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第一章 概论 1

1.1 计算机图形学的发展及其应用 1

一、什么是计算机图形学 1

二、计算机图形学的发展概况 1

三、计算机图形学的研究内容 3

四、计算机图形学的应用 3

1.2 常用图形输入设备 4

一、键盘 4

二、数字化仪 5

三、鼠标器 5

四、绘图机 6

五、输入设备的逻辑分类 6

1.3 图形显示设备 7

一、阴极射线管（CRT）工作原理 7

二、随机扫描图形显示器 8

三、直视存储管式显示器 8

四、光栅扫描式图形显示器 9

1.4 绘图机 12

一、常用绘图机 12

二、绘图机的主要性能指标 14

第二章 计算机图形系统和图形软件 15

2.1 计算机图形系统配置和软件标准 15

一、图形系统的硬件配置 15

二、图形系统的软件配置 16

三、图形系统的级别 16

四、图形系统的基本功能 17

五、图形系统标准化和接口技术 18

2.2 图形核心系统GKS简介 19

一、GKS的基本概念 19

二、GKS的图形输出原语 20

三、图段 21

四、GKS图形输入设备 23

五、GKS的级别 24

六、GKS的操作状态 25

2.3 三维图形核心系统GKS-3D 25

一、GKS-3D新增的六个输出原语 26

二、GKS-3D中的坐标变换 26

三、GKS-3D图形的输入和输出 26

2.4 计算机图形设备接口标准 27

一、图形设备的接口标准 27

二、标准虚拟图形设备的功能 27

第三章 C语言的图形函数 29

3.1 概述 29

一、C语言中图形库 29

二、屏幕坐标系 30

三、图形函数索引 31

3.2 图形系统控制函数 35

3.3 绘图函数 45

3.4 填充函数 59

3 5 屏幕和视区操作函数 67

3.6 像素和映象操作函数 71

3.7 图形模式下的文本输出函数 74

3.8 颜色控制函数 84

3.9 图形模式下的错误处理函数 92

3.10 状态查询函数 94

第四章 HP-GL/2图形语言 95

4.1 HP-GL/2简介 95

一、HP-GL/2 内核 95

二、技术图形扩充 98

三、HP-GL/2语法 98

四、HP-GL/2坐标系 99

五、程序设计语言如何使用HP-GL/2命令 100

4.2 设置和状态组 106

一、建立约定条件 106

二、图形的定标 108

三、窗口和软剪裁界限 118

四、页面控制 120

五、坐标系的旋转 121

4.3 向量组 123

一、画笔状态 123

二、绝对绘图和相对绘图 124

三、画圆及弧 126

四、多线编码 133

4.4 多边形组 137

一、画矩形 137

二、画楔形 140

三、画多边形 144

4.5 直线和填充属性组 148

一、直线属性和线型 148

二、符号方式 155

三、填充 156

四、透明度方式 160

4.6 字符组 162

一、使用标记输出文本 163

二、标记的定位、方向和路径 165

三、字符单元处理 172

四、选择字模 177

五、透明数据 185

4.7 几个常用的HP-GL/2扩充命令 185

一、定义一幅图 185

二、获取绘图仪的输出 187

三、画笔速度选择 189

第五章 图形变换和剪裁 191

5.1 二维图形的几何变换 191

一、基本知识 191

二、基本变换和变换矩阵 192

5.2 齐次坐标技术 202

一、齐次坐标基本概念 202

二、二维空间基本变换的齐次坐标表示 203

5.3 二维图形的观察变换和剪裁 204

一、二维图形的观察变换 204

二、二维图形剪裁 205

5.4 三维图形的基本几何变换 217

一、三维图形几何变换矩阵的一般形式 217

二、三维图形的比例和平移变换 217

三、三维图形的旋转变换 221

5.5 三维物体的平行投影 223

一、投影分类 223

二、正平行投影 224

三、斜平行投影 231

5.6 透视投影 233

一、一点透视投影 234

二、二点透视投影 237

三、三点透视投影 238

5.7 三维投影的规范化变换 244

一、常用术语 245

二、平行投影的规范化变换 246

三、透视投影的规范化变换 249

5.8 三维规范化观察空间的剪裁 251

一、平行投影规范化观察空间的裁剪 251

二、透视投影规范化观察空间的裁剪 253

三、化观察空间剪裁为投影空间的剪裁 254

第六章 三维图形的绘制和消隐技术 255

6.1 平面立体图形的消隐问题 255

一、消除隐藏线和隐藏面的意义 255

二、消隐算法中的基本测试 256

三、基本的求交运算 257

四、包含性测试 258

五、深度测试 260

六、可见性测试 260

6.2 三维图形绘制的消隐算法 264

一、深度缓存算法 264

二、画家算法（优先度算法） 267

三、扫描线算法 270

6.3 明暗处理 270

6.4 曲面作图和消隐技术 273

一、自由曲面 273

二、地平线缓存算法 277

6.5 曲面的等值线作图 286

一、曲面的等值线 286

二、数据的网格化 287

三、等值线的绘制 289

第七章 绘图实践中的应用技术 294

7.1 光栅图形的激光拷贝 294

一、PCL坐标系统 294

二、光栅图像 294

三、几个重要的光栅图形命令 295

四、光栅图形命令序列 297

五、屏幕图形激光拷贝的应用实例 297

7.2 图像数据压缩 302

一、图像数据简化技术 302

二、运行长度编码 302

三、图像文件的TIFF格式 303

四、δ行压缩 303

7.3 用激光打印机和GL命令绘图 305

一、和HP-GL/2相关的PCL命令 306

二、PCL下典型的绘图命令序列 308

三、应用实例 308

7.4 用绘图仪数字化图形 310

一、数字化过程 311

二、绘图仪数字化时使用的相关命令 313

7.5 Dxy绘图命令 314

一、简况 314

二、控制板 316

三、Dxy命令简表 316

四、应用实例 317

7.6 DMP-60系列绘图机和PL绘图语言 320

一、DMP-60系列绘图机 320

二、控制板及其操作 321

三、DM/PL和HP-GL绘图语言选择和参数设定 326

四、HPGL语言 330

五、DM/PL语言 330

六、DM/PL语言绘图实例 336

7.7 用点阵打印机输出图像图形 339

一、打印机类型 339

二、点阵打印机图像打印原理 339

三、点阵打印机的图像打印控制码 340

四、应用实例 343

第八章 曲线和曲面 349

8.1 三次样条插值曲线 349

一、三次样条插值函数的定义 349

二、三次样条插值函数的连续性方程 350

三、端点约束条件 352

四、三次样条函数在子区间上的矩阵表示 355

五、三次基样条 359

8.2 Bezier曲线 360

一、Bernstein基函数 360

二、Bezier曲线的定义 361

三、Bezier曲线的性质 367

四、Bezier曲线的几何作图法 368

五、分段Bezier曲线 370

8.3 B样条曲线 374

一、B样条曲线的数学表示 374

二、二次和三次B样条曲线 376

三、B样条曲线的几何性质 383

四、三次B样条的几个有用典型 383

五、三次B样条曲线造形 385

六、三次B样条曲线的端点条件 389

七、三次B样条的反问题 390

8.4 双三次样条函数和样条曲面 391

一、双三次样条函数的定义 391

二、双三次基样条和样条插值问题 392

三、双三次样条函数在单个子矩形区域上的表示 393

四、双三次样条插值函数的计算过程 394

8.5 Coons曲面 395

一、混合函数 395

二、Coons曲面的表示 396

8.6 Bezier曲面 397

一、Bezier曲面的定义 397

二、Bezier曲面的实例 397

三、双三次Bezier曲面和Coons曲面的比较 403

8.7 B样条曲面 404

一、B样条曲面的定义 404

二、B样条曲面实例 405

附录Ⅰ ASCII字符和编码 411

附录Ⅱ Quick BASIC图形语句 412

附录Ⅲ Dxy绘图命令 418

附录Ⅳ DM/PL绘图语言 425

参考资料 443