第1章 绪论 1
1.1 计算机图形技术的发展与应用 1
1.2 计算机几何设计技术的发展 4
1.3 Java AWT包中的Graphics类画图功能 5
1.4 Java 2D与Java 3D功能介绍 6
1.5 Java 3D的场景式组织 7
1.6 Java、Java 3D与网络CAD技术 7
本章小结 8
习题1 8
第2章 计算机几何设计技术 9
2.1 引言 9
2.2 线框模型 9
2.3 曲线、曲面几何模型 10
2.4 实体、实体造型与构造实体几何 11
2.5 基于隐函数的实体造型 12
2.6 基于B-Rep边界面的体造型 12
2.7 体的边界面表示与多边形图形学 14
2.8 单元分解法、空间位置枚举法与八叉树表示法 14
2.9 体、体素与构造体几何 15
2.9.1 体与实体 15
2.9.2 体图形学在人体医学三维模型重建中的应用 16
2.9.3 空间线、面、体的体素化与空间场景多体显示 17
2.9.4 体可视化技术 18
2.9.5 体属性的连续函数表示与构造式体几何 19
2.10 Volume Graphics体图形学的发展 20
2.11 DEXEL体造型技术 21
2.12 逆向工程 22
2.13 快速原型系统 24
2.14 STL格式数据文件与CAD系统数据交换 25
本章小结 26
习题2 26
第3章 Java 3D基本图形功能介绍 27
3.1 Java 3D的虚拟场景空间设计 27
3.2 Java 3D主要包、类、子类、接口之间的关系 33
3.3 Java 3D的点、线、面绘制 34
3.3.1 GeometryArray类 35
3.3.2 点的生成 38
3.3.3 线的生成 45
3.3.4 三角面的生成 61
3.3.5 四边面的生成 75
3.4 Java语言数组与计算机图形数据定义 80
3.4.1 线性数据点及二维数组表示 80
3.4.2 平面型数据点及三维数组表示 81
3.4.3 空间层状立体数据点及四维数组表示 82
3.4.4 多维数组表示的几何数据与Java 3D一维数组数据转换 83
3.5 体与面的三角网格与四边网格显示 89
3.6 Java 3D程序Shape 3D类对象中几何元素的定义 106
3.7 Shape 3D类对象元素的定义 115
3.8 Appearance类 115
3.9 ColoringAttributes类 117
3.10 Material类 118
3.11 TransparencyAttributes类 121
3.12 Light类 125
本章小结 127
习题3 127
第4章 计算机图形学基础知识 129
4.1 显示器的工作原理 129
4.2 直线DDA算法 132
4.3 区域填充算法 133
4.3.1 种子填色算法 133
4.3.2 扫描线填色算法 134
4.4 图形求交 135
4.4.1 包围盒与包围球 135
4.4.2 线、面、体几何元素间的求交 137
4.4.3 包含判定算法 137
4.5 图形变换 142
4.5.1 二维图形空间坐标变换 142
4.5.2 三维空间图形坐标变换 147
4.6 真实感图形生成 151
4.6.1 世界坐标系与观察坐标系 151
4.6.2 透视投影与平行投影 152
4.6.3 隐藏线、隐藏面消除算法 154
4.6.4 光源的颜色与类型 159
4.6.5 局部光照明计算模型 159
4.6.6 Gouraud算法和Phong算法 162
4.6.7 整体光照明模型 165
4.7 纹理与纹理映射 167
4.8 图形剪裁 170
本章小结 172
习题4 172
第5章 Java 3D的坐标变换与基本形体 173
5.1 Java 3D的坐标变换 173
5.1.1 Transform3D类 173
5.1.2 TransformGroup类与Transform3D类之间关系 177
5.1.3 两矩阵的乘积与编程 178
5.2 Java 3D定义的基本形体 179
5.2.1 长方体Box类 179
5.2.2 圆柱体Cylinder类 180
5.2.3 圆锥体Cone类 180
5.2.4 球体Sphere类 181
5.2.5 彩色立方体ColorCube类 182
5.2.6 应用基本体的程序实例 182
5.3 Switch类 191
5.3.1 Switch类的构造函数与方法 192
5.3.2 Switch类的应用实例 192
5.4 SharedGroup类 200
本章小结 209
习题5 209
第6章 自由曲线、曲面设计 210
6.1 Beziér曲线、曲面设计 210
6.2 B样条曲线、曲面设计 242
6.2.1 B样条基函数及其递推公式 242
6.2.2 B样条曲线设计 250
6.2.3 B样条曲面设计 255
6.3 NURBS曲线、曲面 257
6.3.1 NURBS曲线的定义 257
6.3.2 NURBS曲线的齐次坐标表示 259
6.3.3 NURBS曲线的矩阵表示 260
6.3.4 NURBS曲线的参数化算法 260
6.3.5 NURBS曲面的定义 261
6.3.6 NURBS曲面的矩阵块表示 262
6.4 NURBS曲面变形 262
6.5 基于参数的NURBS体造型与可视化 270
6.5.1 引言 270
6.5.2 NURBS体方程 270
6.5.3 NURBS体的u、v、w参数空间与体空间 271
6.5.4 NURBS体造型 271
6.5.5 NURBS体内点与控制顶点对应关系 272
6.5.6 NURBS体变形 272
6.5.7 NURBS体的体素显示 272
本章小结 274
习题6 274
第7章 医学三维重建算法与多面体的体素化 276
7.1 引言 276
7.2 像素、体素、体素空间与体素的连通性 276
7.3 空间线、面、体的体素化 278
7.4 基于体素的医学图像三维重建与可视化 279
7.4.1 基于断层图像的体数据 279
7.4.2 基于体素的体显示的光学模型 279
7.4.3 光线投射的体显示算法（Ray-casting algorithm） 281
7.4.4 三维数据场物质的分类 283
7.4.5 体显示中的光照明模型与法向量计算 283
7.4.6 图像合成 284
7.4.7 光源特性与光照明模型 285
7.4.8 其他体显示技术 285
7.4.9 基于体素的医学图像三维重建与可视化算法意义 285
7.5 基于小长方体的体素处理与显示技术 286
7.6 基于参数u、v、w的NURBS体体素化 287
7.6.1 NURBS体的u、v、w参数空间与体空间 287
7.6.2 基于参数u、v、w的NURBS体体素化与可视化 287
本章小结 289
习题7 289
第8章 多面体的DEXEL模型与DEXEL体造型技术 290
8.1 引言 290
8.2 多面体DEXEL模型的数据结构 291
8.3 DEXEL射线与空间平面凸多边形的求交算法 294
8.4 NURBS体的DEXEL化算法 296
8.5 基本形体的DEXEL模型 298
8.5.1 基本形体构造与DEXEL模型 299
8.5.2 坐标变换 301
8.6 多面体DEXEL模型的布尔运算 302
8.6.1 同一DEXEL模型空间体的布尔运算 302
8.7 单向DEXEL射线组群模型与快速原型系统 304
8.8 单向DEXEL模型与体素模型转化 305
8.9 基于两轴向层状DEXEL射线求交的多面体体素化算法 305
8.10 基于三轴向DEXEL射线求交的多面体体素化算法 306
8.10.1 三轴向DEXEL射线组群的数据结构 307
8.10.2 Marching Cubes算法与物体边界体素、体内体素确定 313
8.11 单向、两轴向层状与三轴向DEXEL模型比较 315
8.12 同一体素空间体的布尔运算 316
本章小结 317
习题8 318
第9章 DEXEL体造型技术在飞机复合材料零部件设计中的应用 319
9.1 DEXEL体造型技术在飞机复合材料零部件设计中的应用 319
9.1.1 飞机复合材料零部件特点 319
9.1.2 蜂窝结构 319
9.1.3 空心结构 321
9.1.4 某型飞机水平安定面翼肋结构设计 321
9.1.5 小结 322
9.2 DEXEL模型与传统CAD系统模型数据交换 322
9.2.1 引言 322
9.2.2 STL数据结构 323
9.2.3 DEXEL模型的STL格式数据提取 325
9.2.4 小结 325
习题9 326
附录A 书中出现的重要名词中英文对照表 327
附录B Java、Java 3D、JavaCreator软件的下载与安装 330
参考文献 338