第一部分 预备知识 2
第1章 数据 2
1.1 可视化 2
1.2 离散化 3
1.2.1 采样 3
1.2.2 量化 5
1.3 表示 6
1.4 噪声 11
1.5 本章小结 13
参考文献 14
习题 14
第2章 技术 16
2.1 插值 16
2.1.1 线性插值 17
2.1.2 双线性插值 17
2.2 几何相交 20
2.3 本章小结 22
参考文献 22
习题 22
第二部分 基于图像的视觉计算 24
第3章 卷积 24
3.1 线性系统 24
3.1.1 线性系统的响应 25
3.1.2 卷积的性质 27
3.2 线性滤波器 28
3.2.1 全通、低通、带通和高通滤波器 30
3.2.2 设计新滤波器 37
3.2.3 二维滤波器的可分性 40
3.2.4 相关和模式匹配 41
3.3 实现细节 43
3.4 本章小结 44
参考文献 44
习题 45
第4章 谱分析 47
4.1 离散傅里叶变换 47
4.2 极坐标 52
4.2.1 性质 54
4.2.2 信号分析示例 55
4.3 频域的周期性 57
4.4 混叠 58
4.5 推广到二维插值 60
4.5.1 周期性的影响 61
4.5.2 陷波器 63
4.5.3 混叠效应示例 63
4.6 对偶性 65
4.7 本章小结 67
参考文献 68
习题 68
第5章 特征检测 71
5.1 边缘检测 71
5.1.1 边缘子检测器 72
5.1.2 多分辨率边缘检测 81
5.1.3 边缘子聚合 82
5.2 特征检测 84
5.3 其他非线性滤波器 86
5.4 本章小结 88
参考文献 88
习题 88
第三部分 基于几何的视觉计算 92
第6章 几何变换 92
6.1 齐次坐标 92
6.2 线性变换 94
6.3 欧氏和仿射变换 95
6.3.1 平移 95
6.3.2 旋转 96
6.3.3 缩放 97
6.3.4 剪切 98
6.3.5 一些现象 99
6.4 变换的串联 99
6.4.1 相对于中心点的缩放 100
6.4.2 相对于任意轴的旋转 101
6.5 坐标系 103
6.6 串联的性质 106
6.7 透视变换 107
6.8 自由度 108
6.9 非线性变换 109
6.10 本章小结 110
参考文献 110
习题 110
第7章 针孔相机 113
7.1 针孔相机模型 113
7.1.1 相机标定 116
7.1.2 三维深度估计 117
7.1.3 单应性 119
7.2 实际相机的一些考虑 122
7.3 本章小结 125
参考文献 125
习题 125
第8章 对极几何 128
8.1 背景 128
8.2 多视几何中的匹配 130
8.3 基础矩阵 131
8.3.1 性质 132
8.3.2 基础矩阵的估计 133
8.3.3 仿前置双眼的相机设置 134
8.4 本质矩阵 135
8.5 整流 136
8.6 应用对极几何 138
8.6.1 根据视差恢复深度 138
8.6.2 根据光流恢复深度 139
8.7 本章小结 141
参考文献 141
习题 142
第四部分 基于辐射度的视觉计算 144
第9章 光照 144
9.1 辐射度学 144
9.1.1 双向反射分布函数 146
9.1.2 光传播方程 147
9.2 光度学与色彩 147
9.2.1 CIE XYZ色彩空间 149
9.2.2 CIE XYZ空间的认知结构 152
9.2.3 认知一致色彩空间 155
9.3 本章小结 157
参考文献 157
习题 158
第10章 色彩还原 160
10.1 加性色彩混合的建模 161
10.1.1 设备的色域 162
10.1.2 色调映射算子 165
10.1.3 强度分辨率 166
10.1.4 显示器示例 168
10.2 色彩管理 169
10.2.1 色域变换 170
10.2.2 色域匹配 171
10.3 减性色彩混合的建模 172
10.4 局限性 173
10.4.1 高动态范围成像 173
10.4.2 多光谱成像 176
10.5 本章小结 177
参考文献 178
习题 179
第11章 光度处理 181
11.1 直方图处理 181
11.2 图像融合 186
11.2.1 图像混合 187
11.2.2 图像割 193
11.3 光度立体视觉 193
11.3.1 阴影处理 196
11.3.2 光照方向计算 197
11.3.3 色彩处理 197
11.4 本章小结 198
参考文献 199
习题 199
第五部分 视觉内容合成 204
第12章 多样化域 204
12.1 建模 204
12.2 处理 205
12.3 渲染 206
12.4 应用 208
12.5 本章小结 211
参考文献 212
第13章 交互式图形流程 213
13.1 顶点的几何变换 214
13.1.1 模型变换 214
13.1.2 视图变换 215
13.1.3 透视投影变换 217
13.1.4 遮挡处理 219
13.1.5 窗口坐标变换 224
13.1.6 最终变换 224
13.2 裁剪和属性的顶点插值 224
13.3 光栅化和属性的像素插值 229
13.4 本章小结 230
参考文献 230
习题 231
第14章 真实感与性能 232
14.1 光照 232
14.2 着色 235
14.3 阴影 236
14.4 纹理贴图 238
14.4.1 纹理至对象空间映射 238
14.4.2 对象至屏幕空间映射 241
14.4.3 分级细化贴图 242
14.5 凹凸贴图 243
14.6 环境贴图 245
14.7 透明度 247
14.8 累积缓存 249
14.9 背面剔除 250
14.10 可见性剔除 251
14.10.1 包围体 251
14.10.2 空间细分 253
14.10.3 其他用途 254
14.11 本章小结 256
参考文献 257
习题 257
第15章 图形编程 262
15.1 图形处理单元的发展 262
15.2 图形API和程序库的发展 266
15.3 现代GPU和CUDA 267
15.3.1 GPU架构 267
15.3.2 CUDA编程模型 268
15.3.3 CUDA存储模型 269
15.4 本章小结 270
参考文献 270