计算机图形学

第0章 导论
0.1 计算机图形学的发展史简介
0.2 计算机图形学在我国的发展状况
0.3 计算机图形学的应用
0.4 计算机图形学的发展趋势

第1章 图形设备
1.1 图形输入设备
1.1.1 鼠标器
1.1.2 图形输入板与数字化仪
1.1.3 图形扫描仪
1.1.4 其他图形输入设备
1.2 图形显示设备
1.2.1 光栅扫描图形显示器
1.2.2 液晶显示器
1.2.3 等离子显示器
1.3 图形绘制设备
1.3.1 笔式绘图机
1.3.2 无笔绘图机
1.3.3 图形打印机
习题
第2章 交互技术、用户接口及图形软件的标准化
2.1 交互任务与交互技术
2.1.1 交互任务
2.1.2 交互技术
2.2 交互输入控制
2.3 用户接口的设计
2.4 窗口系统
2.4.1 窗口系统的特点与组成
2.4.2 Windows窗口系统
2.5 图形软件的标准化
2.5.1 图形核心系统GKS
2.5.2 三维图形核心系统GKS-3D
2.5.3 程序员层次式交互图形系统PHIGS
2.5.4 计算机图形设备接口CGI
2.5.5 计算机图形元文件CGM
2.5.6 产品模型数据转换标准STEP
2.5.7 基本图形交换规范IGES和图形数据交换文件DXF
习题
第3章 基本图形生成算法
3.1 直线的生成算法
3.2 圆弧与椭圆弧的生成算法
3.3 区域填充
3.4 线宽与线型的生成
3.5 字符的生成
3.6 图形的裁剪
3.6.1 线段的裁剪
3.6.2 多边形的裁剪
3.6.3 字符的裁剪
习题
第4章 图形变换
4.1 二维图形变换
4.1.1 点的变换
4.1.2 各种基本变换
4.1.3 齐次坐标
4.1.4 组合变换
4.1.5 窗口到视区的变换
4.2 三维图形的基本变换
4.2.1 几何变换矩阵
4.2.2 各种基本几何变换
4.2.3 三维组合变换
4.3 平行投影变换
4.3.1 正投影变换
4.3.2 正轴测投影变换
4.3.3 斜轴测投影变换
4.4 透视投影变换
4.4.1 透视投影的分类及投影特性
4.4.2 点的透视变换
4.4.3 立体的透视变换
4.5 三维裁剪
4.5.1 用户坐标系到观察坐标系的变换
4.5.2 投影空间的定义
4.5.3 规格化裁剪空间和图像空间
4.5.4 三维线段裁剪
习题
第5章 曲线及曲面
5.1 曲线、曲面的理论基础
5.2 抛物线调配曲线
5.3 三次参数样条曲线
5.4 最小二乘法拟合曲线
5.5 Bézier曲线
5.6 B样条曲线
5.7 Bézier曲面
5.8 B样条曲面
5.9 Coons曲面
5.9.1 双线性Coons曲面
5.9.2 双三次Coons曲面
5.10 一般B样条曲线、曲面与NURBS曲线、曲面
5.10.1 一般B样条曲线与曲面
5.10.2 UNRBS曲线与曲面
5.11 等值线
习题
第6章 几何造型
6.1 三维形体的表示形式
6.1.1 表示形体模型的形式
6.1.2 正则形体及欧拉公式
6.1.3 常用的形体表示模式
6.2 翼边结构与欧拉操作
6.2.1 翼边结构
6.2.2 欧拉操作
6.3 求交运算
6.3.1 点与各几何元素求交
6.3.2 直线与几何元素求交
6.3.3 曲线与曲线求交
6.3.4 面与面的交线
6.4 集合运算
6.4.1 正则集合的基本概念
6.4.2 二维几何元素的集合运算
6.4.3 三维形体的正则集合与正则布尔运算
6.5 特征造型
6.5.1 特征的定义、分类及形式化描述
6.5.2 特征造型系统的实现模式
习题
第7章 消隐处理
7.1 概述
7.2 凸多面体的消除隐藏线算法
7.2.1 凸多面体的外法矢
7.2.2 单个凸多面体的数据结构及消隐算法
7.2.3 两种消隐算法简介
7.3 一般平面立体的消除隐藏线算法
7.3.1 “边—面”比较算法的步骤
7.3.2 几何计算与判别
7.3.3 消隐的数据结构及算法步骤
7.4 曲面的消除隐藏线算法
7.4.1 二次曲面体的消隐与绘制
7.4.2 单值函数表示曲面的消隐与绘制
7.4.3 双参数表示曲面的消隐与绘制
7.5 隐藏面的消除算法
7.5.1 扫描线算法
7.5.2 油画算法
7.5.3 Z缓冲区算法
7.5.4 区域采样算法
习题
第8章 真实感图形
8.1 概述
8.2 简单实用的光照明模型
8.3 表面法向量和反射光线向量的计算
8.3.1 表面法向量的计算
8.3.2 反射光向量的计算
8.4 多边形表示的光滑明暗处理
8.4.1 双线性亮度插值法
8.4.2 双线性法向量插值法
8.5 阴影与透明
8.5.1 阴影
8.5.2 透明
8.6 纹理及其反走样处理
8.6.1 颜色纹理
8.6.2 凸包纹理
8.6.3 纹理映射的反走样处理
8.7 辐射度方法
8.7.1 辐射度的定义及其算法
8.7.2 形状因子计算
8.8 颜色
8.8.1 三原色系统与CIE色度图
8.8.2 CIE色度图的用途
8.8.3 颜色空间的变换及其逆变换
习题
第9章 自然景物的模拟与 动画技术
9.1 分数维几何与自然景物的模拟
9.1.1 分维布朗运动(fBm)模型
9.1.2 粒子系统
9.1.3 L系统
9.2 科学计算可视化
9.2.1 数据场
9.2.2 体绘制技术的基本原理
9.2.3 体绘制常用算法
9.3 计算机动画
9.3.1 计算机动画基本制作过程
9.3.2 基于模型的计算机动画技术
9.3.3 基于知识的智能动画技术
习题
第10章 空间形体的三维重建与 图像处理
10.1 空间形体的三维重建
10.1.1 灭点、坐标系与视点
10.1.2 三维对称形体的重建
10.1.3 利用B样条变分法的三维重建算法
10.2 图像处理
10.2.1 概述
10.2.2 图像的采样
10.2.3 图像变换
10.2.4 图样的反走样
10.2.5 从图像的明暗获得三维数据
习题
参考文献