內容簡介
《計算機圖形學-圖形的計算與顯示原理》從計算機與人對圖形理解的差異入手，介紹了計算機處理圖形的基本概念和方法，討論了點陣圖形的基本算法、圖形的幾何變換及矩陣表示、圖形的裁剪算法，並介紹了現在廣泛套用的圖形互動技術與以此為基礎的用戶界面設計方法，還從幾何直觀入手導入了計算機圖形學中的曲線、曲面設計理論和幾何造型方法，探討了三維圖形的消隱及真實感圖形的生成技術以及計算機動畫技術。
《計算機圖形學-圖形的計算與顯示原理》是在作者教學講義的基礎上參考國內外的相關教材編寫的，每章後面都附有適量的練習題，可幫助讀者在學習中鞏固各章節的內容。
對《計算機圖形學-圖形的計算與顯示原理》相關章節作適當取捨後可用作高等院校本科生、研究生教材，也適合對計算機圖形技術感興趣者自學。
目錄
第1章 計算機圖形學介紹
1.1 計算機圖形學的發展
1.2 計算機圖形學的套用
1.2.1 計算機輔助設計與製造
1.2.2 科學計算可視化
1.2.3 真實感圖形繪製
1.2.4 計算機動畫
1.2.5 計算機輔助教學
1.2.6 計算機藝術
1.2.7 辦公自動化和電子出版技術
1.2.8 醫療診斷
1.2.9 人機接口
1.2.10 虛擬現實
第2章 計算機圖形的構成及其表示
2.1 點陣圖形及其表示
2.1.1 點陣圖形的大小
2.1.2 像素點的形狀
2.1.3 像素點的顏色表示
2.1.4 像素點的位置
2.2 點陣圖形及相應檔案的構成
2.2.1 點陣圖形的坐標系統
2.2.2 點陣圖形的精度及相關問題
2.2.3 BMP圖形檔案的結構
2.3 向量圖形及其表示
2.3.1 向量圖形的表示
2.3.2 向量圖形的顏色
2.3.3 向量圖形DXF格式檔案的構成
2.4 點陣圖形和向量圖形的特點
2.4.1 圖形的整體放大
2.4.2 圖形的縮小
2.4.3 圖形的局部放大
2.4.4 點陣圖形與向量圖形及其相互間的轉換
習題
第3章 點陣圖形的基本算法
3.1 基本圖形的點陣轉換
3.2 直線點陣轉換算法
3.2.1 描繪線條圖形的要求
3.2.2 增量DDA算法
3.2.3 Bresenham直線算法
3.3 圓的點陣圖形掃描轉換算法
3.3.1 一般方法
3.3.2 Bresenham圓弧算法
3.4 橢圓點陣圖形掃描轉換算法
3.4.1 橢圓弧正負算法
3.4.2 橢圓弧中點算法
3.5 多項式曲線的算法
3.5.1 多項式函式的計算法
3.5.2 三次多項式函式的差分計算法
習題
第4章 區域填充
4.1 區域的連通方式和分類
4.1.1 區域的連通方式
4.1.2 區域的分類
4.2 區域逐點遞歸填充算法
4.2.1 注入填充區域算法
4.2.2 邊界填充算法
4.3 區域掃描線遞歸填充算法
4.3.1 種子點掃描線填充算法
4.3.2 壓入區段端點的掃描線填充算法
4.4 多邊形區域填充算法
4.4.1 掃描線上像素點的連貫性
4.4.2 不同掃描線與邊的交點在邊上的連貫性
4.4.3 掃描線算法的處理步驟
4.5 圖案填充
4.5.1 像素圖案填充
4.5.2 點陣圖圖案填充
4.5.3 掃描轉換後填充圖案
4.6 有寬度和線型的線條
4.6.1 線條的寬度處理
4.6.2 線型的處理方法
習題
第5章 圖形變換
5.1 二維圖形的基本變換
5.1.1 平移變換
5.1.2 比例變換
5.1.3 旋轉變換
5.2 齊次坐標與基本變換的矩陣表示
5.2.1 齊次坐標的概念
5.2.2 基本變換通過齊次坐標的矩陣表示
5.3 其它常用的基本變換及其矩陣表示
5.3.1 對稱變換
5.3.2 錯切變換
5.3.3 複合變換
5.3.4 基本變換的一些性質
5.3.5 坐標系變換
5.4 視窗間的視見變換
5.4.1 圖形表示中的坐標系
5.4.2 視見變換及其表示
5.5 三維圖形的變換
5.5.1 三維圖形的基本變換
5.5.2 三維複合變換
5.5.3 坐標系變換
5.6 三維投影變換
5.6.1 三維投影變換的概念
5.6.2 平行投影
5.6.3 透視投影
5.6.4 觀察坐標系與觀察變換
5.7 三維變換矩陣性質
5.7.1 三維變換矩陣的參數含義
5.7.2 三維基本變換的一些性質
5.8 三維觀察視窗及可視變換
5.8.1 三維觀察空間概念
5.8.2 規範化的觀察體及其坐標系
5.8.3 觀察體的規範化變換
5.8.4 三維觀察流程
習題
第6章 圖形裁剪
6.1 二維裁剪概念
6.1.1 點的裁剪，
6.1.2 直線段的裁剪
6.2 直線段的裁剪算法
6.2.1 Cohen-Sutherland
6.2.2 中點分割算法
6.2.3 梁友棟一Barsky算法
6.2.4 Nicholl-Lee-Nicholl算法
6.3 凸多邊形內直線段的裁剪算法
6.3.1 Cyrus—Beck算法思路
6.3.2 Cyrus—Beck算法的交點求解
6.4 多邊形逐邊裁剪法
6.5 多邊形視窗的雙邊裁剪法
6.6 文本裁剪
6.6.1 文本的字元串裁剪法
6.6.2 文本的字元裁剪法
6.6.3 文本的筆劃裁剪法
6.7 三維裁剪
6.7.1 平行投影三維線段的編碼裁剪
6.7.2 透視投影三維線段的編碼裁剪
習題
第7章 圖形互動技術和用戶界面設計
7.1 邏輯輸入設備
7.1.1 定位設備
7.1.2 筆劃設備
7.1.3 字元串設備
7.1.4 定值設備
7.1.5 選擇設備
7.1.6 拾取設備
7.2 邏輯設備輸入模式
7.2.1 請求模式
7.2.2 取樣模式
7.2.3 事件模式
7.2.4 各種模式的並行使用及初始化
7.3 互動式圖形設計方法
7.3.1 基本圖形拾取方法
7.3.2 基本的定位、取值方法
7.3.3 選擇任務技術
7.3.4 互動式構圖技術
7.4 互動設計技術圖形用戶界面
7.4.1 互動式圖形用戶界面的設計方法
7.4.2 互動式圖形用戶界面的整體構成
習題
第8章 計算機圖形中曲線的設計理論
8.1 與曲線、曲面有關的基本概念
8.1.1 曲線、曲面的表示方法
8.1.2 插值與逼近
8.1.3 曲線、曲面描述方法的發展
8.2 折線段曲線
8.3 參數三次曲線
8.3.1 參數三次曲線的表示
8.3.2 參數三次曲線的其它表示形式
8.3.3 參數三次曲線參數值域的變換
8.3.4 二階連續的參數三次樣條插值曲線
8.4 參數曲線的幾何性質
8.4.1 參數三次曲線的幾何形狀
8.4.2 參數連續性與幾何連續性
8.5 Bzie曲線
8.5.1 B6zier曲線的定義
8.5.2 B6zier曲線的性質
8.5.3 三次B6zier曲線
8.6 B一樣條曲線
8.6.1 B一樣條曲線的定義
8.6.2 B一樣條曲線的性質
8.6.3 常用的B一樣條曲線的類型
8.6.4 均勻B一樣條曲線
8.6.5 三次均勻B一樣條曲線
8.6.6 準均勻B一樣條曲線
8.6.7 一般的B一樣條曲線
8.6.8 插值三次B一樣條曲線
8.7 非均勻有理B一樣條曲線
8.7.1 非均勻有理B一樣條曲線
8.7.2 有理Bzier曲線
8.7.3 二次有理B6zier曲線與二次曲線
8.7.4 整圓及橢圓的NURBS表示
習題
第9章 計算機圖形中曲面的設計理論
9.1 插值邊界線的孔斯曲面
9.1.1 雙線性孔斯曲面
9.1.2 雙三次孔斯曲面
9.2 雙線性與雙三次參數曲面
9.2.1 雙線性參數曲面定義及其表示
9.2.2 雙三次參數曲面定義及其表示
9.2.3 雙三次參數曲面的其它形式
9.2.4 常用曲面的參數形式
9.3 Bzier曲面
9.3.1 Bzier曲面片的定義
9.3.2 B6zier曲面片的性質
9.3.3 雙三次B6zier曲面
9.4 B一樣條曲面
9.4.1 B一樣條曲面片的定義
9.4.2 雙三次均勻B一樣條曲面片公式
9.4.3 B一樣條曲面片的優點
9.5 非均勻有理B一樣條曲面
9.5.1 NURBS曲面的定義
9.5.2 NURBS曲面表示的旋轉面
9.6 三角域上的Bzier曲面
9.6.1 三角域內的重心坐標
9.6.2 三角域上的Beinstein函式
9.6.3 三角域上的B~~zier曲面
9.6.4 三角域上的B6zier曲面的方嚮導向量
9.6.5 三角域上的B~~zier曲面的性質
習題
第10章 計算機圖形學的幾何造型技術
10.1 三維歐氏幾何實體造型方法
lO.1.1 基本三維歐氏幾何實體描述
10.1.2 由三維歐氏幾何實體表示的數據結構
10.1.3 三維歐氏幾何實體的體表示法
10.1.4 三維歐氏幾何實體的面表示法
10.1.5 三維歐氏幾何實體的線表示法
10.1.6 三維歐氏幾何實體的點表示法
10.2 分形幾何方法
10.2.1 分形生成過程及其特點
10.2.2 離散及隨機分形圖的生成
10.2.3 複數變換函式生成的Mandbrot集和Julia集分形圖
10.2.4 分形圖形方法的套用
習題
第11章 計算機圖形中的消隱處理
第12章 計算機圖形中真實感圖形設計
第13章 計算機圖形動畫設計
參考文獻
