگی لازم برای ورود به بازار کار در زمینه گرافیک کامپیوتری را پیدا کنید.
• پروژه‌های گرافیکی پیچیده را طراحی و پیاده‌سازی کنید.
• درک بهتری از نحوه عملکرد بازی‌ها و نرم‌افزارهای سه‌بعدی پیدا کنید.
• از دانش به‌روز در زمینه گرافیک کامپیوتری بهره‌مند شوید.
• با مفاهیم پیشرفته مانند رندرینگ مبتنی بر فیزیک (PBR) آشنا شوید.

سرفصل‌های دوره

این دوره شامل بیش از 100 سرفصل جامع است که به طور کامل مباحث گرافیک کامپیوتری را پوشش می‌دهد. برخی از سرفصل‌های کلیدی عبارتند از:

• مقدمه‌ای بر گرافیک کامپیوتری و تاریخچه آن
• معرفی سخت‌افزار گرافیکی (GPU) و معماری آن
• فضاهای رنگی و مدل‌های رنگی
• الگوریتم‌های رسم خط (DDA, Bresenham)
• الگوریتم‌های رسم دایره
• پر کردن چندضلعی‌ها (Scanline, Flood Fill)
• تبدیلات دو بعدی (انتقال، دوران، مقیاس‌بندی، برش)
• ماتریس‌های همگن و تبدیلات مرکب
• تبدیلات سه بعدی
• دوربین و Projection
• نورپردازی (Ambient, Diffuse, Specular)
• مدل‌های نورپردازی (Phong, Blinn-Phong)
• سایه‌زنی (Flat, Gouraud, Phong)
• بافت‌گذاری (Texture Mapping) و انواع بافت
• Filterهای بافت
• Mipmapping
• مدل‌سازی سه‌بعدی (Mesh, Polygon, Vertex)
• منحنی‌ها و سطوح
• Visibility Detection و Culling
• OpenGL: نصب و راه‌اندازی
• OpenGL: رندرینگ اولیه
• OpenGL: استفاده از Shaderها
• DirectX (مقدماتی)
• Shader Language (GLSL/HLSL)
• فریم‌بافر و رندر تا تارگت
• تکنیک‌های رندرینگ پیشرفته (Shadow Mapping, Deferred Shading)
• بهینه‌سازی عملکرد گرافیکی
• مقدمه‌ای بر رندرینگ مبتنی بر فیزیک (PBR)
• BRDF و IBL
• و بسیاری مباحث دیگر...