计算机图形学 原理、算法及实践PDF电子书下载

第一部分 3

第1章 绪论 3

1.1 概念 3

1.2 研究内容及应用领域 3

1.2.1 图形和图像的关系 3

1.2.2 图形输入输出硬件技术 4

1.2.3 计算机图形学的主要研究内容 4

1.2.4 计算机图形学的应用领域 6

1.3 发展历史 8

1.3.1 萌芽阶段 8

1.3.2 发展阶段 8

1.3.3 推广应用阶段 9

1.3.4 实用化阶段 9

1.3.5 标准化、智能化阶段 10

1.3.6 多学科融合发展阶段 10

1.4 学科发展 10

第2章 图形开发工具及使用 13

2.1 VC＋＋开发系统简介 13

2.1.1 VC6.0系统介绍 13

2.1.2 VC＋＋相关设计流程 18

2.2 VC＋＋基本图素的绘制方法 21

2.2.1 相关类及函数 21

2.2.2 基本像素点的交互式绘制方法 22

2.2.3 非模式对话框交互式实现方法及颜色对话框的使用 23

第3章 基本图形的生成 29

3.1 直线的扫描转换 29

3.1.1 直线扫描转换原理 29

3.1.2 数值微分法 30

3.1.3 中点画线算法 33

3.1.4 Bresenham画线算法 36

3.1.5 图形程序设计及VC＋＋的橡皮筋和双缓存交互技术 39

3.2 圆的扫描转换 44

3.2.1 圆的扫描转换概述 44

3.2.2 中点画圆算法 45

3.2.3 Bresenham画圆算法 46

3.2.4 圆弧段的扫描转换 48

3.3 椭圆的扫描转换 54

3.4 多边形的扫描转换及区域填充 57

3.4.1 多边形的扫描转换 57

3.4.2 区域填充 69

3.5 字符和汉字的表示 72

3.6 线宽和线型处理 73

3.6.1 线宽处理 73

3.6.2 线型处理 76

3.7 反走样技术 76

第4章 裁剪 79

4.1 点和直线的裁剪 79

4.1.1 点的裁剪 79

4.1.2 直线裁剪 79

4.2 多边形裁剪 85

4.2.1 多边形裁剪概述 85

4.2.2 矩形及凸多边形裁剪窗口裁剪 85

4.2.3 任意形状多边形的裁剪 95

4.3 圆裁剪 107

4.3.1 圆裁剪概述 107

4.3.2 圆形窗口的线段裁剪 107

4.3.3 任意多边形窗口对圆的裁剪 109

4.4 字符裁剪 114

第5章 图形变换 116

5.1 图形变换的数学基础 116

5.1.1 矢量的定义及运算 116

5.1.2 矩阵的定义及运算 117

5.1.3 齐次坐标 118

5.2 二维图形几何变换 119

5.2.1 二维几何变换概述 119

5.2.2 二维图形基本变换 120

5.2.3 二维组合变换 125

5.2.4 交互技术实现图形变换 130

5.3 三维图形几何变换 141

5.3.1 三维图形基本变换及组合变换 141

5.3.2 三维图形的线框拉伸造型方法 146

5.3.3 投影变换 153

5.3.4 三维形体的交互技术 156

5.3.5 透视投影变换 164

第6章 消隐技术 170

6.1 消隐相关概念及算法类型 170

6.2 凸多面体的消隐 171

6.2.1 凸、凹多面体的区分 171

6.2.2 利用平面外法线判断可见性 171

6.3 一般多面体的消隐 176

6.3.1 消隐分析 176

6.3.2 隐线算法 176

6.3.3 画家算法 178

6.3.4 深度缓冲器算法 179

6.3.5 基于扫描线的消隐算法 180

第7章 真实感图形绘制 210

7.1 相关物理知识 210

7.1.1 基本光学原理 210

7.1.2 颜色与光的关系 211

7.2 光照模型 212

7.2.1 简单光照模型 212

7.2.2 整体光照模型 222

7.3 纹理 226

7.3.1 概述 226

7.3.2 二维纹理映射和三维纹理映射 227

第8章 曲线曲面 229

8.1 曲线曲面基础知识 229

8.1.1 曲线和曲面的表示方法 229

8.1.2 连续性、样条及曲线曲面构造方式 230

8.2 Bézier曲线曲面 231

8.2.1 Bézier曲线定义 231

8.2.2 Bézier曲线的性质 232

8.2.3 低次Bézier曲线及矩阵表示 233

8.2.4 Bézier曲线的拼接 234

8.2.5 Bézier曲线的递推生成算法 235

8.2.6 Bézier曲面 235

8.3 B样条曲线曲面 236

8.3.1 B样条的一般定义 236

8.3.2 二次和三次B样条曲线段 236

8.3.3 双三次B样条曲面 239

8.3.4 B样条递推定义 239

8.3.5 B样条曲线的类型 240

8.3.6 反求B样条曲线控制点 241

8.3.7 B样条曲线绘制 241

8.3.8 曲面拉伸造型方法 248

8.4 NURBS方法 257

第9章 计算机动画与仿真 260

9.1 计算机动画与仿真的概念及基本原理 260

9.2 计算机动画与仿真的实现方法 261

9.2.1 逐帧动画 261

9.2.2 实时动画 262

9.3 计算机实时动画实践 263

第二部分 275

第10章 基于OpenGL的图形开发技术 275

10.1 OpenGL开发环境配置及相关规范介绍 275

10.1.1 VC6.0环境OpenGL配置方法 275

10.1.2 OpenGL相关规范介绍 281

10.2 基本图形及真实感图形绘制 282

10.2.1 基本图形绘制 282

10.2.2 图形变换与三维绘图 294

10.2.3 真实感图形显示 301

10.3 OpenGL图像处理技术 319

10.3.1 位图图像 319

10.3.2 像素图像 321

10.3.3 图像操作 324

10.4 OpenGL纹理映射技术 329

10.4.1 纹理映射的一般步骤 329

10.4.2 纹理对象 333

10.4.3 纹理透明 336

10.4.4 一维纹理 337

10.4.5 球体纹理 339

10.4.6 立方图纹理及天空盒绘制和表面反射 342

10.5 OpenGL曲线曲面技术 350

10.5.1 绘制二次曲面 350

10.5.2 绘制Bézier曲线曲面 353

10.5.3 绘制NURBS曲线曲面 358

10.5.4 NURBS曲面修剪 364

10.5.5 曲面纹理映射 367

第11章 Web图形开发技术 369

11.1 Web绘图技术的结构概述 369

11.1.1 HTML网页文档结构 369

11.1.2 JavaScript概述 371

11.1.3 canvas中的图形 372

11.2 Web环境下基本图形的生成 373

11.2.1 直线的绘制 374

11.2.2 封闭多边形的绘制 375

11.2.3 多边形的扫描填充 376

11.2.4 多边形的裁剪 378

11.2.5 二维图形的组合变换 382

11.2.6 二维图形拉伸生成三维图形 391

11.2.7 三维图形的组合变换 393

11.3 基于WebGL的3D图形 398

11.3.1 Three.js绘制3D图形的结构 399

11.3.2 Web下的三维模型的显示 400

参考文献 402