计算机图形学

本书共分11章。考虑到内容的相对独立性和系统性，分为两篇。第1篇为计算机图形学的数学基础，包括图形变换、投影变换以及曲线和曲面的构造等内容。第2篇为计算机图形学的算法基础，首先简要介绍了图形学与相关学科的关系，图形学的发展与应用以及图形设备等，然后系统深入地介绍了光栅扫描原理、基本图形生成、区域填充、二维和三维裁剪、消隐算法，以及真实感图形绘制所涉及的光照模型、透明效果、阴影显示、
纹理映射、颜色模型等。在附录中介绍了turboc绘图函数，并给出了两个绘图实例。本书注重理论与实践的结合，对各种数学方法和算法描述详细，并列举了大量例子。全书内容充实、结构严谨、语言流畅、图文并茂，
紧跟学科发展动态与趋势。
本书既可作为中、高年级本科生或一年级研究生的计算机图形学课程教科书，也可作为专业程序员、工程技术人员和相关课程教师的参考书，特别适合于各种水平的人员进行自学。

第1篇计算机图形学的数学基础第1章预备知识1．1所用数学方法1．1．1矢量及其运算1．1.2矩阵方法1．1．3行列式1．2显式方程和隐式方程1．3参数方程1．4坐标系1．5习题第2章图形几何变换2．1齐次坐标2．2窗口区视图区变换2．3二维图形变形2．4三维图形变换2．5习题第3章形体的投影变换3．1概述3．2平行投影3．2．1正平行投影3．2．2正轴测投影3．2．3斜平行投影3．3透视投影3．3．1透视投影的几何元素与形成规律3．3．2一点透视3．3．3二点透视3．3．4三点透视3．4透视图的绘制3．5习题第4章曲线4．1引言4．2曲线的代数形式和几何形式4．3切矢4．4曲线的参数空间4．5调和函数4．6重新参数化4．7截取、延伸和分割4．8空间曲线4．9四点形式4．10组合曲线4．10．1组合曲线的概念与几何系数矩阵4．10．2组合曲线的连续性条件4．11样条曲线4．11.1三次样条曲线的力学背景4．11．2用二阶导数表示的三次样条函数4．12Bezier曲线4．13B样条曲线4．14三次参数曲线的等价表示4，15习题第5章曲面5．1参数曲面的定义及引例5．2曲线的代数形式和几何形式5．3切矢、扭矢和法矢5．4调和函数5．5曲面片的重新参数化5．6分割5．7平面、柱面和直纹面5．8旋转曲面5．9Coons曲面5．10Bezier曲面及其拼合5．10．1Bezier曲面5．10．2Bezier曲面与Ferguson曲面的等价性5．10．3Bezier曲面的拼合5．11B样条曲面5．12习题第2篇计算机图形学的算法基础第6章引论6．1计算机图形学、图像处理和模式识别6．2计算机图形学概述6．3计算机图形学的发展6．3．1计算机图形学的确立与硬件的发展6．3．2计算机图形学软件与算法的发展6．3．3计算机图形学的若干研究热点与发展趋势6．4计算机图形学的应用6．5习题第7章图形设备7．1图形输入设备7．1．1逻辑交互设备7．1．2物理交互设备7．1．3数据生成设备7．2图形显示设备7．2．1阴极射线管基础7．2．2彩色CRT光栅扫描基础7．2．3存储管式图形显示器7．2．4随机扫描图形显示器7．2．5光栅扫描刷新图形显示器7．2．6平板显示器7．3硬拷贝输出设备7．3．1笔式绘图仪7．3．2打印机7．4习题第8章光栅扫描图形学8．1直线生成算法8．1．1数字微分分析法8．1．2Bresenham画直线算法8．1．3整数Bresenham算法8．1．4一般Bresenham算法8．2圆与椭圆的生成算法8．2．1Bresenham画圆算法8．2．2椭圆的生成8．3实区域的扫描转换8．3．1点位于多边形内部的判定8．3．2多边形填充8．3．3多边形的扫描转换8．3．4简单有序边表算法8．3．5更有效的有序边表算法8．3．6采用活化边表的有序边表算法8．3．7边填充算法8．3．8栅栏填充算法8．3．9边标志算法8．4区域填充8．4．1简单的种子填充算法8．4．2扫描线种子填充算法8．5帧缓冲器与光栅的寻址8．5．1帧缓冲器8．5．2光栅的寻址8．6线段显示和字符显示8．6．1线段显示8．6．2字符显示8．7图形反走样基础8．7．1过取样8．7．2简单的区域反走样算法8．8习题第9章裁剪9．1二维裁剪9．1．1Cohen-Sutherland端点编码算法9．1．2中点分割算法9．1．3凸多边形窗口的Cyrus-Beck线裁剪算法9．1．4Liang-Barsky二维裁剪算法9．1．5内裁剪和外裁剪9．1．6凸多边形的判定和内法线的确定9．1．7凹多边形的分割算法9．1．8多边形裁剪9．1．9SutherLand-Hodgman逐次多边形裁剪算法9．1．10Weiler-Atherton多边形裁剪算法9．1．11字符裁剪9．2三维裁剪9．2．1推广的Cohen-Sutherland端点编码算法9．2．2三维中点分割算法9．2．3三维Cyrus-Beck算法9．2．4Liang-Barsky三维裁剪9．2．5坐标裁剪9．3习题第10章隐藏线和隐藏面10．1问题的提出10．2Roberts算法10．2．1平面方程与体矩阵10．2．2体矩阵的坐标变换与运算10．2．3自隐藏面10．2．4凸多面体对线段的遮挡10．3Z缓冲器算法10．4画家算法10．5扫描线算法10．5．1扫描线Z缓冲器算法10．5．2区间扫描线算法10．6可见面光线追踪算法10．7浮动水平线算法10．8习题第11章真实感图像绘制11．1一个简单的光照模型11．2基于简单光照模型的多边形绘制11．2．1恒定光强的多边形绘制11．2．2Gouraud明暗处理11．2．3Phong明暗处理11．3透明处理11．4阴影显示11．5物体的纹理显示11．5．1颜色纹理的显示11．5．2凹凸纹理的显示11．6整体光照模型与光线跟踪11．6．1整体光照模型11．6．2Whitted整体光照模型11．6．3光线追踪算法11．7颜色11．7．1色度与三刺激理论11.7．2原色混合系统与颜色匹配实验11．7．3色度图和1931CIE色度图11．7．4颜色系统之间的转换11．7．5几种颜色系统11．8习题附录附录ATurboC绘图软件包附录BTurboC绘图程序实例参考文献

字数:版次：1-2
开本:16开

西安