交互式计算机图形学

第1章图形系统和模型

1.1计算机图形学的应用

1.2图形系统

1.3图像：物理的和合成的

1.4成像系统

1.5虚拟照相机模型

1.6程序员接口

1.7图形绘制系统的体系结构

1.8可编程流水线

1.9性能特征

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习题

第2章图形学编程

2.1Sierpinsh镂垫

2.2编写二维图形应用程序

2.3OpenGLAPI

2.4图元和属性

2.5颜色

2.6观察

2.7控制函数

2.8Sieinski镂垫绘制程序

2.9多边形和递归

2.10三维Sielpinsh镂垫

2.11绘制隐函数曲线

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习题

第3章输入和交互

3.1交互

3.2输人设备

3.3客户和服务器

3.4显示列表

3.5显示列表和建模

3.6事件驱动输入编程

3.7菜单

3.8拾取

3.9一个简单的CAD程序

3.10建立交互式模型

3.11交互式动画程序

3.12交互式程序的设计

3.13逻辑运算

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习题

第4章几何对象和变换

4.1标量、点和向量

4.2三维图元

4.3坐标系和标架

4.4OpenGL中的标架

4.5建模一个彩色立方体

4.6仿射变换

4.7平移、旋转和缩放

4.8变换的齐次坐标表示

4.9变换的级联

4.10OpenGL变换矩阵

4.11三维应用程序的接口

4.12四元数

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习题

第5章观察

5.1经典观察和计算机观察

5.2计算机观察

5.3定位照相机

5.4简单的投影

5.5OpenGL中的投影

5.6隐藏面消除

5.7交互式网格显示

5.8平行投影变换矩阵

5.9透视投影变换矩阵

5.10投影和阴影

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习题

第6章光照和明暗绘制

6.1光线和材质

6.2光源

6.3Phong光照模型

6.4向量的计算

6.5多边形明暗绘制

6.6通过递归细分逼近球面

6.7OpenGL中的光源

6.8OpenGL中的材质属性

6.9球面模型的明暗绘制

6.10全局照明

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习题

第7章从顶点到片元

7.1图形绘制流水线的基本实现策略

7.2图形绘制系统的4个主要任务

7.3裁剪

7.4线段的裁剪

7.5多边形的裁剪

7.6其他图元的裁剪

7.7三维裁剪

7.8光栅化

7.9Bresenham算法

7.10多边形光栅化算法

7.11隐藏面消除

7.12反走样

7.13显示方面的问题

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习题

第8章离散技术

8.1缓存

8.2数字图像

8.3缓存的写操作

8.4OpenGL中的位操作与像素操作

8.5举例

8.7纹理映射

8.8OpenGL中的纹理映射

8.9纹理生成

8.10环境贴图

8.11合成技术

8.12多通道绘制与累积缓存

8.13采样与走样

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习题

第9章可编程着色器

9.1可编程流水线

9.2着色语言

9.3OpenGL扩展

9.4OpenGL着色语言

9.5OpenGL着色语言

9.6着色器与OpenGL程序的连接

9.7移动顶点

9.8基于顶点程序的光照计算

9.9片元着色器

9.10基于顶点与基于片元的光照计算

9.11sampler变量类型

9.12立方体贴图

9.13凹凸映射

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习题

第10章层级建模方法

10.1图符和实例

10.2层级模型

10.3机器人手臂

10.4树与树的遍历

10.5使用树形数据结构

10.6动画

10.7图形对象

10.8场景图

10.9一个简单的场景图API

10.10开放场景图(OSG)

10.11图形和因特网

10.12其他树形结构

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习题

第11章过程建模方法

11.1基于算法的模型

11.2基于物理的模型和粒子系统

11.3牛顿粒子

11.4求解粒子系统方程

11.5约束条件

11.6一个简单的子系统

11.7基于语言的模型

11.8递归方法和分形

11.9过程噪声

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习题

第12章曲线和曲面

12.1曲线和曲面的表示形式

12.2设计准则

12.3三次参数多项式曲线

12.4插值

12.5Hermite曲线和曲面

12.6Bezier曲线和曲面

12.7三次B样条

12.8普通B样条

12.9曲线和曲面的绘制

12.10Utah茶壶模型

12.11代数曲面

12.12OpenGL中的曲线和曲面

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习题

第13章高级绘制

13.1超越流水线绘制结构

13.2光线跟踪

13.3构建一个简单的光线跟踪器

13.4绘制方程

13.5辐射度方法

13.6RenderMan

13.7并行绘制

13.8基于图像的绘制

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习题

附录A示例程序

附录B空间

附录C矩阵

附录DOpenGL函数简介

参考文献

　　本书原版是国外诸多大学采用的一本经典计算机图形学教材。为了满足国内高校对质量计算机图形学教程的需求，电子工业出版社将本书的最新版本(第五版)翻译成中文出版。第五版覆盖最新的纹理技术，如多通道纹理映射和凹凸映射；扩充了建模和过程建模方法的内容，包括过程噪声；扩充了场景图和实时绘制的内容；扩充了可编程着色器的内容；重新修订了演示程序。　　在广泛结合OpenGL并注重图形应用编程的基础上，本书向读者介绍了计算机图形学的核心概念。书中代码采用C和C++语言，并使用了自顶向下和面向编程的方法，使读者能够迅速地创建自己的三维图形。在结构安排上，本书在读者学会了编写交互式图形程序之后再介绍底层的算法，如线段的绘制以及多边形填充等算法。　　本书覆盖了计算机图形学基础课程中的所有主题，包括光与材质的相互作用、明暗绘制、建模、曲线和曲面、反走样、光栅化、纹理映射和图像合成等内容。　　本书可作为计算机及相关专业本科生和研究生的计算机图形学教材，也适合作为相关程序员、工程技术人员及科研人员的参考书。【作者简介】　　安吉尔(EdwardAngel)，美国新墨西哥大学计算机科学系、电气与计算机工程系以及媒体艺术系荣誉退休教授，他曾经是该大学首位兼任教学工作的研究生。Edward获得了美国南加州大学哲学博士学位和加州理工学院工程理学学士学位。他还是新墨西哥大学艺术、研究、技术和科学实验室(http://artslab.unm.edu)的主任。