计算机图形学

计算机图形学在众多领域扮演着越来越重要的角色，其主要作用就是研究如何在计算机中表示以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法，也即将抽象的模型用最为形象的方式表述出来。     本书重在清晰而准确地讲解计算机图形学的基础理论、算法、几何模型与数据结构等内容，包括光栅图形学、图形裁剪、基本几何、二维几何、图形变换、三维几何、几何造型、光照模型、曲线和曲面、曲线拟合和双圆弧逼近、交互式图形系统的设计问题以及CAD系统中的一个难点－－参数设计问题。 本书特色：     ●凝聚了作者多年的一线教学经验，内容贴近读者，讲解清晰而准确，使读者能够灵活应用所学，并达融会贯通的境界     ●每章后有相应的习题和思考题，可帮助读者在学习完有关内容后加深理解，温故而知新     ●特为选用本书的教师提供电子教案，需要者可登录华章网站(www.hzbook.com) 下载

第1章绪论 1.1计算机图形学及它与其他学科的关系 1.2计算机图形学发展简史 1.3计算机图形学的应用领域 1.3.1计算机辅助设计与制造 1.3.2科学计算可视化 1.3.3虚拟现实 1.3.4计算机艺术 1.3.5计算机动画 1.3.6图形用户接口 1.4计算机图形学研究的基本问题 1.4.1图形输入 1.4.2图形描述 1.4.3图形变换 1.4.4图形运算 1.4.5图形输出 1.4.6几何算法、几何复杂性和计算效率 1.5计算机图形学的相关开发技术 1.5.1OpenGL 1.5.2ACIS 1.5.3DirectX 1.5.4Java3D 1.5.5VRML 第2章光栅图形学 2.1直线光栅化显示算法 2.1.1直线光栅化显示的数字微分分析法(DDA) 2.1.2直线光栅化显示的Bresenham算法 2.2圆光栅化算法 2.2.1利用圆的八方对称性画圆 2.2.2简单的方程画圆方法 2.2.3Bresenham画圆算法 2.2.4中点圆算法 2.3椭圆光栅化算法 2.4多边形填充 2.4.1扫描线填充算法 2.4.2边填充算法 2.4.3种子填充算法 2.5字符和汉字显示 2.5.1点阵字符 2.5.2矢量字符 2.6反走样 2.6.1图形走样 2.6.2超采样 2.7本章要点 2.8本章作业 第3章图形裁剪 3.1线裁剪算法 3.1.1Cohen?Sutherland算法 3.1.2Liang?Barsky算法 3.2多边形裁剪 3.2.1Sutherland?Hodgon多边形裁剪算法 3.2.2图形求交集多边形裁剪法 3.3本章要点 3.4本章作业 第4章基本几何 4.1基本几何的描述 4.1.1直线的描述 4.1.2圆的描述 4.1.3圆弧的描述 4.1.4基本几何的统一描述 4.1.5圆弧曲线 4.2基本几何及图形边界的方向 4.2.1基本几何及其方向的定义 4.2.2几何元素定向的优点 4.3直线和圆弧的相交 4.3.1坐标系变换求交 4.3.2几何计算求交 4.4曲线和曲线的相交 4.4.1劣弧段最小外接矩形求取 4.4.2圆弧曲线的相交算法 4.5本章要点 4.6本章作业 第5章二维几何 5.1向量和向量的交点 5.2包容性测试 5.2.1符号判别法 5.2.2角度判别法 5.2.3半射线交点计数判别法 5.2.4Griffiths判别法 5.3直线段和图形公共部分的求取 5.4一般图形的填充算法 5.4.1一般图形的描述 5.4.2一般图形的填充算法 5.5二维布尔运算 5.5.1环 5.5.2二维几何构型中的图形描述 5.5.3两个环的交、并、差几何运算 5.5.4两个环运算的数据结构 5.5.5两个环运算的算法 5.5.6扩展到圆弧 5.5.7含有多个内环图形的运算 5.5.8算法复杂度分析 5.6平面多角形面积的求取 5.7本章要点 5.8本章作业 第6章图形变换 6.1图形变换的理论基础 6.1.1坐标系、基底、坐标行 6.1.2基底变换 6.1.3线性变换及其乘积 6.1.4不同基底下的线性变换 6.2图形变换的基本描述 6.2.1齐次坐标 6.2.2齐次坐标变换矩阵 6.2.3二维图形变换 6.2.4三维图形变换 6.3图形变换的几何化表示 6.3.1几何化表示的基本理论 6.3.2图形变换的几何化表示 6.3.3图形变换几何化表示的实施 6.3.4图形变换几何化表示的应用 6.3.5三维变换的几何化表示 6.3.6图形变换几何化表示与基本几何 6.4投影与投影变换 6.4.1平行投影 6.4.2投影变换、深度坐标与三维观测流水线 6.4.3投影示意图 6.5轴测变换 6.5.1轴测变换的定义 6.5.2正轴测变换 6.5.3轴测投影变换的一般公式 6.5.4斜二测变换 6.6罗盘变换 6.6.1罗盘变换的基本原理 6.6.2罗盘变换公式 6.6.3屏幕轴三角架的实时产生 6.7透视变换 6.7.1透视变换的基本原理 6.7.2透视变换矩阵 6.7.3透视投影转化为平行投影 6.7.4灭点及其产生 6.8坐标变换矩阵小结 6.9视图变换 6.9.1视图变换的基本原理 6.9.2视图变换的实施 6.10本章要点 6.11本章作业 第7章 三维几何 …… 第8章 几何造型 第9章 光照模型 第10章 曲线和曲面 第11章 曲线拟合与双圆弧逼近 第12章 交互技术 第13章 参数设计 附录A 基础算法程序 附录B 图形接口 附录C 教学网站 参考文献