3D計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)

目錄
篇入門
章簡介3
1．1OpenGL3
習(xí)題7
第2章線性變換8
2．1幾何數(shù)據(jù)類型8
2．2向量、坐標(biāo)向量與基9
2．3線性變換和3×3矩陣10
2．3．1單位矩陣和逆矩陣11
2．3．2矩陣的基礎(chǔ)變換12
2．4其他結(jié)構(gòu)12
2．5旋轉(zhuǎn)13
2．6縮放15
習(xí)題15
第3章仿射變換16
3．1點(diǎn)和坐標(biāo)系16
3．2仿射變換和4×4矩陣17
3．3點(diǎn)的線性變換18
3．4點(diǎn)的平移19
3．5綜合20
3．6法向量20◆3D計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)目錄習(xí)題22
第4章進(jìn)階23
4．1坐標(biāo)系的重要性23
4．1．1使用輔助坐標(biāo)系變換24
4．2多重變換25
習(xí)題26
第5章坐標(biāo)系28
5．1世界坐標(biāo)系、對(duì)象坐標(biāo)系和眼坐標(biāo)系28
5．2移動(dòng)坐標(biāo)系30
5．2．1移動(dòng)對(duì)象30
5．2．2移動(dòng)眼睛31
5．2．3觀察31
5．3縮放坐標(biāo)系32
5．4層次結(jié)構(gòu)32
習(xí)題36
第6章3D世界37
6．1坐標(biāo)和矩陣37
6．2繪制形狀38
6．3頂點(diǎn)著色器42
6．4后續(xù)43
6．5利用矩陣放置和移動(dòng)45
習(xí)題46
第二篇旋轉(zhuǎn)和插值
第7章四元數(shù)51
7．1插值51
7．1．1周期52
7．1．2不變性52
7．2表示形式54
7．3運(yùn)算55
7．4冪56
7．4．1球面線性插值和線性插值56
7．4．2冪插值和球面線性插值的等價(jià)性證明(選讀)58
7．5四元數(shù)編程59
7．6結(jié)合平移59
7．6．1RBT插值60
7．6．2RBT編程60
習(xí)題62
第8章軌跡球和弧球63
8．1交互63
8．2性質(zhì)64
8．3實(shí)現(xiàn)65
習(xí)題65
第9章平滑插值66
9．1三次Bezier函數(shù)67
9．1．1函數(shù)性質(zhì)68
9．1．2推廣68
9．2CatmullRom樣條69
9．3四元數(shù)樣條函數(shù)70
9．4其他樣條70
9．5空間曲線71
習(xí)題72
第三篇相機(jī)和光柵化
0章投影77
10．1針孔相機(jī)77
10．2相機(jī)數(shù)學(xué)模型79
10．3變換相機(jī)79
10．3．1縮放相機(jī)80
10．3．2移位相機(jī)83
10．3．3其他85
10．4環(huán)境85
習(xí)題85
1章深度87
11．1可見性87
11．1．1可見性計(jì)算的其他用途88
11．23D投影變換基本數(shù)學(xué)模型88
11．2．1投影變換的共線性(選讀)89
11．3遠(yuǎn)近關(guān)系90
11．4編程92
習(xí)題93
2章從頂點(diǎn)到像素94
12．1裁剪94
12．1．1選擇坐標(biāo)系96
12．1．2更新變量97
12．2背面剔除97
12．3視口98
12．3．1紋理視口99
12．4光柵化100
習(xí)題101
3章可變變量102
13．1引出紋理拼接異常問題102
13．2有理線性插值103
習(xí)題105
第四篇像素等相關(guān)問題
4章材料109
14．1基本假設(shè)109
14．2漫反射111
14．3反光112
14．4各向異性114
習(xí)題116
5章紋理映射117
15．1基本紋理118
15．2法線映射119
15．3環(huán)境立方體貼圖119
15．4投影紋理映射121
15．5多通道123
15．5．1反射映射124
15．5．2陰影映射125
習(xí)題126
6章采樣127
16．1兩種模型127
16．2引出走樣問題128
16．3解決方法129
16．3．1實(shí)際情況132
16．3．2反走樣線132
16．4Alpha132
16．4．1與連續(xù)合成的比較(選讀)134
16．4．2非預(yù)乘134
16．4．3摳圖135
16．4．4實(shí)際應(yīng)用135
習(xí)題136
7章重建137
17．1常量137
17．2雙線性138
17．3基函數(shù)139
17．3．1邊緣保留140
習(xí)題141
8章重采樣142
18．1理想重采樣142
18．2放大143
18．3mip映射144
第五篇高 級(jí) 主 題
9章顏色149
19．1簡單生物物理模型149
19．1．1色彩空間圖152
19．2數(shù)學(xué)模型153
19．2．1技術(shù)細(xì)節(jié)155
19．3顏色匹配156
19．4基157
19．4．1色域158
19．4．2特定基159
19．5模擬反射161
19．5．1白平衡161
19．6自適應(yīng)161
19．7非線性顏色162
19．7．1距離感知162
19．7．2伽馬校正163
19．7．3量化164
19．7．4伽馬校正與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)164
習(xí)題165
第20章光線跟蹤166
20．1循環(huán)排序166
20．2相交167
20．2．1平面167
20．2．2三角形168
20．2．3球體169
20．2．4預(yù)排除169
20．3二次光線169
20．3．1更多應(yīng)用170
習(xí)題170
第21章光(高階)172
21．1單位172
21．1．1輻射通量172
21．1．2輻照度173
21．1．3輻射率174
21．2反射176
21．2．1BRDF177
21．2．2鏡面與折射178
21．3光照模擬179
21．3．1直接點(diǎn)光源179
21．3．2直接面光源180
21．3．3二次反射180
21．3．4拓展182
21．3．5渲染方程(選讀)183
21．4感光元件184
21．5積分算法186
21．6其他光學(xué)效應(yīng)186
習(xí)題187
第22章幾何建模基礎(chǔ)188
22．1三角形集合188
22．2網(wǎng)格189
22．3隱式曲面190
22．4體素191
22．5參數(shù)面片191
22．6細(xì)分曲面192
22．6．1CatmullClark193
習(xí)題195
第23章動(dòng)畫196
23．1插值196
23．1．1關(guān)鍵幀196
23．1．2蒙皮196
23．2仿真197
23．2．1顆粒198
23．2．2剛體198
23．2．3布料199
23．2．4可變形材料200
23．2．5火和水200
23．3人體運(yùn)動(dòng)201
習(xí)題202
附錄AHello World 2D203
A．1APIs203
A．2主程序204
A．2．1initGlutState204
A．2．2glewInit205
A．2．3initGL205
A．2．4initShaders206
A．2．5initVBO206
A．2．6Display208
A．2．7頂點(diǎn)著色器209
A．2．8片元著色器209
A．3添加接口210
A．4添加紋理212
A．5展望214
習(xí)題214
附錄B仿射函數(shù)216
B．12D仿射216
B．23D仿射217
B．3反向推導(dǎo)217
B．4正向推導(dǎo)217
B．5雙向推導(dǎo)218
習(xí)題219
參考文獻(xiàn)220