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第1章 绪论 1

1.1 计算机图形学的概念 1

1.2 计算机图形学的发展 2

1.3 计算机图形学的应用 4

1.4 常用的图形输入／输出设备 5

1.4.1 输入设备 6

1.4.2 输出设备 8

1.5 计算机图形系统 13

习题 14

第2章 直线和直线图形 15

2.1 直线以及直线的绘制 15

2.2 生成直线的几种常用算法 16

2.2.1 逐点比较法 16

2.2.2 数值微分法 22

2.2.3 Bresenham算法 24

2.3 线宽和线型 29

习题 33

3.1.2 多边形的描述 35

3.1.1 凸多边形与凹多边形 35

3.1 多边形的概念 35

第3章 多边形 35

3.2 多边形的填充 36

3.2.1 点是否在内部的检验 36

3.2.2 连贯性原理 38

3.3 多边形填充算法 40

3.3.1 扫描线算法 40

3.3.2 边填充算法 45

3.3.3 种子填充算法 48

3.4 反走样基础 53

3.4.1 提高分辨率 54

3.4.2 简单的区域反走样算法 54

3.4.3 卷积积分与反走样算法 55

3.4.4 半色调技术 56

习题 57

第4章 二次曲线 58

4.1 圆弧的逐点插补法 58

4.1.1 逐点插补法基本思想 58

4.1.2 判别函数 59

4.1.4 如何判别终点 61

4.1.3 象限判别 61

4.2 圆弧的正负法 66

4.3 圆弧的Bresenham算法 69

4.4 椭圆的生成算法 73

4.5 二次曲线的参数拟合法 75

4.5.1 二次曲线的一般参数方程 76

4.5.2 二次曲线的分类 77

4.6 圆弧线宽的处理 82

习题 83

5.1 窗口视图变换 84

第5章 裁剪 84

5.2 二维裁剪 85

5.3 Sutherland-Cohen分割线算法 87

5.4 中点分割算法 91

5.5 一般凸多边形窗口的二维线裁剪 95

5.6 多边形裁剪 97

5.7 凹区域裁剪——Weiler-Atherton算法 105

5.8 字符裁剪 108

习题 108

6.1.1 Bézier曲线的定义与性质 110

第6章 自由曲线与曲面设计 110

6.1 Bézier曲线 110

6.1.2 二、三次Bézier曲线 113

6.1.3 n次Bézier曲线应用及变型 124

6.2 拟合、插值与样条概念 130

6.2.1 数据拟合与最小二乘法 131

6.2.2 多项式插值及参数化 137

6.2.3 样条函数概念 144

6.3.1 参数连续和几何连续概念 156

6.3 二、三次参数样条曲线 156

6.3.2 二次参数样条曲线 159

6.3.3 三次参数样条曲线 166

6.4 B样条曲线 181

6.4.1 定义与性质 181

6.4.2 二次和三次B样条曲线及其应用 183

6.4.3 非均匀B样条曲线 192

6.4.4 参数曲线段的一般递推式 193

6.5 Bézier曲面及其拼接 195

6.5.1 矩形域上的Bézier曲面 195

6.5.2 三角形域上的Bézier曲面 198

6.5.3 Bézier曲面拼接应用 201

6.6 Coons曲面 204

6.6.1 双三次Coons曲面 204

6.6.2 布尔和形式的Coons曲面 206

6.7 B样条曲面 207

6.7.1 B样条曲面一般形式 207

6.7.2 三种双三次参数曲面片等价表示 209

习题 211

7.2 二维图形的几何变换 214

第7章 图形变换 214

7.1 图形变换中的数学方法 214

7.2.1 平移变换 215

7.2.2 比例变换 215

7.2.3 旋转变换 216

7.2.4 对称变换 218

7.2.5 基本图形元素变换 219

7.3 三维图形的几何变换 223

7.4 投影变换 229

7.4.1 平行投影 230

7.4.2 透视投影 234

7.4.3 透视投影技巧 237

习题 239

第8章 图形计算与图形的数据结构 241

8.1 交点的计算方法 241

8.1.1 二直线段的交点 241

8.1.2 直线段与曲线段的交点 242

8.1.3 曲线与曲线的交点 245

8.1.5 直线与曲面的交点 246

8.1.4 直线与平面的交点 246

8.2 交线的计算方法 247

8.2.1 平面与曲面的交线 247

8.2.2 曲面与曲面的交线 248

8.3 包含与重叠 250

8.4 凸包的计算 255

8.5 轮廓线 257

8.6 等值线 258

8.6.1 等值线与网格的边相交的条件 259

8.6.2 等值线的起点、终点及分枝 259

8.7.1 数学表示的若干方法 260

8.7 图形的表示法 260

8.7.2 其它表示方法 262

8.8 图形的数据结构 263

8.9 图形数据库 267

习题 268

第9章 图形消隐 270

9.1 图形消隐处理的基本原理 270

9.2 凸多面体的消隐处理 270

9.2.1 凸多面体消隐处理 271

9.2.2 Roberts方法 272

9.3 一般平面立体的消隐处理 274

9.3.1 平面立体的数据结构 274

9.3.2 平面立体的消隐过程 275

9.4 光栅图形消隐 277

9.4.1 深度存储算法 277

9.4.2 扫描线算法 277

9.4.3 区间连贯性算法 278

9.4.4 Warnock方法 279

9.5.1 曲面立体的消隐 281

9.5 曲面的消隐 281

9.5.2 高程线算法 282

9.5.3 参数曲面的消隐 283

9.5.4 外形线消隐 283

9.6 绘制 284

9.6.1 简单的光照模型 284

9.6.2 透明 288

9.6.3 阴影 289

9.6.4 三维仿真显示 290

习题 291

10.2 图形系统设计的基本问题 292

第10章 图形系统的总体设计 292

10.1 图形系统设计原则 292

10.3 图形系统软硬件配置 295

10.4 图形要素及图形运算 296

10.5 人机交互功能 298

10.5.1 用户接口的设计 301

10.5.2 基本交互任务组合 302

10.5.3 用户接口软件 305

习题 308

参考文献 309