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目录 1

第一章　导论 1

1.1　计算机图形学的含义 1

1.1.1　ISO给出的定义 1

1.1.2　图形信息 1

1.1.3　交互式计算机图形显示 2

1.2　计算机图形显示、图象处理和模式识别 2

1.3　计算机图形学的简要内容 3

1.4　计算机图形产生的方法和特点 4

1.4.1　计算机图形产生的方法 4

1.4.2　计算机产生图形的特点 4

1.5　交互式计算机图形系统模型 5

1.6　计算机图形学的应用 6

1.7　计算机图形学的发展趋向 7

1.8　基于微计算机的图形显示 9

第二章　微计算机图形硬件技术 11

2.1　交互式图形系统的硬件组成 11

2.1.1　微计算机的硬件结构 11

2.1.2　交互式计算机图形系统的硬件组成和功能 12

2.2　阴极射线管 13

2.2.1　黑白CRT 13

2.2.2　彩色CRT 14

2.3　随机扫描图形显示器 15

2.3.1　随机扫描刷新型图形显示器 16

2.3.2　随机扫描存储管型图形显示器 18

2.4　光栅扫描图形显示技术 19

2.4.1　光栅扫描图形显示器的硬件组成及其特点 19

2.4.2　光栅扫描图形显示器的工作原理 21

2.5.1　键盘 23

2.4.3　光栅字符显示 23

2.5　其它图形设备 23

2.5.2　鼠标器 24

2.5.3　图形输入板 24

2.5.4　光笔 26

2.5.5　图形打印机 28

2.5.6　绘图仪 30

2.6　IBM PC图形显示硬件技术 31

2.6.1　IBM PC的基本结构 31

2.6.2　单色显示器适配器 33

2.6.3　彩色／图形显示器及其适配器 34

2.6.4　彩色／图形显示器适配器的结构 35

2.6.5　彩色／图形显示器适配器的工作过程 39

3.1.1　平面坐标系和点的描述 42

3.1.2　直线、直线的相交 42

3.1　点、直线与平面 42

第三章　图形学理论基础 42

3.1.3　三维坐标系 44

3.2　直线的生成 45

3.2.1　逐点比较法 46

3.2.2　对称DDA法 47

3.2.3　简单DDA法 48

3.3　圆与圆弧的生成 48

3.3.1　简单DDA法画圆 48

3.3.2　角度DDA法画圆 50

3.3.3　非参数方程画圆的应用 51

3.4　曲线的生成 53

3.4.1　两种类型曲线的生成方法 53

3.4.2　曲线的内插 54

3.4.3　内插算法 56

3.4.4　Bezier曲线 58

3.4.5　B样条（B-Spline）曲线 60

3.5　二维图形几何变换 62

3.5.1　二维图形几何变换的基本原理 62

3.5.2　几何变换的矩阵表示形式 64

3.5.3　齐次坐标与齐次变换矩阵 67

3.6　三维图形几何变换 70

3.6.1　三维变换矩阵的一般形式 70

3.6.2　三维图形的几种变换 71

3.7　视见变换 77

3.7.1　窗口、剪取、祝区的含义 77

3.7.2　视见变换过程 78

3.7.3　视见变换表达式 79

3.8.2　直线的剪取 81

3.8　图形的剪取 81

3.8.1　点的剪取 81

3.8.3　多边形的剪取 82

第四章　计算机图形软件技术基础 84

4.1 计算机图形系统的数据流程 84

4.2　计算机图形学中的模型 85

4.2.1　应用模型 86

4.2.2　模型化的简单实例 86

4.2.3　几何模型化 87

4.2.4　形状的内部模型 87

4.3　图形对象的描述 89

4.3.1　基本图形元素的描述 89

4.3.2　几何信息和拓扑信息 90

4.4.2　结构规则 91

4.4.1　图形结构化 91

4.3.3　辅助信息 91

4.4　图形结构 91

4.4.3　图形的层次结构 92

4.4.4　多层过程结构 93

4.5　图形的数据结构 94

4.5.1　图形数据结构的重要性 94

4.5.2　静态结构 94

4.5.3　动态结构 96

4.5.4　不同层次图形的数据结构 97

4.5.5　图形数据结构在图形系统中的表示 98

4.6 图形数据库 100

4.6.1 图形数据库的形成 100

4.6.3　图形数据库的结构 101

4.6.2　图形数据库的特点 101

4.7　显示文件 103

4.7.1　显示器的功能模型 103

4.7.2　显示文件的基本构成 104

4.7.3　显示文件的组织管理 105

4.7.4　分段式显示文件 106

4.7.5　光栅扫描显示中的几种图形操作 108

第五章　图形软件标准化和国际图形标准GKS 110

5.1　图形软件标准化 110

5.1.1　图形软件可移植性问题 110

5.1.2　制订图形软件标准的目的和过程 110

5.2 CORE作图系统 111

5.3 GKS的范围及其在图形应用系统中的地位 112

5.4.2 GKS的输入 114

5.4 GKS的特点 114

5.4.1 GKS的输出 114

5.4.3 GKS的工作站 115

5.4.4 坐标系和坐标变换 115

5.4.5 GKS不同的实现级别 116

5.4.6 GKS的属性定义方式 117

5.4.7 GKS的状态、状态表及描述表 117

5.4.8 GKS元文件 118

5.5 GKS的功能类别 118

5.6 图形软件标准化的新进展——三维GKS 118

5.6.1 GKS-3D功能的扩充 119

5.6.2 GKS-3D的几个新属性 120

5.7.1 GKS-68000 121

5.7 GKS国内应用 121

5.6.4 GKS-3D的分级 121

5.6.3 GKS-3D的坐标系 121

5.7.2 基于IBM PC的GKS子系统 122

5.7.3 一个在微计算机上实现的L1b级GKS图形软件包 123

5.7.4 GKS汉化 124

第六章　微计算机图形程序设计 126

6.1　微计算机图形显示原语 126

6.1.1　图形显示原语 126

6.1.2　IBM PC的图形显示原语 126

6.2 IBM PC汇编语言图形程序设计 126

6.2.1 IBM PC ROM-BIOS提供的图形显示原语 127

6.2.2 基于ROM-BIOS的图形程序设计 128

6.2.3 彩色图形显示器适配器的设置 131

6.2.4　基于视频存储器的图形程序设计 133

6.3　高级语言的图形功能扩充 137

6.4　BASIC语言图形程序设计 138

6.4.1 IBM PC BASIC语言图形程序设计 138

6.4.2 True BASIC语言图形程序设计 151

6.5 uCSD Pascal语言图形程序设计 162

6.5.1 uCSD P系统 162

6.5.2 uCSD Pascal语言 162

6.5.3 uCSD P系统程序库提供的图形显示原语 163

6.5.4 uCSD Pascal图形程序设计 166

6.6 FORTRAN语言图形程序设计 171

6.6.1 FORTRAN语言和图形显示 171

6.6.2 IBM PC的FORTRAN语言图形程序设计 172

7.1.2 图形系统软件的组织 175

7.1.1 图形软件系统 175

7.1 交互式微计算机图形系统软件 175

第七章 交互式微计算机图形系统设计 175

7.2　交互式图形显示系统的设计原则 176

7.3　图形功能程序组设计 178

7.3.1 图形程序组的功能分类 178

7.3.2　不同功能子程序组在图形系统信息流程中的作用 179

7.4　用户接口设计 179

7.4.1　用户接口的重要性和特点 179

7.4.2　作业分析和用户模型 180

7.4.3　命令语言 181

7.4.4　反馈信息 182

7.4.5　显示屏面的有效利用 183

7.5　多窗口交互式环境及其设计 184

7.5.1　窗口和窗口操作 184

7.5.2　窗口的建立 185

7.5.3　关闭窗口和拖动窗口 186

7.6 交互式微计算机PASCAL图形显示系统设计 187

7.6.1 系统工作环境 187

7.5.4　Turbo Prolog的窗口功能 187

7.6.2 系统的构成 188

7.6.3 PASCAL交互式图形编辑系统IGES的设计 188

7.6.4 PASCAL图形显示程序库GDSL 193

第八章　微计算机图形应用软件 196

8.1　微计算机应用软件的发展方向 196

8.1.1 面向最终用户的应用生成程序 196

8.1.2　多功能多用途的组合软件和第四代语言 197

8.1.3　微计算机的应用软件和图形显示 197

8.2　电子制表软件Super-Calc3的图形功能 198

8.3.1 dGRAPH的功能及其应用环境 199

8.3　统计图形软件dGRAPH 199

8.3.2 dGRAPH的结构 201

8.3.3 dGRAPH的使用 204

8.4 组合软件Lotus 1-2-3的图形绘制系统 206

8.4.1 Lotus 1-2-3的组成和特点 206

8.4.2 Lotus 1-2-3的图形功能 207

8.4.3 统计图形命令GRAPH 207

8.5 Auto CAD通用绘图软件包 209

8.5.1 Auto CAD概况 209

8.5.2 Auto CAD的功能 210

8.5.3 Auto CAD高级扩展功能 212

8.5.4 Auto CAD命令简介 213

8.5.5 House——建筑结构通用绘图软件包 215

9.1　设计概述 217

第九章　计算机辅助设计（CAD）概要 217

9.2　有关计算机辅助设计的几个问题 218

9.2.1 CAD系统中人与计算机的结合 218

9.2.2 CAD的设计过程 219

9.2.3 CAD与CAM一体化系统 220

9.2.4 CAD中的数据类型 221

9.3 计算机辅助设计系统 221

9.3.1 CAD系统的硬件组成和结构 221

9.3.2 CAD系统的软件层次 222

9.4　以微计算机为基础的个人CAD系统 223

9.4.1　个人CAD系统出现的背景 223

9.4.2　个人CAD系统的功能和分类 223

9.4.3　长城0520系列机CAD终端工作站 224

9.5.1　“领域”系统概貌 225

9.5　阿波罗“领域”系统（APOLLO-DOMAIN系统） 225

9.5.2　“领域”系统的图形资源 226

9.5.3　“领域”系统的硬件环境 227

9.5.4　“领域”系统的软件环境 227

9.5.5　“领域”系统的工作站和服务处理机 230

9.6　微计算机辅助服装设计 232

9.6.1　服装行业的CAD/CAM 232

9.6.2　服装设计和制作的过程 232

9.6.3　HF-1服装CAD系统 235

9.7　CAD技术的发展 238

9.7.1　CAD系统的更新换代 238

9.7.2　CAD的发展趋向 239

附录1 GKS全功能一览表 241

附录2 CORE作图系统中常用的子程序 245

参考文献 249