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第1章 计算机图形学概述 1

1.1计算机图形学的定义 1

1.2计算机图形学的应用领域 4

1.2.1在设计、制造领域中的应用 4

1.2.2在电影、游戏、广告片制作领域中应用 6

1.2.3在景观仿真中的应用 6

1.2.4在服装流行款式设计中的应用 7

1.2.5在医学领域中的应用 8

1.2.6虚拟人 8

1.2.7虚拟现实 9

1.2.8 CG艺术 9

1.3计算机图形学的本质 10

练习题 10

第2章 CG的构成 13

2.1形体模型制作 13

2.1.1坐标系 13

2.1.2三维形体模型 14

2.2变换 16

2.3再现 17

2.4形体模型的表示 18

2.5数字图像表示 19

练习题 20

第3章 三维形体的创建 23

3.1边界表示 23

3.1.1多边形表示 23

3.2.1原胞 25

3.1.2对称棱线数据结构 25

3.2 CSG表示 25

3.2.2集合运算 26

3.2.3边界评价函数 27

3.3中心球法 28

3.4三维像素表示 29

3.5八叉树表示 29

3.6扫描表示 30

练习题 31

4.1参数表示 33

第4章 自由曲面的表示 33

4.2曲线段和曲面片 35

4.3 由控制点生成曲线段 35

4.3.1 曲线段的一般表达式 35

4.3.2北折曲线 36

4.3.3 B-样条曲线 38

4.4 由控制点生成曲面片 39

4.4.1 曲面片的一般形式 40

4.4.2北折曲面 40

4.4.3 B-样条曲面 41

练习题 41

第5章 三维形体在二维平面上的投影 43

5.1 同次坐标和射影变换 43

5.1.1同次坐标 43

5.2投影变换 44

5.2.1投影的一般公式 44

5.1.2射影变换 44

5.2.2射影变换的表示 45

5.3平行投影 46

5.4透视投影 48

练习题 49

第6章 三维形体的变形、移动 51

6.1二维几何变换 51

6.1.1 点的几何变换 51

6.1.2 图形的几何变换 54

6.2三维几何变换 56

6.3几何变换和坐标变换 59

练习题 60

第7章 隐藏面的消去方法 63

7.1矢量的内积和外积 63

7.2空间中平面的确定 64

7.3 隐藏面消去 66

7.4 Z缓冲法 68

7.5扫描线法 69

练习题 70

第8章 描影法与映射法 73

8.1描影法 73

8.1.1描影法的原理 73

8.1.2 阴影模型 75

8.2平滑阴影 77

8.2.1平坦阴影和阴影的平滑化 77

8.2.2 古兰德描影法 78

8.2.3 方描影法 79

8.3结构映射 79

8.3.1 结构映射的种类 79

8.3.2 图像数据的映射 79

8.3.3 冲击映射法 81

8.3.4环境映射法 81

8.3.5 立体结构 82

练习题 82

9.1射线跟踪法的原理 85

第9章 射线跟踪技术 85

9.2可视点的辉度计算 86

9.3反射、透射和折射现象 89

9.3.1反射方向 89

9.3.2透射和折射 89

9.4射线和物体之间的交点 90

9.4.1 隐函数所表示的物体形状和射线之间的交点 91

9.4.2依靠CSG表示的物体形状和射线之间的交点 91

练习题 92

第10章 颜色的表示 95

10.1颜色的合成 95

10.2三基色 96

10.3表色系 97

10.3.1 CIE RGB表色系 98

10.3.2 CIE XYZ表色系 98

10.3.3 CMY表色系和 CMYK 99

10.3.4表色系 100

10.4颜色的指定 101

10.4.1依靠RGB彩色模型的颜色指定 102

10.4.2依靠颜色三种属性的颜色指定 103

10.5彩色控制 103

练习题 104

第11章 数值再现 105

11.1数值显像 105

11.2数值数据 106

11.3数值显像的框架 107

11.3.1输入数值数据 108

11.3.2曲面再现方法 108

11.3.3数值再现方法 109

11.4等值面化 109

11.5数值再现 111

11.5.1 数值格子的分类 111

11.5.2描影法(色荫) 113

11.5.3 数值射线浇铸法 113

练习题 114

12.1动画的构造 115

第12章 动画与变形 115

12.2关键帧法 116

12.3动作的设定方法 117

12.3.1使用函数生成动 117

12.3.2 轮廓法 117

12.3.3运动学 118

12.3.4 动力学 120

12.4微粒子法 120

12.5.2 三维变形 121

12.5变形 121

12.5.1表面波法 121

12.6动作输入法 123

12.6.1 动作捕捉 123

12.6.2 动作控制照相机 124

12.7动作模糊 124

练习题 125

练习题简答 127

参考文献 145