计算机图形学理论及应用技术PDF电子书下载

目录 1

出版说明 1

前言 1

第1章 计算机图形学概述 1

1.1 计算机图形学的发展 1

1.2 计算机图形学研究的内容 3

1.3 计算机图形学的应用 4

1.4 面向对象的计算机图形学概述 8

1.4.1 面向对象技术及其特点 8

1.4.2 面向图形对象技术及其特点 10

1.5 计算机图形学的基本术语 13

1.6.1 计算机图形系统的组成 14

1.6 计算机图形系统的组成和功能 14

1.6.2 计算机图形系统的功能 15

1.7 常用的图形输入输出设备 15

1.7.1 图形显示系统 16

1.7.2 微机中常见的显示器和图形适配器 20

1.7.3 常用的图形输入设备 21

1.7.4 常用的图形输出设备 22

1.8 习题 24

第2章 图形对象及其分类 25

2.1 图形对象的特征 25

2.1.1 图形对象的基本特征 25

2.1.2 图形对象的基本性质 31

2.1.3 基本图元及其特征 34

2.2.1 图形属性的特殊性 35

2.2 图形属性及处理方法 35

2.2.2 常见的图形属性 36

2.3 图形的分类方法 38

2.3.1 图形的普通分类法 38

2.3.2 图形对象的应用分类法 40

2.4 计算机图形软件标准 42

2.4.1 计算机图形核心系统GKS 42

2.4.2 程序员层次交互式图形系统PHIGS 43

2.5 习题 44

3.1.1 图形分辨率和屏幕坐标系 45

3.1.2 常用的颜色模型 45

3.1 图像中的色彩和光线 45

第3章 图像处理软件——Adobe Photoshop 45

3.1.3 图形颜色的特性 48

3.1.4 灯光对图像的影响 49

3.2 图像层次和色彩通道 49

3.2.1 图像层次 50

3.2.2 图形通道 52

3.3 图像绘制和图像编辑 53

3.3.1 处理区的选定和剪裁 53

3.3.2 图像着色与编辑 57

3.4 图像变换和图像色彩调整 65

3.4.1 图像变换与图像处理 66

3.4.2 图像的色彩调整 67

3.5.1 图像编辑的实例 69

3.5 Photoshop图像处理实例 69

3.5.2 图像变换和修改实例 71

3.5.3 滤镜功能的使用实例 73

3.5.4 破旧照片的修复处理 77

3.5.5 使用路径和通道设计立体效果图 80

3.6 习题 85

第4章 图形表示及造型技术 86

4.1 图形表示法综述 86

4.1.1 图形表示应遵循的基本原则 86

4.1.2 图形表示的环境约束 87

4.1.3 表示图形对象的基本方法 87

4.1.4 图形对象中实例的结构 88

4.2.1 点集表示法及数据压缩方法 89

4.2 点阵图形的数学表示法 89

4.2.2 四元树／八元树表示法的理论及实现技术 90

4.3 几何图形的数学表示法 93

4.3.1 数学方程法 93

4.3.2 用多项式进行曲线拟合 93

4.3.3 复合图形的表示方法——CSG树表示法 96

4.3.4 边界表示法 96

4.4 图形数据模型与图形数据库 97

4.4.1 图形类的数学表示及图形类库模式 97

4.4.2 图形对象的数学模型 99

4.5 造型技术 100

4.5.1 特征造型技术 100

4.5.2 分形造型技术 104

4.5.3 体绘制技术 107

4.5.4 从二维图像信息构造三维形体 107

4.5.5 从二维正投影图构造三维形体 108

4.5.6 实体造型技术 108

4.5.7 几何造型中的元素表示 113

4.6 习题 115

第5章 图形变换 117

5.1 图形变换综述 117

5.1.1 图形变换的类别和性质 117

5.1.2 实现图形变换的基本技术 119

5.2 平面图形变换 119

5.2.1 平面图形的比例变换 120

5.2.2 平面图形的平移变换 121

5.2.3 平面图形的旋转变换 122

5.2.4 平面图形的对称变换 123

5.2.5 平面图形的错切变换 125

5.3 平面图形的窗口／视口变换 126

5.3.1 窗口／视口变换的基本方法 126

5.3.2 窗口／视口变换矩阵的求法 127

5.4 立体图形的几何变换 127

5.4.1 立体图形的比例变换和平移变换阵 128

5.4.2 立体图形的旋转变换 128

5.5 立体图形的投影变换 130

5.5.1 立体图形的平行投影变换 131

5.5.2 立体图形的透视投影变换 132

5.6 向视平面坐标系的转变 133

5.6.1 与视平面转变相关的几个视图参数 133

5.6.2 向视平面坐标系转变的方法 133

5.7 图形变换的实现 135

5.7.1 图形变换的处理策略 136

5.7.2 图形变换处理过程的中心问题分析 136

5.8 习题 138

第6章 图形的生成与计算 139

6.1 直线生成的算法 139

6.1.1 直线生成的算法要求 139

6.1.2 逐点比较法 140

6.1.3 数值微分法 140

6.2 圆的生成算法 141

6.3 多项式曲线图的绘制 142

6.3.1 多项式计算的差分法 142

6.3.2 差分法计算步骤 143

6.3.3 多项式曲线图绘制的程序设计 144

6.4 内插法绘制曲线图的方法 147

6.4.1 内插法的原理和特点 147

6.4.2 用内插法实现曲线圆滑处理方法 149

6.4.3 用内插法实现曲线圆滑处理的程序设计 150

6.5 贝塞尔法曲线和B样条曲线 151

6.5.1 贝塞尔曲线 152

6.5.2 B样条曲线 154

6.6.1 点阵式字符的生成方法 156

6.6 字符的生成 156

6.6.2 矢量式字符的生成方法 157

6.6.3 方向编码式字符 157

6.6.4 轮廓字形技术 158

6.7 习题 158

第7章 图形操作 159

7.1 图形操作的形式化理论 159

7.1.1 图形操作的性质 159

7.1.2 图形操作类结构 160

7.1.3 图形操作的数学表示 162

7.1.4 图形操作的OCI方法模型 163

7.2.1 几何图形的布尔运算 164

7.2 图形对象的运算操作 164

7.2.2 点阵图形的布尔运算 165

7.2.3 点阵图形的二进制布尔运算 166

7.3 图形对象的删除处理 168

7.3.1 图形删除的种类和处理策略 168

7.3.2 图形删除的实施方法 169

7.4 图形的裁剪处理 169

7.4.1 图形裁剪的基本原则 169

7.4.2 线段裁剪方法及算法描述 170

7.4.3 多边形的裁剪方法 173

7.4.4 三维图形的裁剪处理 175

7.5 区域填充算法 177

7.5.1 区域填充的基础知识 177

7.5.2 扫描线填色算法 178

7.5.3 种子填色算法 184

7.6 习题 185

第8章 真实感处理 186

8.1 三维图形的消隐处理 186

8.1.1 消隐处理的背面移去法 186

8.1.2 图形消隐的画家算法 188

8.1.3 三维图形的隐线消除法 190

8.2 光照模型 191

8.2.1 光源特性和物体表面特性 191

8.2.2 光照模型及其实现 192

8.2.3 明暗的光滑处理 196

8.3.1 光线跟踪的基本原理 197

8.3 光线跟踪 197

8.3.2 光线与实体的求交 199

8.3.3 光线跟踪算法 201

8.4 表面图案与纹理 206

8.4.1 表面图案的描绘 206

8.4.2 表面纹理的描绘 207

8.5 习题 208

第9章 图形用户界面 209

9.1 图形用户界面设计技术综述 209

9.1.1 图形用户界面设计的目标和策略 209

9.1.2 图形用户界面的特征 211

9.2 图形用户界面设计的直观问题 212

9.2.1 图形用户界面设计的基本技术——屏幕布局方法 212

9.2.2 图形用户界面设计的重要工具——闪烁和色彩技术 214

9.3 图形选单系统的设计与管理 216

9.3.1 图形选单的工作流程及系统组成 216

9.3.2 选单数据结构及选单数据编码 217

9.3.3 图形选单的抽象形式和选单库模型 218

9.3.4 选单程序设计方法 221

9.3.5 下拉式选单系统及实现 222

9.4 图形用户界面的屏幕构件 224

9.4.1 图形用户界面的屏幕构件层次和类别 224

9.4.2 图形用户界面的屏幕构件作用及设计 225

9.5 图表的设计与实现 229

9.5.1 图表的数据组织及布局特点 229

9.5.2 图表生成软件的系统模型 231

9.6 习题 235

第10章 图像量化和图像模式识别 236

10.1 基于图像模式识别的图像预处理操作 236

10.1.1 点阵图形的图像变换处理 236

10.1.2 图像解析方法 239

10.2 图像模式识别系统及技术 241

10.2.1 基于统计方法的图像模式识别 241

10.2.2 基于图像语言及结构方法的图像模式识别 244

10.3 基于模糊神经网络技术的图像识别方法 246

10.3.1 模糊图像模式识别原理 246

10.3.2 模糊神经网络技术在图像识别中的应用 249

10.3.3 模糊图像模式识别处理的关键问题 252

10.4 习题 255