计算机图形学

第1章 绪论

习题

第2章 数字图像基础

2.1 RGB与CMY颜色模型

2.2 颜色编码

2.3 查色表

2.4 显示设备

2.4.1 彩色监视器

2.4.2 液晶显示

2.5 打印设备

2.5.1 半色调处理

2.5.2 半色调逼近

2.5.3 抖动处理

2.5.4 误差扩散

2.6 图像文件

习题

第3章 应用程序设计界面OpenGL

3.1 OpenGL基础

3.1.1 状态机

3.1.2 图形实现流程

3.1.3 事件驱动程序设计

3.1.4 语言绑定

3.2 OpenGL语法与规定

3.3 在个人计算机上设置OpenGL

3.4 程序实例

3.5 Mandelbrot与Julia集的形象化

3.6 颜色索引模式

3.7 视窗管理

习题

第4章 扫描转换

4.1 直线的扫描转换

4.1.1 直接使用直线方程

4.1.2 数字微分分析法

4.1.3 Bresenham直线转换法

4.2 圆的扫描转换

4.2.1 Bresenham圆转换法

4.2.2 中点式圆转换法

4.2.3 任意圆心圆的处理

4.3 椭圆的扫描转换

4.3.1 中点式椭圆转换法

4.3.2 任意圆心与转位椭圆的处理

4.4 区域填充

4.4.1 区域定义

4.4.2 边界填充

4.4.3 扩散填充

4.4.4 扫描线填充

4.5 字符的扫描转换

4.5.1 位图字体

4.5.2 轮廓字体

4.6 反走样

4.6.1 前过滤与后过滤

4.6.2 像素移相

4.7 OpenGL程序设计

4.7.1 以线为基础的原图

4.7.2 以多边形为基础的原图

4.7.3 系统功能控制

4.7.4 位图字符与笔画字符

4.7.5 混色与反走样

4.7.6 递归定义的图形

习题

第5章 三维基础

5.1 多边形网格模型

5.2 隐藏面消隐

5.2.1 背面消隐

5.2.2 Z-缓冲器法

5.3 投影

5.3.1 投影分类

5.3.2 平行投影

5.3.3 透视投影

5.4 三维图形实现流程

5.5 OpenGL程序设计

5.5.1 法线向量

5.5.2 精选

5.5.3 Z-缓冲器

5.5.4 正投影与透视投影

5.5.5 双缓冲器动画

习题86

第6章 几何及坐标变换

6.1 基本变换

6.1.1 平移

6.1.2 缩放

6.1.3 旋转

6.2 特殊变换

6.2.1 反射

6.2.2 剪切

6.3 合成变换矩阵

6.4 OpenGL程序设计

6.4.1 建模变换

6.4.2 矩阵栈

习题

第7章 颜色与着色模型

7.1 光和颜色

7.1.1 光的基本特征

7.1.2 三原色理论

7.1.3 CIE XYZ颜色模型

7.1.4 CIE色度图

7.1.5 色域映射

7.1.6 NTSC YIQ颜色模型

7.2 Phong着色模型

7.3 插值着色法

7.3.1 常量着色法

7.3.2 Gouraud着色法

7.3.3 Phong着色法

7.4 OpenGL程序设计

7.4.1 指定物体材料特性

7.4.2 建立光源

7.4.3 控制光源位置与光照方向

7.4.4 选择光照与着色参数

7.4.5 启动光照

7.4.6 GLUT物体

习题

第8章 观察与裁剪

8.1 观察变换

8.1.1 观察坐标变换

8.1.2 规范化变换

8.1.3 窗口至视区映射

8.2 裁剪算法

8.2.1 点裁剪

8.2.2 直线裁剪

8.2.3 多边形裁剪

8.3 OpenGL程序设计

8.3.1 观察变换

8.3.2 附加裁剪平面

8.3.3 地形产生

习题

第9章 人机交互

9.1 交互设备

9.1.1 物理设备

9.1.2 逻辑设备

9.2 交互技术

9.3 OpenGL程序设计

9.3.1 键盘子程序

9.3.2 鼠标器子程序

9.3.3 选单

9.3.4 绘制多边形

9.3.5 创建旋转体

习题

第10章 参数式几何模型

10.1 插值样条

10.1.1 普通立方样条

10.1.2 Hermite插值

10.1.3 控制切线向量

10.2 Bézier曲线和曲面

10.2.1 Bézier曲线

10.2.2 Bézier曲面

10.3 B-样条

10.3.1 均匀B-样条

10.3.2 开放型B-样条

10.3.3 非均匀B-样条

10.3.4 多重控制点

10.3.5 B-样条曲面

10.4 有理B-样条与NURBS

10.5 OpenGL程序设计

10.5.1 Bézier曲线

10.5.2 Bézier曲面

10.5.3 B-样条子程序

习题

第11章 OpenGL拾遗

11.1 错误处理

11.2 查询子程序

11.3 位图与像素操作

11.3.1 位图

11.3.2 读写像素

11.3.3 逻辑操作

11.4 GLU二次曲面

11.5 纹理映射

11.5.1 概念与公式

11.5.2 OpenGL实现方式

11.5.3 参数曲面的纹理坐标

11.6 测深处理

11.7 掩模缓冲器

11.8 累加缓冲器

习题

第12章 其他图形实现技术

12.1 光线跟踪

12.1.1 针孔相机

12.1.2 递归光线跟踪

12.1.3 光线的参数式向量表示

12.1.4 光线与曲面求交

12.1.5 加速技术

12.1.6 反走样

12.1.7 实体纹理

12.1.8 其他视觉效果

12.2 能量辐射法

12.2.1 基本公式

12.2.2 形状因数

12.2.3 渐进优化

12.3 成图方程

习题

附录1 OpenGL函数

附录2 向量

附录3 矩阵

附录4 习题解答

英汉术语对照

计算机图形学是计算机科学中一个趣味性很强的重要领域。它使用计算方法产生图形与图像，在人机信息交流、计算机辅助设计、科学及统计数据形象化，以及数字化艺术创作等许多方面有广泛应用。本书系统阐述计算机图形学的基本概念、数学工具、算法及技术，并对可用于多种平台的图形学应用程序设计界面OpenGL作了详细介绍。本书主要供选修计算机图形学的计算机科学、计算机工程、计算机应用专业大学生或研究生使用，也可供学习了一到两学期高等数学和计算机程序设计基础的其他专业，特别是理工专业的学生及有同等经验的人士阅读。