本系列根据国外一个图形小哥的讲解为本，整合互联网的一些资料，结合自己的一些理解。
场景的组成部分
场景相当于一个或多个模型的集合。模型包含以下内容：
- 结构描述：几何形状，如顶点、纹理坐标等
- 表面描述：外观及光照等
犹他壶模型（Utah teapot）
对于学图形学的人来说，犹他壶并不陌生。犹他壶模型是计算机图形学早期著名的3D模型（大约70年代~80年代）。在那个时候，3D模型通常被表示为多项式函数，主要技术被称为“样条曲线（spline curves）”，该技术将模型划分为多个表面块，如下所示：
三角形网格
现在我们主要使用多边形或三角形网格来构建模型。
3D 对象数据的类型
- 多边形网格（polygonal meshes） —— 代表复杂的现实世界对象。
- 样条面片（spline patches） —— 程序化建模。
- 体积数据，体素（voxel） —— 通过将对象的密度存储在三维数组中来表示对象。
- 构造立体几何（Constructive Solid Geometry） —— 常用于机器零件。
- 其他。
这是网格和样条线之间的比较：
建模技术
点云技术
首先，点云样本是非结构化的数据，所以没有关于两点之间邻接（连通性）的信息。为了使点能够连接在一起，我们必须使用额外的算法，例如 K 最近邻算法。
使用点云技术的优点之一是“简单”。此外，由于点云样本通过扫描能成为“原始数据raw data”，因此如今备受关注。
使用相机进行 3D 扫描
原理是通过一系列相机扫描物体，之后相机生成点云并捕获纹理。
原始数据都是“rgbd”数据，“rgb”的部分用于表示颜色和纹理，然后“d”（深度）用于生成点云。深度是指点与相机之间的距离。
多边形汤（Polygon Soup）
多边形汤是一组非结构化的多边形。它可以渲染一个对象，但不可以再进行其他操作，因为这些多边形之间并没有几何上的连系，也不含拓扑信息。为什么起这个名可以看下知乎的一个回答。
网格（Mesh）
网格是一组连接的多边形（通常是三角形）。 例如，多边形可以由多个三角形组成，并且三角形表示为一组顶点。一开始三角形之间没有连接，我们可以通过为每个顶点附加有关相邻三角形的附加信息（索引）来实现多边形上的连接。
网格是表示对象的显式方法。
隐式曲面（水平集 Level set）
通过使用三维函数，我们可以隐式地表示一个对象。曲面表面上的点应满足“F(x,y,z) = 0”。当函数的结果为零时，表示该点是曲面上的一个点，称为等值曲面。
这种技术有优点也有缺点。
优点：
- 可以保证模型无孔洞
- 易于改变拓扑
缺点：
- 必须遍历体积数据，就会造成 CPU 时间开销，导致速度慢。
- 需要更多的内存空间。
体素（Voxels）
医疗领域在CT、MRI中经常使用此类物体。体素是体积数据的 3D 图像。
构造立体几何
使用主要的几何图形，从布尔运算的层次结构中获得目标几何图形（并集、差集和交集），例子之一是CAD程序中的机械建模。
场景图（Scene Graph）
文章的开头提到过“一个场景相当于一个或多个模型的组合”。我们可以将模型放置为层次树，而不是将它们放置为列表。
如下图所示，从办公桌的角度来看，桌面上的一组模型（电话、镜子、相框）是叶子节点。通过使它们依赖于办公桌，我们可以构建新的模型。
通过绘制一组对象的图形，我们可以应用视椎体进行剔除。“视锥体”是相机能够看到物体的空间。“剔除”是一种不会在视锥体空间之外渲染对象的技术。创建一组模型后，我们可以为包含所有对象的组设置包围体。如果我们将视图空间投影到单位立方体空间（NDC空间），红球将位于该空间之外。然后，我们可以在 CPU 操作内将其从渲染目标中删除。
程序化建模
我们在这里使用替换规则。
程序化建模的一个例子是“地形”。我们不使用纯随机数，而是利用高度图并生成受相邻位置高度影响的随机数。
