计算机图形学简明教程（高等学校教材）

　　《计算机图形学简明教程》介绍了计算机图形学的基本原理和算法。主要内容有：计算机图形系统及硬件基础、基本光栅图形算法、变换和裁剪、三维空间的观察、人机交互绘图技术、现面的判定、颜色和简单光照明模型、曲线曲面的表示和三维几何造型。《计算机图形学简明教程》在系统地介绍计算机图形学基本原理和算法的过程中，尽量避免涉及难以理解的语言和系统，使读者对基础理论和相关技术的阐述更易于理解和掌握。《计算机图形学简明教程》可作为高等院校本科生、研究生学习计算机图形学的教材，也可作为从事计算机辅助设计、计算机图形学和相关专业科技人员的参考资料。

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第1章概述
1.1计算机图形学的概念与研究内容
1.1.1图形的概念
1.1.2计算机图形学的研究内容
1.2计算机图形学的应用
第2章计算机图形系统及硬件基础
2.1概述
2.1.1计算机系统中的图形设备
2.1.2图形系统的基本功能
2.2图形显示设备
2.2.1CRT显示器
2.2.2液晶显示器
2.2.3等离子显示器
2.2.4三种显示技术的比较
2.3图形绘制设备
2.3.1喷墨打印机
2.3.2笔式绘图机
2.3.3激光打印机
2.4图形输入设备
2.4.1键盘
2.4.2鼠标
2.4.3光笔
2.4.4数字化仪
2.4.5手写输入板
2.4.6图形扫描仪
2.4.7触摸屏
2.4.8新的输入设备
习题
第3章基本光栅图形算法
3.1用Java语言绘图
3.1.1用Java小程序绘图
3.1.2用Java应用程序绘图
3.2直线的扫描转换
3.2.1基本增量算法
3.2.2Bresenham算法
3.3圆的扫描转换
3.3.1正负法
3.3.2Bresenham算法
3.3.3圆的多边形迫近法
3.4多边形的扫描转换
3.4.1多边形的扫描转换
3.4.2扫描线算法
3.4.3边缘填充算法
3.4.4边界标志算法
3.5区域填充
3.5.1区域的表示和类型
3.5.2递归算法
3.5.3扫描线种子填充算法
3.6字符的生成
3.6.1点阵式字符
3.6.2轮廓式字符
3.7光栅图形的反走样算法
3.7.1光栅图形的走样现象
3.7.2提高分辨率的反走样算法
3.7.3区域采样的反走样算法
3.7.4加权区域采样的反走样算法
习题
第4章变换和裁剪
4.1变换的数学基础
4.1.1点和距离
4.1.2矢量
4.1.3矩阵
4.2图形显示中的基本概念
4.3几何变换
4.3.1基本变换
4.3.2齐次坐标与变换的矩阵表示
4.3.3变换的模式
4.4裁剪
4.4.1Sutherland—Cohen算法
4.4.2Cyrus—Beck算法和梁友栋一Barsky算法
4.4.3多边形裁剪
4.4.4字符裁剪
习题
第5章三维空间的观察
5.1投影
5.1.1透视投影
5.1.2平行投影
5.1.3任意坐标系到观察坐标系中的变换
5.2视见体到规范视见体的变换
5.2.1平行投影视见体的规范化
5.2.2透视投影视见体的规范化
5.3用三维规范体裁剪
5.4窗口到视口的变换
5.5连续变换的处理
5.6Java3D图形变换
5.6.1Java3D中的图形变换
5.6.2Java3D中的图形变换应用实例
习题
第6章人机交互绘图技术
6.1基本交互任务
6.2常见辅助交互技术
6.2.1几何约束
6.2.2拖拽
6.2.3在三视图上进行三维输入
6.3人机交互输入模式
6.3.1请求模式
6.3.2样本模式
6.3.3事件模式
6.3.4输入方式的混合使用
6.4人机交互新技术
6.4.1新的界面技术——多通道用户界面
6.4.2新的交互技术
6.5人机交互的发展趋势
6.6交互技术应用举例
习题
第7章可见面的判定
7.1可见面判断的有效技术
7.1.1边界盒
7.1.2后向面消除
7.1.3投影规范化
7.2区域细分算法
7.2.1基于窗口的细分算法
7.2.2基于多边形的细分算法
7.3八叉树算法
7.4Z缓冲器算法和扫描线算法
7.5深度排序算法
7.6光线投射算法
习题
第8章颜色和简单光照明模型
8.1颜色
8.1.1颜色的特性
8.1.2颜色模型
8.2简单光照明模型
8.2.1光源与材质
8.2.2简单光照明模型
8.3光滑明暗处理技术
8.3.1Gouraud明暗处理技术
8.3.2Phong明暗处理技术
8.4Java3D环境下的光照明模型
8.4.1Java3D中的颜色设置及明暗模型
8.4.2Java3D中的光源与材质
8.4.3Java3D应用举例
习题
第9章曲线曲面的表示
9.1曲线曲面的基础知识
9.1.1曲线的表示
9.1.2参数曲线的多项式表示
9.1.3参数曲线的位置矢量、切矢量、弧长、曲率和法矢量
9.1.4参数曲面及其切平面和法矢量
9.1.5参数连续性和几何连续性。
9.2Bezier曲线
9.2.1Bezier曲线的定义
9.2.2Bezier曲线的性质。
9.2.3Bezier曲线的几何作图
9.2.4Bezier曲线的拼接
9.3双三次B4zier曲面
9.3.1双三次Bezier曲面的定义
9.3.2双三次Bezier曲面的性质
9.3.3双三次Bezier曲面的拼接
9.3.4实例
9.4B样条曲线曲面
9.4.1B样条基函数的定义和性质
9.4.2三次B样条曲线的定义和性质
9.4.3三次均匀B样条曲线
9.4.4三次B样条曲线的计算
9.4.5实例
9.4.6双三次B样条曲面的
定义和性质
9.5Coons曲面
9.5.1双线性Coons曲面
9.5.2双三次Coons曲面
9.5.3实例
习题
第10章三维几何造型
10.1体素构造表示(CSG树表示)
10.1.1正则集合
10.1.2物体间的正则集合运算
10.1.3物体的CSG树表示
10.2边界表示法
10.2.1物体的边界表示
10.2.2Sweep运算
10.2.3局部运算
lO.2.4集合运算
10.3空间分割表示
10.3.1单元分解表示(CellDecomposition)
10.3.2八叉树表示
习题
参考文献