第1章 计算机图形系统 1
1.1 绪论 1
1.1.1 计算机图形学概况 1
1.1.2 计算机图形学的主要应用领域 2
1.1.3 计算机图形学与计算机辅助设计 3
1.2 计算机图形系统 4
1.2.1 计算机图形系统的功能与组成 4
1.2.2 图形设备 6
1.2.3 图形软件 11
第2章 图形程序 13
2.1 图案程序 13
2.1.1 金刚石图案 13
2.1.2 肾形图案 14
2.1.3 海绵图案 15
2.2 通用图形程序 17
2.2.1 构造功能模块的基本原则 17
2.2.2 图形程序 17
2.2.3 以外接圆圆心定位的正多边形 19
2.2.4 螺旋图案 20
2.3 典型绘图方法 22
2.3.1 参数法绘图 23
2.3.2 子图形拼接法绘图 25
2.4 动画程序 28
2.4.1 用重画技术设计动画程序 28
2.4.2 利用多图形页功能设计动画程序 30
2.4.3 用位图像函数设计动画程序 32
第3章 图形数据结构 35
3.1 图形数据结构概述 35
3.2.1 线性表 36
3.2 线性列表结构 36
3.2.2 线性表的运算 37
3.2.3 栈结构 38
3.3 链表结构 38
3.3.1 单向链表 39
3.3.2 循环链表 40
3.3.3 多重链表 41
3.4 树形结构简介 41
3.4.1 树的基本概念 42
3.4.2 二叉树 43
3.4.3 二叉排序树 45
3.5 排序及查找 46
3.5.1 排序的基本概念 46
3.5.2 排序的方法 47
3.5.3 查找 48
第4章 图形变换 50
4.1 图形变换的基本原理 50
4.2 二维图形的变换 51
4.2.1 二维基本变换 51
4.2.2 二维组合变换 55
4.3 三维图形的变换 58
4.3.1 三维变换矩阵 58
4.3.2 三维图形的基本变换 59
4.3.3 三维组合变换 62
4.4 三维投影变换 64
4.4.1 三视图 64
4.4.2 正轴测投影图 65
4.4.3 透视投影图 66
4.5.1 视向变换 69
4.5 任意视点透视变换 69
4.5.2 透视变换 72
第5章 图形算法 74
5.1 基本运算 74
5.1.1 交点计算 74
5.1.2 关系判别 76
5.1.3 窗口运算 78
5.2 基本图形生成算法 79
5.2.1 直线的生成算法 80
5.2.2 圆弧的生成算法 84
5.3 填充算法 88
5.3.1 剖面线算法 88
5.3.2 填充算法 91
5.4 直线段裁剪算法 92
5.4.1 直线段和窗口的关系 92
5.4.2 代码裁剪算法 93
5.4.3 矢量裁剪算法 95
5.4.4 中点再分裁剪算法 96
5.5.1 多边形的裁剪算法 97
5.5 多边形运算 97
5.5.2 多边形运算 100
第6章 曲线曲面 104
6.1 常见二次曲线的绘制 104
6.1.1 绘制曲线的基本方法 104
6.1.2 椭圆绘图程序分析 105
6.2 抛物样条曲线 107
6.2.1 曲线生成的原理 107
6.2.2 曲线的讨论 109
6.2.3 曲线程序 110
6.3 三次参数样条曲线 111
6.3.1 曲线生成的原理 111
6.3.2 三次参数样条曲线的表达式 113
6.3.3 解题过程 115
6.4 Bézier曲线和B样条曲线 116
6.4.1 Bézier曲线 117
6.4.2 B样条曲线 119
6.5 Bézier曲面和B样条曲面 124
6.5.1 Bézier曲面 124
6.5.2 B样条曲面 126
6.6 实验曲线的绘制方法 127
6.6.1 最小二乘法 127
6.6.2 用最小二乘法拟合直线 128
6.6.3 拟合多项式曲线 128
第7章 几何造型 131
7.1 几何形体在计算机内的表示 131
7.1.1 几何元素的定义 131
7.1.2 形体的模型 132
7.1.3 常用的形体表示方法 134
7.2 集合运算 136
7.2.1 正则形体和有效实体 136
7.2.2 求交运算 138
7.3 其他造型方法 140
7.3.1 特征造型 140
7.3.2 分形造型 140
7.4 AutoCAD的实体造型功能 143
7.4.1 用户界面 143
7.4.2 三维模型的显示 145
7.4.3 实体造型 148
7.4.4 实体的有效性检查 158
第8章 三维真实感图形 159
8.1 概述 159
8.1.1 真实感图形的概念 159
8.1.2 平面方程及法向量 160
8.2 凸面体的消隐方法 161
8.2.1 平面体表面法向量与可见性的关系 161
8.2.2 凸多面体隐线的消去方法 162
8.3.1 算法思想及流程 163
8.3 任意平面体的消隐算法 163
8.3.2 曲面体的消隐方法 164
8.4 隐藏面算法 165
8.4.1 深度缓冲器算法 165
8.4.2 扫描线算法 166
8.4.3 面积相关算法 167
8.5 光照效应 168
8.5.1 明暗模型 168
8.5.2 多面体的明暗模型 171
8.5.3 阴影产生 172
第9章 计算机动画 174
9.1 3DS MAX的用户界面 174
9.1.1 下拉式菜单栏 175
9.1.2 工具条 178
9.1.3 命令面板 178
9.1.4 视图区 180
9.2 建模方法 182
9.2.1 基本体素的建立 182
9.2.2 形的创建 185
9.2.3 复杂实体 187
9.3 动画制作 192
9.3.1 关键帧动画 193
9.3.2 路径动画 193
9.3.3 文字动画 196
9.3.4 简单的变形动画 197
附录A 练习题 200
附录B C语言图形函数 206
参考文献 215