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目录 1

前言 1

序言 1

第一章　什么是交互式图形学 1

1.1 引言 1

1.2 图象处理即图形分析 3

1.3 交互式图形学的优点 3

1.4 计算机图形学的一些代表性应用 5

1.5 应用的分类 8

1.6 未来的交互式图形学——交互通讯的通用方式 10

1.7 计算机图形学简史 13

1.8 交互式图形学中程序员模型的概貌 17

练习 19

第二章　基本的交互式图形程序设计 21

2.1 模型、图形的描述及交互作用 21

2.2 简单的图形程序包介绍 25

2.3 图形绘制 26

2.4 开窗及裁剪 28

2.5　分段 31

2.6 一幅简单的图 32

2.7 视图区 33

2.8 字符串 35

2.10　交互式图形程序——符号的布置图 37

2.9 SGP的作图功能小结 37

2.11　从数据结构中生成一个图形 38

2.12　交互式程序设计 41

2.13　使用按钮做功能调用的主程序 45

2.14　使用菜单做功能调用 46

2.15　定义一个名称 51

2.16　在数据结构中增加符号 53

2.17　删除符号 61

2.18　用扫视和缩放来改变视图 61

2.20　另一种实现方案 70

2.19　给光栅显示增加实心面积 70

2.21　小结 71

练习 72

第三章　图形系统的硬件 75

3.1 只用于输出的技术 76

3.2 置示技术 81

3.3 随机扫描显示处理单元 88

3.4 交互操作的输入设备 99

3.5 光栅扫描显示处理单元 101

练习 105

4.1 SGP的概况 107

第四章　一个简单图形程序包（SGP）的实现 107

4.2 观察运算 111

4.3　DPU程序代码的产生 120

4.4 CPU-DPU的同步操作 128

4.5　交互处理 130

4.6 用于其它设备的分段式DPU程序 131

4.7 错误处理 132

4.8 与设备无关的图形学 133

4.9 小结 135

练习 136

7.7 改变坐标系实现变换 139

5.1 设备和技术的逻辑分类 139

第五章　交互作用的设备和技术 139

5.2 用于交互作用的物理设备 140

5.3 模拟逻辑设备的技术 148

5.4 交互技术 156

练习 160

第六章　用户与计算机作图形交互对话的设计 161

6.1 语言模拟 162

6.2 语言模式 163

6.3 设计原则 165

6.4 设计过程 177

练习 179

第七章　几何变换 181

7.1 二维变换 181

7.2 二维变换的齐次坐标及矩阵表示 183

7.3 二维变换的组合 185

7.4 有关效率的一些考虑 187

7.5 三维变换的矩阵表示 188

7.6 三维变换的组合 190

练习 196

第八章　三维空间的观察过程 198

8.1 投影 198

8.2 平面几何投影的数学基础 203

8.3 确定一个任意的三维视图 206

8.4 平面几何投影的计算 208

8.5 以一个规范化观察空间为边界进行裁剪 217

8.6 图象变换 218

8.7 简单图形程序包中（SGP）的三维观察过程 222

8.8 小结 232

练习 232

第九章　模型及物体层次 235

9.1 什么是模型？ 235

9.2 几何模型和物体层次 238

9.3 物体布置及图例变换 240

9.4 用当前的变换矩阵对物体作变换 242

9.5 推广到二级层次及n级层次 247

9.6 如何进行层次的编码 258

9.7 多级的相互关系 271

9.8 属性的传递 273

9.9 左乘及右乘 274

9.10　将模型的遍历与观察运算组合起来 275

9.11　本体坐标系中的裁剪 277

9.12　外接边界（extents） 281

9.13　物体窗口及图例矩形 287

9.14　小结 290

练习 291

第十章　新型显示结构 294

10.1　引言 294

10.2　背景 294

10.3　简单的刷新式显式器 296

10.4　在图象空间中的向量变换和裁剪 300

10.5　具有模型变换和观察运算的高性能显示器 303

10.6　用于高性能结构的功能模型 305

10.7　EVANS SUTHERLAND PS 300——又一轮循环 314

10.8　光栅图形系统的扩展——Megatek 7200 316

10.9　多处理器和主机-卫星机图形系统 318

10.10　小结 321

练习 321

第十一章　光栅系统的算法和软件 323

11.1　引言 323

11.2　直线的扫描变换 323

11.3　字符的扫描变换 329

11.4　圆的扫描变换 330

11.5　区域填充 334

11.6　多边形裁剪 337

11.7　多边形的扫描变换 341

11.8　具有暂时优先数的非分段图形系统子程序包 347

11.9　具有优先数的分段的图形处理子程序包 352

练习 356

第十二章　光栅显示器结构 359

12.1　引言 359

12.2　一个简单的光栅显示器系统 359

12.3　光栅显示器的程序设计 364

12.4　图象显示系统 366

12.5　其它的光栅显示结构 371

12.6　个人计算机的光栅显示结构 376

练习 377

13.1　引言 379

第十三章　三维形体的表示 379

13.2　多边形网格 380

13.3　多边形网格表示法的一致性 382

13.4　平面方程 384

13.5　三次参数曲线 386

13.6　三次参数曲面 393

13.7　曲线和曲面片的变换 398

13.8　双三次曲面上点的计算 398

练习 401

第十四章　对图象真实感的探讨 403

14.1　引言 403

14.2　显示深度关系的技术 404

14.3　立体摄象 407

14.4　视觉真实感的探讨 410

第十五章　消除隐藏边和隐藏面的算法 412

15.1　引言 412

15.2　简化深度比较：透视变换 412

15.3　避免作深度比较：外接边界 414

15.4　深度排序算法 415

15.5　Z缓存算法 417

15.6　扫描线算法 418

15.7　面积细分算法 421

15.8　算法的效率 424

15.9　曲面的算法 425

练习 426

第十六章　明暗模型 428

16.1　引言 428

16.2　漫反射和环境光线 428

16.3　镜面反射 429

16.4　多边形网格的明暗处理 432

16.5　阴影 434

16.6　透明表面 435

16.7　表面细节 437

练习 439

第十七章　亮度和彩色 440

17.1　引言 440

17.2　消色差的颜色：亮度 440

17.3　有彩色的颜色 446

17.4　光栅图形用的各种颜色模型 451

17.5　复制彩色的硬拷贝 459

17.6　颜色协调 459

17.7　在交互式图形技术中应用颜色 460

练习 460

参考文献 462