计算机图形技术原理及其应用PDF电子书下载

第一章 概述 1

1．1 计算机图形学研究内容 1

1．1．1 什么是计算机图形学 1

1．1．2 计算机图形学、图像处理与模式识别的关系 2

1．1．3 计算机图形学与CAD/CAM技术的关系 3

1．1．4 计算机图形学研究内容 4

1．2 计算机图形学发展概况 5

1．2．1 计算机图形学的发展 5

1．2．2 计算机图形软件发展的几种类型 6

1．3 计算机图形学特点和应用 7

1．3．1 计算机绘图的特点 7

1．3．2 计算机图形学的应用领域 7

1．4 计算机图形学当前研究的课题 9

第二章 计算机图形系统 11

2．1 计算机图形系统的组成 11

2．1．1 图形系统的结构 11

2．1．2 图形系统的基本功能 12

2．1．3 图形系统分类及硬件工作平台 12

2．2 计算机图形显示器 15

2．2．1 CRT显示器工作原理 15

2．2．2 图形显示器的类型 16

2．2．3 显示配置 21

2．2．4 其它显示器 24

2．3 计算机图形输入设备 26

2．3．1 键盘 26

2．3．2 鼠标器 26

2．3．3 光笔 28

2．3．4 数字化仪和图形输入板 29

2．3．5 操纵杆、跟踪球 30

2．3．6 触摸屏 31

2．3．7 图形扫描仪 31

2．4 计算机图形输出设备 31

2．4．1 绘图机 32

2．4．2 打印机 35

2．5 图形核心系统（GKS）简介 36

2．5．1 GKS的功能 37

2．5．2 GKS的基本概念 37

2．5．3 GKS图形输出原语 38

2．5．4 图段 40

2．5．5 GKS图形输入设备 41

2．6 通用图形软件简介 43

2．6．1 通用图形软件的分类 44

2．6．2 通用图形软件简介 44

第三章 C语言图形程序设计基础 46

3．1 屏幕设置 46

3．1．1 屏幕显示方式与坐标系 46

3．1．2 图形驱动程序与图形模式 47

3．1．3 图形系统初始化和模式控制 49

3．1．4 图形坐标的设置 52

3．1．5 屏幕窗口操作 53

3．2 图形颜色设置 56

3．2．1 颜色的设置 56

3．2．2 调色板 57

3．2．3 读取颜色信息 60

3．3 线的特性设定和填充 61

3．3．1 线的特性设定 61

3．3．2 填充 63

3．4 图形模式下文本处理 64

3．4．1 文本输出函数 65

3．4．2 输出文本的设置 66

3．5 图形存取处理 70

3．5．1 检测所需内存 70

3．5．2 图形存入内存 70

3．5．3 从内存复制图形到屏幕 70

3．6 常用画图函数简介 72

3．6．1 直线类函数 72

3．6．2 多边形类函数 72

3．6．3 圆弧类函数 72

3．6．4 填充类函数 73

3．7 绘图程序实例 73

第四章 二维图形生成和变换技术 84

4．1 基本绘图元素 84

4．1．1 点 85

4．1．2 直线 85

4．1．3 曲线 86

4．1．4 区域填充 86

4．2 直线段的生成 87

4．2．1 逐点比较法 87

4．2．2 数值微分法（DDA法） 90

4．2．3 Bresenham法 91

4．3 曲线生成 93

4．3．1 圆弧的生成 93

4．3．2 规则曲线生成 99

4．3．3 自由曲线生成 102

4．4 二维图形变换 117

4．4．1 二维图形几何变换的基本原理 117

4．4．2 几何变换的矩阵表示形式 121

4．4．3 二维图形齐次坐标矩阵变换 125

4．4．4 组合变换 129

4．4．5 二维图形变换程序设计 132

4．5 二维图形裁剪 137

4．5．1 窗口区和视图区 138

4．5．2 直线段裁剪 139

4．5．3 多边形裁剪 144

4．5．4 其它类型图形裁剪 145

4．5．5 二维图形裁剪程序设计 147

第五章 三维图形生成和变换技术 150

5．1 三维图形的概念 150

5．2 自由曲面的生成 150

5．2．1 空间曲面的参数表示 151

5．2．2 贝塞尔（Bezier）曲面 152

5．2．3 B样条曲面 156

5．2．4 孔斯（coons）曲面 158

5．3 三维图形变换 162

5．3．1 三维图形几何变换 162

5．3．2 三维图形平行投影变换 171

5．3．3 三维图形透视投影变换 182

5．4 三维图形裁剪和消隐技术 188

5．4．1 三维图形裁剪 188

5．4．2 三维图形的消隐 190

第六章 交互式绘图技术 197

6．1 概述 197

6．2 交互式绘图系统 198

6．2．1 交互式绘图系统的组成 198

6．2．2 交互式绘图系统交互任务 199

6．2．3 交互式绘图系统设计原则 200

6．3 交互式绘图的交互技术 201

6．3．1 构图技术 202

6．3．2 拾取技术 203

6．3．3 菜单技术 203

6．4 输入控制方式 204

6．4．1 请示输入方式 204

6．4．2 采样输入方式 204

6．4．3 事件输入方式 205

6．5 交互式绘图系统的构造方法 205

6．5．1 界面布置 205

6．5．2 交互式工作方式 206

6．5．3 交互式用户接口的实现 206

第七章 真实感图形生成技术 213

7．1 概述 213

7．2 简单光照模型 214

7．2．1 环境反射光 214

7．2．2 漫反射光 215

7．2．3 镜面反射光 215

7．2．4 Phong光照模型 216

7．3 明暗处理方法 217

7．3．1 哥罗德（Gouraud）强度插值法 217

7．3．2 冯（Phong）法向插值方法 218

7．4 阴影生成方法 218

7．4．1 自身阴影生成方法 219

7．4．2 投射阴影生成方法 219

7．5 整体光照模型与光线跟踪算法 220

7．5．1 透明性的简单模型 221

7．5．2 整体光照模型 221

7．5．3 光线跟踪算法 222

7．6 纹理处理方法 223

7．6．1 纹理映射 223

7．6．2 扰动映射 225

7．7 图形颜色和颜色模型 226

7．7．1 颜色的性质 226

7．7．2 CIE色度图 228

7．7．3 颜色模型 230

第八章 几何造型简介 233

8．1 概述 233

8．2 几何造型系统的三种模型 234

8．2．1 线框模型 234

8．2．2 表面模型 235

8．2．3 实体模型 236

8．3 实体模型的构造 237

8．3．1 引言 237

8．3．2 边界表示法（B-rep） 238

8．3．3 构造实体几何法（CSG） 240

8．3．4 扫描法（Sweeping） 243

8．3．5 分解表示法（D-rep） 243

第九章 计算机动画技术 247

9．1 计算机动画技术概述 247

9．1．1 计算机动画历史与现状 247

9．1．2 传统动画和计算机动画 248

9．1．3 计算机动画的应用 249

9．1．4 计算机动画研究内容和应用前景 250

9．2 计算机动画分类和原理 251

9．2．1 计算机动画分类 251

9．2．2 计算机动画原理 254

9．3 计算机动画生成方法 256

9．3．1 画—擦—画方法 256

9．3．2 异或运算法 256

9．3．3 块动画法 257

9．3．4 多页面切换动画方法 257

9．3．5 图形变换动画方法 257

9．3．6 逐帧动画法 258

9．3．7 函数式动画技术 259

9．4 3D Studio软件的使用 267

9．4．1 3D Studio的概念 267

9．4．2 3D Studio安装和启动 267

9．4．3 3D Studio系统的退出 270

9．4．4 下拉菜单和图标控制面板 270

9．4．5 二维造型模块 277

9．4．6 三维放样模块 288

9．4．7 三维编辑模块 299

9．4．8 材料编辑模块 305

9．4．9 关键帧模块 312

第十章 AutoCAD软件的使用 322

10．1 AutoCAD的概述 322

10．1．1 AutoCAD软件的组成及其功能 322

10．1．2 AutoCAD对软硬件环境的要求 323

10．1．3 AutoCAD的安装与启动 324

10．1．4 命令和数据输入 325

10．1．5 退出 327

10．1．6 常用控制键和功能键 328

10．1．7 Auto CAD初始绘图环境的建立 329

10．2 基本绘图方法 330

10．2．1 基本绘图命令 330

10．2．2 图形编辑 337

10．2．3 图形显示控制 342

10．3 辅助绘图 344

10．3．1 图层 344

10．3．2 线型 347

10．3．3 颜色命令COLOR 349

10．3．4 块 349

10．3．5 尺寸标注 351

附录 354

附录A 标准显示模式及扩充VGA显示方式 354

附录B Turbo C 2.0的图形函数 355