目录 1
第0章 导论 1
0.1计算机图形学的发展史简介 1
0.2计算机图形学在我国的发展状况 3
0.3计算机图形学的应用 4
0.4计算机图形学的发展趋势 5
第1章图形设备 7
1.1图形输入设备 7
1.1.1 鼠标器 7
1.1.2图形输入板与数字化仪 9
1.1.3图形扫描仪 10
1.1.4其他图形输入设备 11
1.2图形显示设备 13
1.2.1光栅扫描图形显示器 13
1.2.2液晶显示器 18
1.2.3等离子显示器 19
1.3图形绘制设备 19
1.3.1笔式绘图机 20
1.3.2无笔绘图机 22
1.3.3图形打印机 25
习题 25
2.1.1交互任务 27
2.1交互任务与交互技术 27
第2章 交互技术、用户接口及 27
图形软件的标准化 27
2.1.2交互技术 31
2.2交互输入控制 37
2.3用户接口的设计 40
2.4窗口系统 51
2.4.1窗口系统的特点与组成 52
2.4.2 Windows窗口系统 54
2.5图形软件的标准化 56
2.5.1 图形核心系统GKS 56
2.5.3程序员层次式交互图形 58
系统PHIGS 58
2.5.2三维图形核心系统GKS-3D 58
2.5.4计算机图形设备接口 CGI 59
2.5.5计算机图形元文件CGM 60
2.5.6产品模型数据转换标准STEP 61
2.5.7基本图形交换规范IGES和 63
图形数据交换文件DXF 63
习题 64
第3章基本图形生成算法 66
3.1直线的生成算法 66
3.2圆弧与椭圆弧的生成算法 72
3.3 区域填充 77
3.4线宽与线型的生成 83
3.5字符的生成 86
3.6图形的裁剪 92
3.6.1线段的裁剪 93
3.6.2多边形的裁剪 94
3.6.3字符的裁剪 95
习题 96
第4章图形变换 97
4.1二维图形变换 97
4.1.1点的变换 97
4.1.2各种基本变换 98
4.1.3齐次坐标 103
4.1.4组合变换 105
4.1.5窗口到视区的变换 106
4.2.1几何变换矩阵 107
4.2三维图形的基本变换 107
4.2.2各种基本几何变换 108
4.2.3三维组合变换 111
4.3平行投影变换 113
4.3.1正投影变换 113
4.3.2正轴测投影变换 114
4.3.3斜轴测投影变换 115
4.4透视投影变换 116
4.4.1透视投影的分类及投影特性 116
4.4.2点的透视变换 116
4.4.3立体的透视变换 117
的变换 121
4.5.1用户坐标系到观察坐标系 121
4.5三维裁剪 121
4.5.2投影空间的定义 122
4.5.3规格化裁剪空间和图像空间 123
4.5.4三维线段裁剪 126
习题 128
第5章 曲线及曲面 129
5.1曲线、曲面的理论基础 129
5.2抛物线调配曲线 133
5.3三次参数样条曲线 136
5.4最小二乘法拟合曲线 139
5.5 Bézier曲线 141
5.6 B样条曲线 145
5.7 Bézier曲面 151
5.8 B样条曲面 154
5.9 Coons曲面 156
5.9.1双线性Coons曲面 156
5.9.2双三次Coons曲面 158
5.10一般B样条曲线、曲面与 161
NURBS曲线、曲面 161
5.10.1一般B样条曲线与曲面 161
5.10.2 UNRBS曲线与曲面 168
5.11等值线 175
习题 180
6.1.1表示形体模型的形式 182
第6章几何造型 182
6.1三维形体的表示形式 182
6.1.2正则形体及欧拉公式 184
6.1.3常用的形体表示模式 185
6.2翼边结构与欧拉操作 189
6.2.1翼边结构 189
6.2.2欧拉操作 191
6.3求交运算 194
6.3.1点与各几何元素求交 195
6.3.2直线与几何元素求交 198
6.3.3曲线与曲线求交 202
6.3.4面与面的交线 203
6.4.1正则集合的基本概念 205
6.4集合运算 205
6.4.2二维几何元素的集合运算 206
6.4.3三维形体的正则集合与 208
正则布尔运算 208
6.5特征造型 209
6.5.1特征的定义、分类 210
及形式化描述 210
6.5.2特征造型系统的实现模式 212
习题 213
第7章消隐处理 214
7.1概述 214
7.2.1 凸多面体的外法矢 215
7.2凸多面体的消除隐藏线算法 215
7.2.2单个凸多面体的数据结构 216
及消隐算法 216
7.2.3两种消隐算法简介 217
7.3一般平面立体的消除隐藏线算法 219
7.3.1“边—面”比较算法的步骤 219
7.3.2几何计算与判别 219
7.3.3消隐的数据结构及算法步骤 223
7.4曲面的消除隐藏线算法 225
7.4.1二次曲面体的消隐与绘制 225
7.4.2单值函数表示曲面的消隐 228
与绘制 228
7.4.3双参数表示曲面的消隐与绘制 229
7.5隐藏面的消除算法 232
7.5.1扫描线算法 232
7.5.2油画算法 234
7.5.3 Z缓冲区算法 237
7.5.4区域采样算法 238
习题 241
第8章真实感图形 242
8.1概述 242
8.2简单实用的光照明模型 243
8.3表面法向量和反射光线向量的计算 247
8.3.1表面法向量的计算 247
8.3.2反射光向量的计算 248
8.4多边形表示的光滑明暗处理 250
8.4.1双线性亮度插值法 250
8.4.2双线性法向量插值法 251
8.5阴影与透明 253
8.5.1 阴影 253
8.5.2透明 255
8.6纹理及其反走样处理 261
8.6.1颜色纹理 261
8.6.2凸包纹理 266
8.6.3纹理映射的反走样处理 268
8.7.1辐射度的定义及其算法 270
8.7辐射度方法 270
8.7.2形状因子计算 272
8.8颜色 274
8.8.1三原色系统与CIE色度图 274
8.8.2 CIE色度图的用途 278
8.8.3颜色空间的变换及其逆变换 278
习题 282
第9章 自然景物的模拟与 283
动画技术 283
9.1分数维几何与自然景物的模拟 283
9.1.1分维布朗运动（fBm）模型 283
9.1.2粒子系统 286
9.1.3 L系统 288
9.2科学计算可视化 290
9.2.1数据场 291
9.2.2体绘制技术的基本原理 291
9.2.3体绘制常用算法 292
9.3计算机动画 294
9.3.1计算机动画基本制作过程 294
9.3.2基于模型的计算机动画技术 295
9.3.3基于知识的智能动画技术 299
习题 305
10.1.1灭点、坐标系与视点 306
10.1空间形体的三维重建 306
图像处理 306
第10章 空间形体的三维重建与 306
10.1.2三维对称形体的重建 308
10.1.3利用B样条变分法的 310
三维重建算法 310
10.2图像处理 313
10.2.1概述 313
10.2.2图像的采样 314
10.2.3图像变换 315
10.2.4图样的反走样 317
10.2.5从图像的明暗获得三维数据 319
习题 320
参考文献 321