計算機真實感圖形的算法基礎

第一章  圖形學基礎
1.1  場景造型
1.1.1  多頁體模型
1.1.2  曲面模型
1.1.3  場景坐標系
1.2  取景變換
1.2.1  視點坐標系
1.2.2  背面剔除
1.2.3  屏幕坐標系
1.2.4  視域四棱載剪
1.3  裁剪
1.3.1  Sutherland-Hodgman多邊形載剪
1.3.2  Weiler-Atherton載剪
1.4  光柵化
1.5  消隱
1.6  小結(jié)
第二章  光照明模型原理
2.1  引言
2.2  簡單的局部光照明模型
2.2.1  Lambert漫反射模型
2.2.2  Phong模型
2.2.3  簡單透明模型
2.3  較為完善的局部光照明模型
2.3.1  Blinn模型和Cook-Torrance模型
2.3.2  光譜采樣技術(shù)
2.4  一個統(tǒng)一的光照明模型
2.5  整體光照明模型
2.5.1  Whitted模型
2.5.2  Hall光照明模型
2.6  擴展的光照明模型
2.6.1  光源的基本屬性
2.6.2  具非均勻光強分布的點光源照明模型
2.7  線.面光照明模型
2.7.1  線光源照明模型中F和F的計算
2.7.2  面光源照明模型
2.8  小結(jié)
第三章  簡單畫面繪制
3.1  掃描線算法
3.1.1  X緩存器算法
3.1.2  掃描線Z緩存器算法
3.1.3  區(qū)間掃描線算法
3.2  曲面的掃描轉(zhuǎn)換
3.3  光亮度插值
3.3.1  Gouraud明暗處理
3.3.2  Phong明暗處理
3.3.3  Phong明暗處理的加速方法
3.4  曲面剖分算法
3.4.1  Bezier曲線的遞歸細分
3.4.2  Bezier曲面的遞歸細分
3.4.3  Bezier曲面片的法向量
3.4.4  裂縫問題的處理
3.5  A緩沖器算法
3.6  陰影
3.6.1  陰影細節(jié)多邊形算法
3.6.2  影域多面體算法
3.7  圖像合成
3.7.1  rgba方法
3.7.2  rgbax方法
3.7.3  基于多重掃描線的圖像合成方法
3.8  小結(jié)
第四章  光線跟蹤算法
4.1  引言
4.2  光線跟蹤的基本原理
4.3  光線跟蹤幾何
4.3.1  反射光線與折射光線的確定
4.3.2  光線與景物的求交幾何
4.4  光線跟蹤中的陰影生成算法
4.5  層次包圍盒技術(shù)
4.5.1  包圍盒技術(shù)
4.5.2  層次包圍盒算法
4.5.3  改進的層次包圍盒技術(shù)
4.5.4  平行2面體層次包圍盒技術(shù)
4.5.5  初始光線上可見點的加速計算
4.6  基于空間連貫性的快速光線跟蹤算法
4.7  3DDDA算法
4.8  空間八叉樹剖分技術(shù)
4.8.1  Glassner算法
4.8.2  混合式八叉樹算法
4.9  二叉空間剖分加速技術(shù)
4.10  光束跟蹤算法
4.11  圓錐跟蹤算法
4.12  分布式光線跟蹤算法
4.13  雙向光線跟蹤算法
4.14  光線跟蹤算法中的反走樣技術(shù)
4.14.1  象素細分技術(shù)
4.14.2  非均勻超級采樣技術(shù)
4.15  小結(jié)
第五章  紋理映射技術(shù)
5.1  引言
5.2  二維紋理映射的基本原理
5.3  紋理映射的建立
5.3.1  Gatmull算法
5.3.2  Blinn方法
5.3.3  兩步法紋理映射技術(shù)
5.3.4  環(huán)境映射技術(shù)
5.4  紋理映射中的快速反走樣技術(shù)
5.4.1  近似空間變化濾波技術(shù)
5.4.2  Mip-map技術(shù)
5.4.3  區(qū)域求和表技術(shù)
5.4.4  逐步舍棄法
5.5  幾何紋理映射技術(shù)
5.6  三維紋理映射技術(shù)
5.7  過程紋理函數(shù)
5.7.1  本紋函數(shù)
5.7.2  三維噪聲函數(shù)
5.7.3  湍流函數(shù)及其應用
5.7.4  Fourier合成技術(shù)
5.8  Shade樹
5.9  小結(jié)
第六章  輻射度方法
6.1  引言
6.2  理想漫射環(huán)境的一般輻射度方框
6.3  漫射環(huán)境的簡化輻射度方程
6.4  形狀因子計算
6.4.1  線積分技術(shù)
6.4.2  Nusselt方法
6.4.3  半立方體算法
6.4.4  半球面分割技術(shù)
6.4.5  單平面投影法
6.4.6  頂點(微面元)對單個面片的形狀因子
6.4.7  Monte Carlo積分方法
6.4.8  形狀因子的加速計算技術(shù)
6.5  輻射度方程的求解技術(shù)
6.5.1  線性方程組迭代方法
6.5.2  Gauss-Siedel迭代方法
6.5.3  Southwell迭代法
6.5.4  逐步求精算法
6.6  輻射度方法的前后置處理
6.6.1  表面預剖分處理
6.6.2  輻射度函數(shù)的重建
6.7  層次結(jié)構(gòu)輻射度算法
6.7.1  子結(jié)構(gòu)技術(shù)
6.7.2  層次結(jié)構(gòu)輻射度算法
6.8  非漫射環(huán)境的輻射度方法
6.8.1  全局立體體算法
6.8.2  Wallace的兩步法
6.8.3  邵敏之方法
6.8.4  繪制方程
6.8.5  擴展的兩步算法
6.9  紋理表面輻射度算法
6.9.1  顏色紋理映射技術(shù)
6.9.2  凹凸紋理映射技術(shù)
6.10  動態(tài)場景的輻射度算法
6.10.1  表面屬性的改變
6.10.2  場景幾何的改變
6.11  一般曲面環(huán)境的輻射度算法
6.11.1  一般漫射曲面環(huán)境的輻射度方程
6.11.2  非漫射曲面環(huán)境的輻射度算法
6.12  有陰元輻射度方法
6.13  小結(jié)
第七章  真實感圖形的實時繪制技術(shù)
7.1  引言
7.2  實時消隱技術(shù)
7.2.1  層次Z緩存器算法
7.2.2  可見了性預計算技術(shù)
7.3  層次細節(jié)簡化技術(shù)
7.3.1  基于長方體濾波方法的多面體簡化技術(shù)
7.3.2  頂點刪除技術(shù)
7.3.3  漸進網(wǎng)格的簡化算法
7.3.4  基于二次誤差度量的幾何簡化算法
7.3.5  基于局部參數(shù)化的多分辨率模型技術(shù)
7.3.6  視點依賴的場景簡化技術(shù)
7.4  基于圖像的圖形繪制技術(shù)
7.4.1  視圖插值算法
7.4.2  層次圖像存貯技術(shù)
7.4.3  全景函數(shù)造型技術(shù)
7.4.4  光場函數(shù)采樣技術(shù)
7.5  小結(jié)
第八章  自然景物模擬
8.1  引言
8.2  fBm方法及其應用
8.3  L-系統(tǒng)
8.3.1  Dol-系統(tǒng)
8.3.2  植物結(jié)構(gòu)的模擬
8.4  粒子系統(tǒng)
8.5  小結(jié)
第九章  顏色
9.1  引言
9.2  顏色的視覺特性及顏色的基本定義
9.3  顏色空間及其相互轉(zhuǎn)換
9.3.1  RGB模型和CMY模型
9.3.2  YIQ顏色模型
9.3.3  HSV和HLS顏色模型
9.3.4  CIE-XYZ顏色空間
9.3.5  CIE xyY系統(tǒng)
9.3.6  CIE-LUV顏色空間
9.4  顏色裁剪和TGamma修正
9.5  小結(jié)
參考文獻