计算机图形学 原理、方法及应用 修订版PDF电子书下载

1.1 计算机图形学的概念 1

1.2 计算机图形学的发展 1

第一章 计算机图形学基本知识 1

1.3 计算机图形学的应用 3

1.4 计算机图形硬件简介 5

习题一 19

第二章 基本图形的生成与计算 21

2.1 直线的生成算法 21

2.1.1 直线DDA算法 21

2.1.2 直线Bresenham算法 22

2.2 圆的生成算法 26

2.2.1 基础知识 26

2.2.2 圆的Bresenham算法 26

2.3.1 基础知识 28

2.3 区域填充算法 28

2.3.2 扫描线填色算法 29

2.3.3 种子填色算法 36

2.4 字符的生成 37

2.4.1 点阵式字符 37

2.4.2 矢量式字符 38

2.4.3 方向编码式字符 38

2.4.4 轮廓字形技术 39

2.5 图形求交 39

2.5.1 求交点算法 40

2.5.2 求交线算法 42

2.5.3 包含判定算法 44

2.5.5 凸包计算 47

2.5.4 重叠判定算法 47

2.6 图形裁剪 48

2.6.1 直线的剪裁 49

2.6.2 多边形的剪裁 54

2.6.3 字符串的剪裁 58

习题二 59

第三章 图形变换与输出 60

3.1 图形的几何变换 60

3.1.1 二维图形几何变换 60

3.1.2 三维图形几何变换 64

3.1.3 参数图形几何变换 68

3.2 坐标系统及其变换 69

3.2.1 坐标系统 69

3.2.2 规格化变换与设备坐标变换 70

3.2.3 投影变换 75

3.3 图元输出与输出属性 77

3.3.1 二维图元输出 77

3.3.2 输出属性及其控制 78

3.3.3 三维图元的输出 82

习题三 83

第四章 图形输入与交互技术 85

4.1 逻辑输入设备 85

4.2 图形输入控制 86

4.2.1 概述 86

4.2.2 请求方式 86

4.2.3 采样方式 87

4.2.4 事件方式 88

4.2.5 输入控制方式的混合使用 89

4.3 交互技术 90

4.3.1 定位技术 90

4.3.2 橡皮条技术 91

4.3.3 拖曳技术 92

4.3.4 菜单技术 92

4.3.5 定值技术 94

4.3.6 拾取技术 95

4.3.7 网格与吸附技术 96

4.4 三维图形输入 97

习题四 97

5.1.1 图段及其属性 98

5.1 图段 98

第五章 图形数据结构 98

5.1.2 图段的操作 99

5.1.3 独立于工作站的图段存储器和图文件 102

5.2 结构 102

5.2.1 结构元素 102

5.2.2 结构网络（Structure Network） 104

5.2.3 集中式结构存储（CSS）与结构操作 105

5.2.4建模操作 112

5.3 图段与结构的比较 115

习题五 116

第六章 数据接口与交换标准 117

6.1 GKS元文件标准GKSM 118

6.1.1 GKSM功能 118

6.1.2 GKSM生成 119

6.1.3 GKSM输入 120

6.2 计算机图形元文件标准CGM 121

6.2.1 CGM功能 121

6.2.2 CGM描述 121

6.3 计算机图形接口标准CGI 123

6.3.1 CGI功能 123

6.3.2 光栅功能集 125

6.4 基本图形交换规范标准IGES 126

6.4.1 IGES功能 126

6.4.2 IGES元素 127

6.4.3 IGES文件结构 131

6.5 DXF数据接口 135

6.6 产品模型数据交换标准STEP 138

6.6.1 STEP的组成 139

6.6.2 产品模型信息结构 144

6.6.3 几何与拓扑表示 150

习题六 152

第七章 真实感图形显示 153

7.1 线消隐 153

7.1.1 消隐的基础知识 153

7.1.2 凸多面体的隐藏线消除 154

7.1.3 凹多面体的隐藏线消除 154

7.2 面消隐 156

7.2.1 区域排序算法 156

7.2.2 深度缓存（Z-Buffer）算法 156

7.3.1 光源特性和物体表面特性 158

7.3 光照模型 158

7.2.4 扫描线算法 158

7.2.3 射线踪迹算法 158

7.3.2 光照模型及其实现 160

7.3.3 明暗的光滑处理 163

7.3.4 阴影生成 165

7.3.5 整体光照模型 169

7.4 光线跟踪 170

7.4.1 光线跟踪的基本原理 170

7.4.2 光线与实体的求交 172

7.4.3 光线跟踪算法 174

7.5 表面图案与纹理 179

7.5.1 表面图案的描绘 179

7.5.2 表面纹理的描绘 180

7.6.1 颜色的基本概念 182

7.6 颜色空间 182

7.6.2 CIE色度图 183

7.6.3 几种常用的颜色模型 184

习题七 186

第八章 自由曲线曲面 188

8.1 曲线和曲面的表示 188

8.2 Bezier曲线 191

8.3 Bezier曲面 198

8.4 B样条曲线 201

8.5 B样条曲面 209

8.6 NURBS曲线 211

8.7 NURBS曲面 214

习题八 219

9.1 概述 221

第九章 基本造型方法 221

9.2 结构实体几何模型（CSG） 222

9.3 分解模型 226

9.3.1 八叉树表达 226

9.3.2 八叉树的操作 227

9.3.3 线性八叉树 229

9.4 边界模型 229

9.5 非传统造型技术 232

9.5.1 分形造型 232

9.5.2 粒子系统 234

习题九 235

第十章 实体造型中的基本算法及特征造型 236

10.1 概述 236

10.2.1 半边数据结构描述 237

10.2 半边数据结构 237

10.2.2 半边结构程序描述 239

10.2.3 半边数据结构的具体算法 242

10.3 欧拉操作 246

10.3.1 基本欧拉操作 247

10.3.2 低级欧拉算子 249

10.3.3 高级欧拉算子 252

10.4 基本体元的生成 255

10.4.1 移动掠扫算法 255

10.4.2 长方体产生的算法 256

10.4.3 圆柱生成算法 257

10.4.4 以曲线为基的旋转掠扫算法 259

10.5 实体的布尔操作 261

10.5.1 引言 262

10.5.2 在Brep模型上的布尔集合操作 262

10.5.3 边界分类 264

10.5.4 步骤 265

10.5.5 顶点邻域分类 266

10.5.6 空边的连接 271

10.5.7 结果的产生 271

10.5.8 提高拼合运算可靠性措施 271

10.6 特征造型 273

10.6.1 特征的定义 273

10.6.2 特征的分类 274

10.6.4 特征造型系统实现模式 275

10.6.3 特征的形式化描述 275

10.6.5 特征表示 277

10.6.6 特征与约束 278

10.6.7 特征的依赖描述 278

习题十 279

第十一章 计算机图形学的应用 280

11.1 计算机动画 280

11.1.1 计算机动画的起源与发展 280

11.1.2 计算机动画的应用 281

11.1.3 计算机动画的过程与分类 282

11.1.4 计算机动画中的运动控制方法 283

11.1.5 典型动画方法介绍 292

11.1.6 计算机动画的制作软件 306

11.2.1 科学计算可视化的概念和意义 309

11.2 科学计算可视化 309

11.2.2 标量场可视化方法 310

11.2.3 矢量场可视化方法 314

11.2.4 张量场可视化方法 315

11.2.5 可视化应用软件 316

11.3 文物数字化 321

11.3.1 文物数字化的概念和意义 321

11.3.2 文物数字化方法介绍 321

11.3.3 文物数字化典型系统介绍 337

习题十一 341

12.1.1 引言 342

12.1.2 系统简介 342

12.1 基于特征的参数化产品造型系统GS-CAD 342

第十二章 实用CAD系统介绍 342

12.1.3 系统特色 343

12.1.4 系统设计的技术路线 344

12.1.5 系统的功能与技术特点 344

12.1.6 系统体系结构 345

12.1.7 系统配置要求 356

12.1.8 造型实例 356

12.2 纺织图案CAD/CAM系统 368

12.2.1 概述 368

12.2.2 系统的体系结构 370

12.2.3 系统功能 372

12.2.4 主要模块的实现 373

习题十二 389

参考文献 390