计算机图形学：原理、算法及实践

　　计算机图形学是计算机科学的一个重要分支，具有较强的理论性和实践性。本书内容丰富，不仅系统介绍了计算机图形学的主要研究内容以及基本原理，也提供了大量的编程实践，在一定程度上帮助读者开发真实的图形应用程序。理论与实践相结合是本书的重要特色。该书不仅系统讲解了真实图形开发环境下的OpenGL技术，也提供了Web环境下的图形开发方法，可以使读者了解计算机图形学的应用趋势。本书编程所用数据均通过动态交互获取，而非提前设定，因此，最后的图形显示效果为实时的结果，这样，也直接验证了书中算法的稳定性、可靠性和可行性。本书的读者对象可以是在校本科生、研究生，也可以是希望学习和掌握计算机图形学的相关人员。本书可以作为计算机图形学的教材，也可以作为学习计算机编程的技术书籍。

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第 一 部 分
第1章绪论
1.1概念
1.2研究内容及应用领域
1.2.1图形和图像的关系
1.2.2图形输入输出硬件技术
1.2.3计算机图形学的主要研究内容
1.2.4计算机图形学的应用领域
1.3发展历史
1.3.1萌芽阶段
1.3.2发展阶段
1.3.3推广应用阶段
1.3.4实用化阶段
1.3.5标准化、智能化阶段
1.3.6多学科融合发展阶段
1.4学科发展
第2章图形开发工具及使用
2.1VC++开发系统简介
2.1.1VC6.0系统介绍
2.1.2VC++相关设计流程
2.2VC++基本图素的绘制方法
2.2.1相关类及函数
2.2.2基本像素点的交互式绘制方法
2.2.3非模式对话框交互式实现方法及颜色对话框的使用
第3章基本图形的生成
3.1直线的扫描转换
3.1.1直线扫描转换原理
3.1.2数值微分法
3.1.3中点画线算法
3.1.4Bresenham画线算法
3.1.5图形程序设计及VC++的橡皮筋和双缓存交互技术
3.2圆的扫描转换
3.2.1圆的扫描转换概述
3.2.2中点画圆算法
3.2.3Bresenham画圆算法
3.2.4圆弧段的扫描转换
3.3椭圆的扫描转换
3.4多边形的扫描转换及区域填充
3.4.1多边形的扫描转换
3.4.2区域填充
3.5字符和汉字的表示
3.6线宽和线型处理
3.6.1线宽处理
3.6.2线型处理
3.7反走样技术
第4章裁剪
4.1点和直线的裁剪
4.1.1点的裁剪
4.1.2直线裁剪
4.2多边形裁剪
4.2.1多边形裁剪概述
4.2.2矩形及凸多边形裁剪窗口裁剪
4.2.3任意形状多边形的裁剪
4.3圆裁剪
4.3.1圆裁剪概述
4.3.2圆形窗口的线段裁剪
4.3.3任意多边形窗口对圆的裁剪
4.4字符裁剪
第5章图形变换
5.1图形变换的数学基础
5.1.1矢量的定义及运算
5.1.2矩阵的定义及运算
5.1.3齐次坐标
5.2二维图形几何变换
5.2.1二维几何变换概述
5.2.2二维图形基本变换
5.2.3二维组合变换
5.2.4交互技术实现图形变换
5.3三维图形几何变换
5.3.1三维图形基本变换及组合变换
5.3.2三维图形的线框拉伸造型方法
5.3.3投影变换
5.3.4三维形体的交互技术
5.3.5透视投影变换
第6章消隐技术
6.1消隐相关概念及算法类型
6.2凸多面体的消隐
6.2.1凸、凹多面体的区分
6.2.2利用平面外法线判断可见性
6.3一般多面体的消隐
6.3.1消隐分析
6.3.2隐线算法
6.3.3画家算法
6.3.4深度缓冲器算法
6.3.5基于扫描线的消隐算法
第7章真实感图形绘制
7.1相关物理知识
7.1.1基本光学原理
7.1.2颜色与光的关系
7.2光照模型
7.2.1简单光照模型
7.2.2整体光照模型
7.3纹理
7.3.1概述
7.3.2二维纹理映射和三维纹理映射
第8章曲线曲面
8.1曲线曲面基础知识
8.1.1曲线和曲面的表示方法
8.1.2连续性、样条及曲线曲面构造方式
8.2Bézier曲线曲面
8.2.1Bézier曲线定义
8.2.2Bézier曲线的性质
8.2.3低次Bézier曲线及矩阵表示
8.2.4Bézier曲线的拼接
8.2.5Bézier曲线的递推生成算法
8.2.6Bézier曲面
8.3B样条曲线曲面
8.3.1B样条的一般定义
8.3.2二次和三次B样条曲线段
8.3.3双三次B样条曲面
8.3.4B样条递推定义
8.3.5B样条曲线的类型
8.3.6反求B样条曲线控制点
8.3.7B样条曲线绘制
8.3.8曲面拉伸造型方法
8.4NURBS方法
第9章计算机动画与仿真
9.1计算机动画与仿真的概念及基本原理
9.2计算机动画与仿真的实现方法
9.2.1逐帧动画
9.2.2实时动画
9.3计算机实时动画实践
第 二 部 分
第10章基于OpenGL的图形开发技术
10.1OpenGL开发环境配置及相关规范介绍
10.1.1VC6.0环境OpenGL配置方法
10.1.2OpenGL相关规范介绍
10.2基本图形及真实感图形绘制
10.2.1基本图形绘制
10.2.2图形变换与三维绘图
10.2.3真实感图形显示
10.3OpenGL图像处理技术
10.3.1位图图像
10.3.2像素图像
10.3.3图像操作
10.4OpenGL纹理映射技术
10.4.1纹理映射的一般步骤
10.4.2纹理对象
10.4.3纹理透明
10.4.4一维纹理
10.4.5球体纹理
10.4.6立方图纹理及天空盒绘制和表面反射
10.5OpenGL曲线曲面技术
10.5.1绘制二次曲面
10.5.2绘制Bézier曲线曲面
10.5.3绘制NURBS曲线曲面
10.5.4NURBS曲面修剪
10.5.5曲面纹理映射
第11章Web图形开发技术
11.1Web绘图技术的结构概述
11.1.1HTML网页文档结构
11.1.2JavaScript概述
11.1.3canvas中的图形
11.2Web环境下基本图形的生成
11.2.1直线的绘制
11.2.2封闭多边形的绘制
11.2.3多边形的扫描填充
11.2.4多边形的裁剪
11.2.5二维图形的组合变换
11.2.6二维图形拉伸生成三维图形
11.2.7三维图形的组合变换
11.3基于WebGL的3D图形
11.3.1Three.js绘制3D图形的结构
11.3.2Web下的三维模型的显示