计算机图形学 基于MFC三维图形开发PDF电子书下载

第1章 导论 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 2

1.2.1 计算机游戏 2

1.2.2 计算机辅助设计 2

1.2.3 计算机艺术 3

1.2.4 虚拟现实 5

1.2.5 计算机辅助教学 6

1.3 计算机图形学的相关学科 6

1.4 计算机图形学的确立与发展 7

1.5 图形显示器的发展及其工作原理 9

1.5.1 阴极射线管 9

1.5.2 随机扫描图形显示器 10

1.5.3 直视存储管图形显示器 10

1.5.4 光栅扫描图形显示器 11

1.5.5 LCD显示器 17

1.5.6 三维图形显示原理及立体显示器 18

1.6 图形软件标准 22

1.7 计算机图形学研究的热点技术 23

1.7.1 细节层次技术 23

1.7.2 基于图像的绘制技术 23

1.8 本章小结 25

习题1 25

第2章 MFC绘图基础 27

2.1 MFC上机操作步骤 27

2.2 MFC绘图方法 30

2.2.1 CDC类结构与GDI对象 31

2.2.2 映射模式 32

2.2.3 使用GDI对象 35

2.2.4 CDC类的主要绘图成员函数 38

2.3 设备上下文的调用与释放 55

2.4 双缓冲机制 56

2.5 MFC绘图的几种方法 58

2.5.1 使用OnDraw()成员函数直接绘图 58

2.5.2 使用菜单绘图 59

2.5.3 使用自定义函数绘图 60

2.6 本章小结 64

习题2 64

第3章 基本图元的扫描转换 69

3.1 直线的扫描转换 69

3.1.1 算法原理 69

3.1.2 构造中点误差项 70

3.1.3 递推公式 70

3.1.4 整数化处理 71

3.2 圆的扫描转换 72

3.2.1 算法原理 72

3.2.2 构造中点误差项 73

3.2.3 递推公式 74

3.3 椭圆的扫描转换 74

3.3.1 算法原理 75

3.3.2 构造上半部分椭圆弧的中点误差项 76

3.3.3 上半部分椭圆弧的递推公式 77

3.3.4 构造下半部分椭圆弧的中点误差项 77

3.3.5 下半部分椭圆弧的递推公式 78

3.4 反走样技术 79

3.5 Wu反走样算法 81

3.5.1 算法原理 81

3.5.2 构造距离误差项 82

3.5.3 计算机化 82

3.5.4 彩色直线段的反走样 82

3.6 本章小结 83

习题3 83

第4章 多边形填充 86

4.1 多边形的扫描转换 86

4.1.1 多边形的定义 86

4.1.2 多边形的表示 87

4.1.3 多边形着色模式 88

4.1.4 多边形填充算法 88

4.1.5 区域填充算法 89

4.2 有效边表填充算法 89

4.2.1 填充原理 89

4.2.2 边界像素的处理原则 89

4.2.3 有效边和有效边表 91

4.2.4 桶表与边表 93

4.3 边缘填充算法 94

4.3.1 填充原理 94

4.3.2 填充过程 94

4.4 区域填充算法 95

4.4.1 填充原理 95

4.4.2 四邻接点与八邻接点 96

4.4.3 四连通域与八连通域 96

4.4.4 种子填充算法 97

4.5 本章小结 98

习题4 99

第5章 二维变换与裁剪 104

5.1 图形几何变换基础 104

51.1 二维变换矩阵 104

5.1.2 规范化齐次坐标 104

5.1.3 矩阵相乘 105

5.1.4 二维几何变换 105

5.2 二维基本几何变换矩阵 106

5.2.1 平移变换矩阵 106

5.2.2 比例变换矩阵 107

5.2.3 旋转变换矩阵 107

5.2.4 反射变换矩阵 108

5.2.5 错切变换矩阵 109

5.3 二维复合变换 110

5.3.1 复合变换原理 110

5.3.2 相对于任意参考点的二维几何变换 110

5.3.3 相对于任意方向的二维几何变换 113

5.4 二维图形裁剪 115

5.4.1 图形学中常用的坐标系 115

5.4.2 窗口与视区及窗视变换 117

5.4.3 窗视变换矩阵 118

5.5 Cohen-Sutherland直线段裁剪算法 120

5.5.1 编码原理 120

5.5.2 裁剪步骤 120

5.5.3 交点计算公式 121

5.6 中点分割直线段裁剪算法 122

5.6.1 中点分割直线段裁剪算法原理 122

5.6.2 中点计算公式 122

5.7 Liang-Barsky直线段裁剪算法 123

5.7.1 算法原理 123

5.7.2 算法分析 124

5.7.3 算法的几何意义 124

5.8 多边形裁剪算法 126

5.9 本章小结 128

习题5 128

第6章 三维变换与投影 131

6.1 三维图形几何变换 131

6.1.1 三维变换矩阵 131

6.1.2 三维几何变换 132

6.2 三维基本几何变换矩阵 132

6.2.1 平移变换 132

6.2.2 比例变换 133

6.2.3 旋转变换 133

6.2.4 反射变换 134

6.2.5 错切变换 135

6.3 三维复合变换 136

6.3.1 相对于任意参考点的三维几何变换 136

6.3.2 相对于任意方向的三维几何变换 137

6.4 平行投影 139

6.4.1 正投影 139

6.4.2 三视图 139

6.4.3 斜投影 143

6.5 透视投影 144

6.5.1 透视投影坐标系 144

6.5.2 三维坐标系变换 146

6.5.3 世界坐标系到观察坐标系的变换 147

6.5.4 观察坐标系到屏幕坐标系的变换 150

6.5.5 透视投影分类 152

6.5.6 立方体的透视图 152

6.5.7 屏幕坐标系的伪深度坐标 154

6.6 本章小结 156

习题6 156

第7章 自由曲线与曲面 159

7.1 基本概念 159

7.1.1 样条曲线曲面 159

7.1.2 曲线曲面的表示形式 160

7.1.3 插值、逼近与拟合 161

7.1.4 连续性条件 161

7.2 Bezier曲线 162

7.2.1 Bezier曲线的定义 163

7.2.2 Bezier曲线的性质 164

7.2.3 de Casteljau递推算法 166

7.2.4 Bezier曲线的拼接 167

7.3 Bezier曲面 169

7.3.1 Bezier曲面的定义 169

7.3.2 双三次Bezier曲面的定义 169

7.3.3 双三次Bezier曲面的拼接 170

7.4 B样条曲线 172

7.4.1 B样条曲线的定义 172

7.4.2 二次B样条曲线 173

7.4.3 三次B样条曲线 174

7.4.4 B样条曲线的性质 176

7.4.5 构造特殊三次B样条曲线的技巧 177

7.5 B样条曲面 179

7.5.1 B样条曲面的定义 179

7.5.2 双三次B样条曲面的定义 179

7.5.3 双三次B样条曲面的连续性 180

7.6 本章小结 182

习题7 183

第8章 建模与消隐 186

8.1 三维物体的数据结构 186

8.1.1 物体的几何信息与拓扑信息 186

8.1.2 三表数据结构 186

8.1.3 物体的表示模型 187

8.1.4 双表数据结构 189

8.2 常用物体的几何模型 190

8.2.1 多面体 190

8.2.2 曲面体 195

8.3 消隐算法分类 201

8.4 隐线算法 202

8.4.1 凸多面体消隐算法 202

8.4.2 曲面体消隐算法 205

8.5 隐面算法 206

8.5.1 深度缓冲器消隐算法 206

8.5.2 深度排序消隐算法 210

8.6 本章小结 211

习题8 211

第9章 光照模型 216

9.1 颜色模型 216

9.1.1 原色系统 217

9.1.2 RGB颜色模型 218

9.1.3 HSV颜色模型 219

9.1.4 CMYK颜色模型 221

9.2 简单光照模型 222

9.2.1 材质模型 222

9.2.2 环境光模型 224

9.2.3 漫反射光模型 224

9.2.4 镜面反射光模型 225

9.2.5 光强衰减 227

9.2.6 增加颜色 228

9.3 光滑着色 229

9.3.1 直线的光滑着色 230

9.3.2 Gouraud明暗处理 231

9.3.3 Phong明暗处理 234

9.4 简单透明模型 236

9.5 简单阴影模型 237

9.6 本章小结 238

习题9 238

第10章 纹理映射 242

10.1 纹理的定义 242

10.2 颜色纹理 243

10.2.1 函数纹理 243

10.2.2 图像纹理 248

10.3 三维纹理 249

10.4 几何纹理 251

10.4.1 参数曲面的定义 251

10.4.2 映射原理 251

10.4.3 几何纹理的分类 253

10.5 简单纹理反走样 254

10.6 本章小结 255

习题10 255

附录A 配套案例的说明 259

参考文献 261