計算機圖形學教程

第1章圖形學基礎
1.1計算機圖形學的產(chǎn)生與發(fā)展
1.2計算機圖形學的學科范疇
1.2.1計算機圖形學的研究內(nèi)容
1.2.2計算機圖形學中的圖形定義
1.2.3計算機圖形學的相關學科
1.3計算機圖形學應用及其發(fā)展
1.3.1人機交互技術
1.3.2計算可視化
1.3.3真實感圖形顯示
1.3.4虛擬現(xiàn)實技術
1.3.5計算機輔助設計
1.3.6計算機動畫
1.4計算機圖形系統(tǒng)
1.4.1計算機圖形系統(tǒng)的軟件
1.4.2計算機圖形系統(tǒng)的硬件
1.5計算機圖形軟件標準
1.5.1圖形軟件標準的類型
1.5.2標準圖形支撐軟件
1.5.3可縮放矢量圖形標準
1.6計算機圖形系統(tǒng)的顏色模型
1.6.1顏色特征描述：顏色空間
1.6.2三基色原理和XYZ模型
1.6.3設備輸出顏色模型
1.6.4用戶交互顏色模型
1.6.5顏色模型間的轉換和顏色插值
思考題
第2章圖形顯示與生成
2.1圖形顯示原理
2.1.1陰極射線管
2.1.2光柵掃描顯示原理
2.1.3隨機掃描顯示原理
2.1.4液晶顯示器
2.1.5數(shù)字墨水：開啟“自然計算時代”
2.1.6其他圖形輸出設備
2.2線畫圖元生成
2.2.1圖元生成的基本概念
2.2.2線段生成的Bresenham算法
2.2.3中點圓生成算法
2.2.4中點橢圓生成算法
2.3填充圖元生成
2.3.1多邊形掃描轉換填充
2.3.2區(qū)域填充
2.3.3掃描轉換填充與區(qū)域填充的比較
2.4字符圖元生成
2.4.1字符編碼標準
2.4.2點陣字符生成
2.4.3矢量字符生成
2.4.4點陣字符和矢量字符的比較
2.5反走樣技術
2.5.1反走樣的基本原理
2.5.2常用的反走樣技術
思考題
第3章圖形觀察與變換
3.1圖形觀察和變換原理
3.1.1觀察和變換過程
3.1.2圖形系統(tǒng)中的坐標系
3.1.3圖形系統(tǒng)中的圖形變換
3.2窗口與視區(qū)變換
3.2.1窗視變換過程
3.2.2二維觀察坐標系
3.2.3二維觀察變換：規(guī)范化變換
3.2.4二維觀察變換：工作站變換
3.3二維圖形的裁剪
3.3.1裁剪的效率
3.3.2點的裁剪
3.3.3線段裁剪
3.3.4多邊形裁剪
3.4二維幾何變換
3.4.1二維變換的齊次表示
3.4.2二維基本幾何變換
3.5三維幾何變換
3.5.1三維坐標表示
3.5.2三維幾何變換齊次矩陣
3.5.3三維基本幾何變換
3.6三維投影變換
3.6.1平行投影
3.6.2透視投影
3.7圖形觀察變換
3.7.1觀察坐標系定義
3.7.2觀察坐標變換
3.7.3觀察空間
3.7.4裁剪空間定義
思考題
第4章圖形表示與建模
4.1規(guī)則形體的表示
4.1.1規(guī)則形體表示的基本概念
4.1.2實體的定義與運算
4.1.3三維形體的表示方法
4.2非規(guī)則形體的表示
4.2.1分形幾何
4.2.2形狀文法
4.2.3粒子系統(tǒng)
4.2.4基于物理的建模
思考題
第5章圖形的真實感顯示
5.1消隱技術
5.1.1消隱的基本概念
5.1.2后向面判別算法
5.1.3深度緩沖器算法
5.1.4A緩沖器算法
5.1.5畫家算法
5.1.6BSP樹算法
5.2光照模型
5.2.1簡單光照模型
5.2.2面繪制模型
5.2.3整體光照模型
5.2.4基本效果模型
5.3OpenGL的光照模型
5.3.1建立光源
5.3.2定義材料性質(zhì)
5.3.3真實感顯示應用
思考題
第6章曲線和曲面基礎
6.1曲線和曲面的基礎知識
6.1.1曲線和曲面的參數(shù)化表示
6.1.2曲線和曲面的基本類型
6.1.3曲線和曲面的基函數(shù)表示
6.1.4曲線的連續(xù)性
6.2參數(shù)三次插值樣條曲線
6.2.1參數(shù)三次插值樣條曲線的類型和性質(zhì)
6.2.2自然三次插值樣條
6.2.3Hermite三次插值樣條
6.2.4Cardinal樣條
6.2.5KochanelBartels樣條
6.3Bézier曲線和曲面
6.3.1Bernstein基函數(shù)及其性質(zhì)
6.3.2Bézier曲線的定義和性質(zhì)
6.3.3Bézier曲線生成的分割遞推算法
6.3.4Bézier曲線逼近
6.3.5Bézier曲線的拼接
6.3.6Bézier曲線的升降階
6.3.7Bézier曲面的定義和性質(zhì)
6.4B樣條曲線和曲面
6.4.1B樣條基函數(shù)
6.4.2B樣條曲線的定義
6.4.3B樣條曲線的性質(zhì)
6.4.4B樣條曲線的類型
6.4.5B樣條曲線的離散生成
6.4.6B樣條曲線的節(jié)點插入
6.4.7B樣條曲線的形狀控制
6.4.8B樣條曲線與Bézier曲線的比較
6.4.9B樣條曲面的定義
6.5NURBS曲線和曲面
6.5.1有理樣條曲線定義
6.5.2NURBS曲線的表示
6.5.3NURBS曲線的形狀因子
6.5.4二次曲線的NURBS表示
6.5.5NURBS曲面的表示與性質(zhì)
思考題
第7章圖形動畫原理
7.1計算機動畫的概念和應用領域
7.1.1動畫的基本原理
7.1.2計算機動畫的概念
7.1.3計算機動畫的應用領域
7.2計算機動畫的基本原理
7.2.1計算機動畫的基本類型
7.2.2計算機動畫的關鍵技術
7.3二維動畫的制作
7.3.1二維動畫簡介
7.3.2二維動畫的制作過程
7.3.3二維動畫的軟件系統(tǒng)
7.4三維動畫的制作
7.4.1三維動畫簡介
7.4.2三維動畫的制作過程
7.4.3制作三維動畫的軟件系統(tǒng)
7.5計算機動畫的最新發(fā)展
思考題
參考文獻