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第1章 绪论 1

1.1计算机图形学定义、起源与发展 1

1.2计算机图形学系统简介 3

1.2.1视频显示设备与显示系统 4

1.2.2图形输入设备 8

1.3计算机图形学软件系统及图形标准简介 10

1.3.1图形软件与图形功能 10

1.3.2图形标准 11

1.4计算机图形学的应用领域 11

1.4.1计算机辅助设计与制造 12

1.4.2科学计算可视化 12

1.4.3虚拟现实技术 12

1.4.4计算机艺术与计算机动画 13

1.4.5图形用户接口 14

1.5本章小结 15

1.6本章习题 15

第2章 基本图形的生成技术 16

2.1直线生成算法 16

2.1.1 DDA（数值微分）画线算法 16

2.1.2中点画线法 18

2.1.3 Bresenham画线算法 20

2.2圆与椭圆的生成算法 23

2.2.1圆的特征 23

2.2.2中点画圆算法 24

2.2.3中点椭圆生成算法 26

2.3多边形的区域填充 30

2.3.1多边形填充的基础理论 30

2.3.2多边形的扫描线填充算法 33

2.3.3边填充算法 35

2.3.4种子填充算法 37

2.4字符的生成 38

2.4.1点阵字符 38

2.4.2矢量字符 39

2.4.3字符属性 40

2.4.4轮廓字形技术 40

2.5线型和线宽的处理 41

2.5.1直线的线型处理 41

2.5.2直线的线宽处理 41

2.5.3圆弧的线型和线宽处理 44

2.6图形的反走样技术 45

2.6.1提高分辨率的反走样技术 46

2.6.2区域反走样技术 47

2.7本章小结 50

2.8本章习题 50

第3章 图形的变换与观察 51

3.1图形的几何变换 51

3.1.1数学基础 51

3.1.2二维基本几何变换 53

3.1.3三维基本几何变换 68

3.2二维观察 76

3.2.1二维观察的基本概念 76

3.2.2二维点裁剪 79

3.2.3二维线裁剪 79

3.2.4多边形区域的裁剪 85

3.2.5其他裁剪 87

3.3三维观察 88

3.3.1三维观察的基本概念 88

3.3.2平行投影 89

3.3.3透视投影 94

3.4本章小结 97

3.5本章习题 97

第4章 曲线与曲面 100

4.1曲线与曲面的理论基础 101

4.1.1显式、隐式和参数表示 101

4.1.2样条曲线 102

4.1.3三次样条 104

4.2 Bezier曲线与曲面 107

4.2.1 Bezier曲线的定义 107

4.2.2 Bezier曲线的性质 108

4.2.3按不同次数给出Bezier曲线的描述 110

4.2.4 Bezier曲线的de Casteljau递推算法 111

4.2.5 Bezier曲线的拼接 113

4.2.6反求Bezier曲线控制点的方法 114

4.2.7 Bezier曲面 114

4.3 B样条曲线与曲面 116

4.3.1 B样条曲线定义与性质 117

4.3.2均匀B样条曲线 118

4.3.3开放均匀B样条曲线与非均匀B样条曲线 121

4.3.4 B样条曲面 123

4.4非均匀有理B样条（NURBS）曲线与曲面 124

4.4.1 NURBS曲线、曲面的定义 124

4.4.2 NUR-BS曲线与曲面的有理基函数表示 125

4.4.3 NURBS曲线与曲面的特点 126

4.5本章小结 126

4.6本章习题 127

第5章 真实感图形的生成技术 128

5.1图形的消隐技术 128

5.1.1后向面判别算法 128

5.1.2 Robers隐面消除算法 129

5.1.3画家算法 131

5.1.4扫描线算法 133

5.1.5深度缓存器算法 134

5.1.6 A缓存算法 137

5.1.7 BSP树算法 138

5.1.8八叉树算法 138

5.1.9区域细分算法 140

5.1.10光线投射算法 141

5.1.11连贯性及其判别 142

5.1.12对于曲面与线框的可见性判别 142

5.2图形的光照技术 143

5.2.1基本光照模型 145

5.2.2表面绘制 152

5.2.3光线跟踪方法 155

5.2.4纹理、阴影与透明等基本效果处理 166

5.3颜色模型 175

5.3.1颜色的基本知识 175

5.3.2颜色模型 178

5.3.3颜色的应用 184

5.4本章小结 187

5.5本章习题 187

第6章 几何造型基础 188

6.1规则形体在计算机内的表示 188

6.1.1表示形体的坐标系 188

6.1.2实体的定义 190

6.1.3表示形体的线框模型、表面模型和实体模型 194

6.1.4实体的分解表示 198

6.1.5实体的构造表示 201

6.1.6实体的边界表示 204

6.1.7求交运算 210

6.1.8实体造型系统简介 215

6.2分形几何造型简介 220

6.2.1分形几何造型的基本理论 220

6.2.2分形图形的产生 223

6.3本章小结 224

6.4本章习题 224

第7章 计算机动画基础 225

7.1动画的基本概念与类型 225

7.1.1动画的基本概念 225

7.1.2动画的类型 226

7.1.3动画片制作过程 228

7.2计算机动画的关键技术 229

7.2.1关键帧技术 230

7.2.2柔性运动 231

7.2.3基于物理特征的动画 232

7.2.4造型动画技术 234

7.2.5其他动画技术 236

7.2.6提高计算机动画效果的基本手法 237

7.3计算机动画制作基础理论 241

7.3.1二维计算机动画的制作基础理论 241

7.3.2三维计算机动画的制作基础理论 242

7.4计算机动画的应用 243

7.5计算机动画的最新发展 244

7.5.1人脸动画 244

7.5.2表演动画 247

7.6本章小结 254

7.7本章习题 254

参考文献 255