计算机图形学课程设计

第1章OpenGL基础

1．1OpenGL是什么

1．2OpenGL发展历史

1．3OpenGL状态机

1．4OpenGL语法

1．5OpenGL程序流程

1．6OpenGL程序开发

1．6．1用GLUT库进行OpenGL程序开发

1．6．2用win32 API进行OpenGL程序开发

1．6．3使用MFC类库进行OpenGL程序开发

1．7OpenGL的应用

1．8OpenGL与DirectX的对比

1．9小结

习题1

第2章二维图形绘制

2．1OpenGL图元

2．2图元属性

2．2．1点划线定义

2．2．2点的尺寸

2．2．3线宽

2．3多边形绘制模式

2．3．1使用点划线

2．3．2边标记

2．4多边形着色模式

2．5小结

习题2

第3章三维图形绘制

3．1OpenGL三维绘制流水线

3．2模型变换

3．3视点设置

3．4投影变换

3．5视区变换

3．6小结

习题3

第4章几何变换

4．12D几何变换

4．2仿射变换

4．2．1右手坐标系和左手坐标

4．2．2推导

4．2．3齐次坐标

4．2．4变换矩阵

4．3组合变换

4．3D几何变换

4．4．1齐次坐标系

4．4．2推导

4．4．3 3D变换矩阵

4．4．4绕任意点旋转

4．4．5绕任意轴旋转

4．5改变坐标系的变换

4．6 OpenGL中的几何变换

4．6．1变换矩阵相关函数

4．6．2使用变换

4．6．3层次建模

4．7 OpenGL矩阵操作

4．7．1 OpenGL矩阵数据格式

4．7．2设置OpenGL矩阵

4．7．3获取当前的矩阵

4．8小结

习题4

第5章观察和投影变换

5．1观察变换

5．2投影变换

5．2．1E投影

5．2．2透视投影

5．3小结

习题5

第6章光源和材料

6．1 OpenGL光源

6．1．1光源

6．1．2光源和材料属性

6．2材料属性

6．3光源与材料的数学关系

6．4照亮场景

6．4．1创建一个光源

6．4．2表面的朝向

6．5创建不同的光源

6．5．1位置和方向光源

6．5．2效果

6．5．3筒灯

6．6材料设置

6．7小结

习题6

第7章纹理映射

7．1在多边形上贴纹理

7．2纹理和光照的混合

7．3自动生成纹理坐标

7．4多重纹理

7．5小结

习题7

第8章加速渲染——顶点数组、显示列表和顶点缓冲对象

8．1顶点数组（Vertex Array）

8．2显示列表（Display List）

8．3顶点缓冲对象（Vertex Buffer object，VBO）

8．4小结

习题8

第9章文字输出

9．1位图文字输出

9．2系统字体文字输出

9．3 3D文字输出

9．4汉字输出

9．5小结

习题9

第10章反走样

10．1基本概念

10．1．1什么是走样

10．1．2走样产生的原因

10．1．3 OpenGL反走样机制

．10．1．4 OpenGL反走样函数

10．2 OpenGL全屏反走样

10．2．1窗口初始化

10．2．2进行绘制

10．2．3效果对比

10．3小结

习题10

第ll章曲线曲面

11．1二次曲线、曲面

11．2 Bezier曲线、曲面

11．3 OpenGL求值器

11．4 NURBS模型绘制

11．5裁剪NURBS曲面

11．6小结

习题11

第12章拾取和反馈

12．：1 OpenGL的拾取机制

12．1．1名字堆栈

12．1．2演示代码

12．2 OpenGL的反馈机制

12．3小结

习题12

第13章OpenGL缓存

13．1基本概念

13．2如何使用这些缓存

13．2．1清理缓存

13．2．2颜色缓存的使用

13．2．3深度缓存的使用

13．2．4模板缓存的使用

13．3使用Alpha测试绘制透明图片

13．3．1 Alpha混合

13．3．2 A1pha测试

13．3．3透明图片

13．4阴影映射

13．4．1理论

13．4．2应用

13．5小结

习题13

第14章MD2三维模型与动画．

14．1MD2文件介绍

14．1．1 MD2文件格式

14．1．2开发一个CMD2Model类

14．1．3读入MD2模型

14．1．4绘制模型

14．1．5三维模型动画

14．2 MD2文件的动画示例

14．3小结

习题14

第15章OpenGL着色语言

15．1基本概念

15．1．1绘制流水线

15．1．2顶点处理器

15．1．3片段处理器

15．2为使用OpenGL着色语言进行设置

15．3编写着色器

15．3．1顶点波动的特效

15．3．2像素级光照

15．4小结

习题15

参考文献

《计算机图形学课程设计》覆盖的计算机图形学基础知识可以分为如下三个层次。编程基础：OpenGL基础、二三维图形编程；中级知识：三维光照、纹理、文字、反走样、曲线曲面、拾取与反馈；高级话题：三维绘制加速技术、OpenGL缓冲区、三维动画模型、最新的OpenGL着色语言。《计算机图形学课程设计》的内容尽量在广度和深度间取得平衡：配合计算机图形学课程的主要内容，及时反映OpenGL的最新进展。例如OpenGL着色语言的编写参考了2006年推出的OpenGL 2．1规范的部分内容。《计算机图形学课程设计》的每一章均独立组织，以开发教程的形式对知识点进行讲解，首先介绍该知识点的目标、编程API，并结合示例代码进行详细分解，最后给出小结和习题。如果读者已经具有较好的OpenGL基础，只想了解某些章节的知识，可以直接跳到该章节开始阅读；而对于计算机图形学编程的初学者，则推荐按照《计算机图形学课程设计》的3个层次顺序进行阅读。

《计算机图形学课程设计》为计算机图形学的实验课教材，教师可以在讲述了相关图形学理论知识后，让学生阅读《计算机图形学课程设计》的相应章节，并将习题作为实验课的实验内容，让学生进行练习。
《计算机图形学课程设计》内容主要来自作者本身的科研和教学实践。两位作者有多年计算机图形学开发实践经验，并一直从事计算机图形学课程的本科教学工作。
《计算机图形学课程设计》的习题大多来自浙江大学计算机科学与技术学院和软件学院本科生计算机图形学实验课的实验内容。从作者的教学实践来看，这些习题具有较强的适用性和较大的灵活性，为学生进行实验提供了扩展空间。