计算机图形学

第1章 计算机图形学概述

1.1 计算机图形学的主要内容和发展历史

1.2 计算机图形学的相关学科

1.3 计算机图形学的应用

第2章 光栅图形算法

2.1 直线的生成算法

2.1.1 直线DDA算法

2.1.2 直线Bresenham算法

2.2 圆的生成算法

2.2.1 基础知识

2.2.2 圆的Bresenham算法

2.3 扫描转换和区域填充算法

2.3.1 扫描线填充算法

2.3.2 种子填充算法

2.4 图形反走样技术

2.4.1 图形走样现象

2.4.2 常用反走样方法

2.5 图形裁剪

2.5.1 直线的裁剪

2.5.2 多边形的裁剪

第3章 图形变换

3.1 二维图形几何变换

3.2 齐次坐标和变换矩阵

3.3 三维图形几何变换

3.4 坐标系统及其变换

3.4.1 坐标系统变换

3.4.2 窗口到视口的变换

3.4.3 投影变换

第4章 真实感图形的基本理论与算法

4.1 消隐

4.1.1 消隐的基础知识

4.1.2 隐藏线消除算法

4.1.3 隐藏面消除算法

4.2 颜色系统

4.2.1 颜色的基本概念

4.2.2 几种常用的颜色模型

4.3 局部光照模型

4.3.1 光照特性的基础知识

4.3.2 光照模型及其实现

4.3.3 明暗的光滑处理

4.4 纹理映射

4.4.1 基本原理

4.4.2 纹理坐标

4.4.3 纹理过滤：反走样

4.4.4 MIP映射

4.4.5 基于MIP映射的反走样

4.4.6 纹理坐标自动生成

4.4.7 环境映射

4.5 显示流程

4.6 阴影

4.6.1 阴影映射

4.6.2 阴影体

4.7 整体光照模型

4.8 光线跟踪

4.8.1 自然界中的光线

4.8.2 光线投射算法

4.8.3 光线跟踪算法

4.8.4 光线跟踪算法的优势

4.8.5 光线跟踪算法的弱点

4.8.6 逆向光线跟踪

4.8.7 经典递归光线跟踪算法

4.8.8 实时光线跟踪

4.8.9 光线与实体的求交

第5章 物体的表示方法

5.1 物体表示的基础知识

5.2 物体的多边形表示和LOD技术

5.3 结构实体几何模型（CSG）

5.4 分解模型和八叉树

5.5 边界表示

5.6 点云表示和基于点云的造型和显示方法

5.7 分形表示

5.8 粒子系统

第6章 曲线与曲面

6.1 曲线曲面的基本概念和分类

6.2 隐式曲线和曲面

6.2.1 Metabau技术

6.2.2 基于骨架的卷积曲面

6.3 隐式曲线曲面的绘制

6.4 参数曲线曲面的性质

6.5 Bezier曲线曲面

6.6 B一样条曲线曲面

6.7 NURBS曲线曲面

6.8 细分曲面

6.8.1 Loop细分方法

6.8.2 蝶形细分方法

6.8.3 Catmull-Clark细分方法

第7章 实时真实感图形学技术

7.1 GPU技术

7.1.1 GPU基本概念

7.1.2 基于顶点处理器的实时网格变形

7.1.3 基于片段处理器的实时图像处理

7.2 复杂场景渲梁加速技术

7.2.1 渲染加速技术

7.2.2 人口技术

第8章 非真实感图形技术

8.1 非真实感光照模型

8.1.1 基于冷暖色调的光照模型

8.1.2 面向CSG造型的光照模型

8.1.3 基于单位球的光照模型

8.2 非真实感投影变换

8.2.1 多重投影

8.2.2 柔性投影

8.2.3 放大镜投影

8.3 三维模型的钢笔画效果生成

8.3.1 钢笔画概述

8.3.2 钢笔画的绘制

8.4 三维模型的钢笔画效果生成

8.4.1 铅笔画概述

8.4.2 铅笔画的绘制

8.5 三维模型的水墨画效果生成

8.5.1 水墨画概述

8.5.2 水墨画的绘制

8.6 小结

参考文献

《计算机图形学》结合作者童若峰等人多年来在计算机图形学教学中的体会和计算机图形学的新进展编著，不仅介绍光栅图形、图形变换、投影、消隐、光照模型等图形绘制流程中的主要算法以及曲线曲面等物体表示方法，还结合数字媒体的最新应用需求，介绍了实时真实感图形技术和非真实感图形技术等内容。
　　《计算机图形学》可作为各高校数字媒体和计算机相关专业的教学用书，也可作为图形爱好者的参考书。