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第一章 计算机图形学综述 1

1.1图形信息的计算机处理 1

1.2交互图形系统的组成 2

1.3计算机图形学的研究内容 4

1.4计算机图形学的发展历史 5

1.5计算机图形学的应用 6

第二章 图形系统 9

2.1视频显示设备 9

2.1.1 CRT显示器 9

2.1.2平板显示器 12

2.1.3三维观察设备 13

2.1.4立体感和虚拟现实系统 13

2.2光栅扫描系统 14

2.2.1结构与原理 14

2.2.2视频控制器 15

2.2.3帧缓冲器 15

2.2.4彩色表的结构与使用 16

2.2.5图像生成器 17

2.2.6光栅扫描系统的性能参数 18

2.3图形软件 19

2.3.1坐标表示 19

2.3.2图形功能 19

2.3.3图形软件包的性质 20

2.3.4图形软件标准 20

第三章 基本图形生成技术 21

3.1直线的生成算法 21

3.1.1画直线的一般要求 21

3.1.2直线的DDA算法 22

3.1.3直线的Bresenham算法 23

3.2圆的生成算法 28

3.2.1生成圆的Bresenham算法 29

3.2.2生成圆的中点算法 31

3.2.3生成圆的正负法 34

3.2.4生成圆的多边形逼近法 35

3.2.5多边形逼近算法稳定性分析 37

3.2.6生成椭圆的正负法 38

3.3多边形的扫描转换与区域填充 39

3.3.1多边形的扫描转换 40

3.3.2区域填充 52

3.3.3关于填充的几点说明 56

3.4字符的生成 57

3.5基本图元的输出属性 58

3.5.1直线的属性 59

3.5.2曲线的属性 61

3.5.3区域填充属性 62

3.5.4字符属性 63

3.6光栅图形的反走样 65

第四章 二维图形变换与二维观察 69

4.1几何变换的基本原理 69

4.2基本变换 70

4.2.1平移 70

4.2.2旋转 71

4.2.3缩放 71

4.2.4对称 72

4.2.5错切 73

4.3二维组合变换 74

4.3.1对任意直线的对称变换 74

4.3.2绕任意点的旋转变换 75

4.3.3组合变换矩阵 76

4.3.4级联顺序对组合变换的影响 77

4.4变换模式 78

4.5二维观察 78

4.5.1观察流程 79

4.5.2观察坐标系 79

4.5.3视窗变换 79

4.5.4裁剪操作 80

4.5.5点的裁剪 81

4.5.6直线段的裁剪 81

4.5.7多边形的裁剪 90

4.5.8曲线的裁剪 93

4.5.9字符的裁剪 93

4.5.10外部裁剪 94

第五章 几何造型技术 95

5.1曲线的表示 95

5.1.1绘制曲线的基本方法 95

5.1.2参数曲线 96

5.1.3 Bezier曲线 102

5.1.4 B样条曲线 106

5.1.5 NURBS曲线 113

5.2曲面的表示 115

5.2.1 Bezier曲面 115

5.2.2 B样条曲面 119

5.2.3 NURBS曲面 120

5.2.4 Coons曲线面 122

5.3实体的表示 124

5.3.1三维实体的定义 124

5.3.2三维实体建模 125

5.3.3实体的表示方法 126

5.4分形 136

5.4.1分形的历史 137

5.4.2分数维的计算 138

5.4.3分形的定义 139

5.4.4典型的分形模型 140

第六章 三维图形变换与三维观察 144

6.1三维几何变换 144

6.1.1平移 144

6.1.2缩放 144

6.1.3旋转 145

6.1.4对称 149

6.1.5错切 149

6.1.6复合变换 150

6.2投影变换 150

6.2.1透视投影及其分类 150

6.2.2透视投影的确定 151

6.2.3平行投影及其分类 152

6.2.4平行投影的确定 153

6.2.5一般投影变换 153

6.3三维图形裁剪 156

6.3.1三维观察体 156

6.3.2三维裁剪 157

6.4三维观察体的规范化变换 160

6.4.1平行投影情况下的变换 160

6.4.2透视投影下的变换 161

6.5三维观察流程 163

第七章 真实感图形生成技术基础 166

7.1隐藏线隐藏面消除 166

7.1.1多面体的隐藏线消除 167

7.1.2参数曲面的隐藏线消除 171

7.1.3区域子分算法 174

7.1.4深度缓冲器（Z-buffer）算法 176

7.1.5扫描线算法 178

7.1.6曲面的扫描线消隐算法 180

7.1.7优先级表算法 186

7.1.8 BSP算法 188

7.1.9光线投射算法 188

7.2光源属性和物体表面属性 189

7.3基本光照明模型 189

7.3.1 Lambert漫反射模型 190

7.3.2 Phong光照明模型 192

7.4阴影 194

7.4.1阴影细节多边形算法 195

7.4.2影域多面体算法 196

7.4.3 Z缓冲器算法 199

7.5整体光照明模型 200

7.5.1简单透射模型 200

7.5.2 Whitted光照明模型 201

7.6明暗处理技术 202

7.6.1 Gouraud明暗处理 202

7.6.2 Phong明暗处理 204

7.6.3 Phong明暗处理的加速方法 205

7.7光线跟踪技术 207

7.7.1基本光线跟踪算法 207

7.7.2光线跟踪的求交计算 209

7.7.3光线跟踪中的阴影生成算法 212

7.8物体表面细节模拟 214

7.8.1颜色纹理的模拟 214

7.8.2几何纹理的模拟 217

第八章 颜色 219

8.1颜色的视觉特性及基本定义 219

8.2标准原色和色度图 220

8.2.1 CIE-XYZ颜色系统 220

8.2.2 CIE色度图 221

8.3常用颜色模型 223

8.3.1 RGB颜色模型 223

8.3.2 CMY颜色模型 225

8.3.3 YIQ颜色模型 226

8.3.4 YUV颜色模型 227

8.3.5 HSV颜色模型和H LS颜色模型 227

8.4颜色裁剪和Gamma修正 230

参考文献 232