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第1章 计算机图形学基本知识 1

1.1 计算机图形学的研究内容 1

1.2 计算机图形学的发展 2

1.3 计算机图形学的应用 4

1.4 计算机图形系统硬件简介 6

1.4.1 常用的图形输入设备 6

1.4.2 常用的图形输出设备 10

习题 17

第2章 交互式图形系统与OpenGL 18

2.1 交互设备 18

2.2 交互技术 23

2.3 交互式图形系统的设计 27

2.4 开放式图形程序库OpenGL 32

2.4.1 OpenGL概述 32

2.4.2 OpenGL图形开发库 33

2.4.3 OpenGL应用程序基本框架 35

习题 43

第3章 基本图形的生成与计算 44

3.1 直线的生成算法 44

3.1.1 生成直线的数值微分法 45

3.1.2 Bresenham直线生成算法 48

3.2 圆的生成算法 52

3.2.1 逐点比较法生成圆弧 52

3.2.2 Bresenham算法生成圆弧 55

3.3 椭圆生成算法 57

3.4 区域填充算法 62

3.4.1 扫描线填充算法 63

3.4.2 种子填充算法 66

3.4.3 扫描线种子填充算法 67

3.5.1 点阵字符 69

3.5 字符的生成 69

3.5.2 矢量字符 70

3.6 图形的裁剪 70

3.6.1 线段的裁剪 71

3.6.2 多边形的裁剪 75

3.6.3 字符的裁剪 79

3.7 反走样 79

3.7.1 直线段的过取样 80

3.7.2 像素加权掩膜 80

3.7.3 反走样区域边界 81

习题 82

第4章 曲线与曲面 83

4.1 曲线和曲面的理论基础 83

4.1.1 曲线和曲面的参数表示 83

4.1.2 曲线和曲面的插值、逼近及光顺 84

4.1.3 参数曲线中的常用术语 85

4.1.4 参数曲线的连续性 86

4.2 Hermit曲线 87

4.2.1 Hermit曲线的定义 87

4.2.2 三次参数样条曲线 90

4.3 Bézier曲线 92

4.3.1 Bézier曲线的定义 93

4.3.2 二次、三次Bézier曲线 93

4.3.3 Bézier曲线的性质 95

4.3.4 三次Bézier样条曲线 97

4.4 B样条曲线 99

4.4.1 样条曲线的定义 99

4.4.2 B样条曲线的性质 100

4.4.3 B样条曲线类型的划分 103

4.4.4 三次B样条曲线的边界条件和反算拟合 104

4.5 非均匀有理B样条（NURBS）曲线 107

4.5.1 NURBS定义及性质 108

4.5.2 权因子的几何意义 108

4.5.3 圆锥曲线的NURBS表示 109

4.6 曲面的参数表示 110

4.7 Bézier曲面 112

4.7.1 Bézier曲面的定义及性质 112

4.7.2 双二次、双三次Bézier曲面 113

4.7.3 Bézier曲面片的拼接 114

4.8 B样条曲面 116

4.8.1 B样条曲面的定义及性质 116

4.8.2 双三次B样条曲面 116

4.8.3 反求B样条曲面的控制点 117

4.9 孔斯（Coons）曲面 117

4.9.1 双线性Coons曲面 118

4.9.2 双三次Coons曲面 119

习题 121

第5章 图形变换 123

5.1 图形变换的数学基础 123

5.2 二维基本变换 124

5.3 二维组合变换 129

5.4 三维基本变换 131

5.5 三维组合变换 136

5.6 平行投影变换 139

5.7 透视投影变换 145

5.8 三维图形裁剪 147

习题 148

第6章 几何造型技术 149

6.1 几何造型系统的表示 149

6.2.1 概述 152

6.2 实体模型的表示 152

6.2.2 边界表示 154

6.2.3 扫描表示法 157

6.2.4 构造实体几何（CSG）法 157

6.2.5 分解表示（D-rep）法 158

习题 160

第7章 真实感图形基础 161

7.1 消隐技术 161

7.1.1 凸多面体的消隐 161

7.1.2 隐藏面的消除算法 162

7.2 明暗处理 166

7.2.1 光源特性 166

7.2.2 光照模型 167

习题 171

8.1 基本概念 172

第8章 颜色模型 172

8.2 CIE色度图 173

8.3 颜色模型 177

8.3.1 RGB颜色模型 177

8.3.2 CMY颜色模型 178

8.3.3 HSV颜色模型 179

8.3.4 HLS颜色模型 180

8.3.5 YUV和YIQ颜色模型 181

8.3.6 颜色模型之间的相互转换 181

习题 185

第9章 图形学应用实例 186

9.1 基本图元的绘制 186

9.2 基本几何变换 192

9.3 OpenGL动画制作 195

参考文献 198