理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    透過光子輔助的流形採樣來實現加速焦散繪製
    (2023) 李飛; Lee, Fei
    焦散、聚光的繪製一直是長期存在於光線傳輸模擬領域中的問題。這些複雜的照明效果是因為光線與具有接近Dirac Delta分布的雙向反射分佈函數(BRDF)之specular材料相互作用而產生。儘管光子映射類型的演算法可以有效地採樣這些困難的路徑,但代價是偏差。另一方面,許多無偏方法則是採用局部探索方法(如流形採樣)來解決此問題,這些方法利用specular表面的形成的流形性質來搜索其中可能的路徑,但需要時間讓其牛頓求解器進行迭代計算。在這篇論文中,我們提出了一種無偏的焦散採樣方法,稱為光子驅動的流形採樣 (Photon-driven Manifold Sampling)。與Specular Manifold Sampling類似,這種方法提供了一個從primary hit point通過流形採樣採樣焦散路徑的方法。但是與其使用隨機採樣specular interaction,我們使用鄰近區域中的光子路徑作為我們局部探索的初始猜測。這使我們能夠結合光子映射和流形採樣的優點,在相同時間內實現噪點減少和改善焦散採樣品質。
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    使用OpenCL實現多光源方法之全局照明的光跡追蹤
    (2014) 江庭瑋; Ting-Wei Chiang
    本論文之主要目的為在OpenCL平台上實現多光源方法。在圖學領域中,對於如何渲染出擬真畫面的議題一直都有產出相當數量的研究與論文,其中在針對照明方面,可以分成直接照明與全局照明,本研究中所使用的多光源方法即屬於後者,其為全局照明的計算提供了統一的數學框架,在生成虛擬點光源與計算顏色兩步驟皆有可被平行處理的特性,因而建立了我們在OpenCL平台上實行多光源方法的想法。選擇多光源方法除了因為其演算法方便使用者調整虛擬點光源的數量,以達到所需的圖像品質與效能,也因為此方法能適用於各種燈光、材質與複雜模型上,再加上時間成本的可預測性和可靠性,讓多光源方法已成為渲染大規模場景的選擇之一。 本研究針對多光源方法的兩個步驟做平行化,第一個步驟為生成虛擬點光源,即由光源朝向場景中任意方向發射粒子,並透過演算法決定是否在擊中點創建虛擬點光源;第二個步驟為計算顏色,即以像素為平行化單位,透過疊加每個虛擬點光源進行光跡追蹤所計算出的顏色,得到最後的渲染結果。 本研究所渲染的對象為靜態場景,利用OpenCL能夠在異質系統架構中平行且良好地運作的特性,在現今常用的裝置架構下實現多光源方法。我們將傳統多光源方法與光跡追蹤演算法進行改良,實作出具全局照明效果的OpenCL光跡追蹤器。