計算機圖形學實用教程

內(nèi)容概要

本書由9章組成，內(nèi)容主要包括緒論，交互式計算機圖形處理系統(tǒng)，基本圖形生成算法，自由曲線和曲面，圖形變換與裁剪，幾何造型，真實感圖形顯示，顏色科學及其應用和計算機動畫等。　　本書在介紹圖形學基本算法的同時，還著重介紹實體造型、分形幾何造型、分形藝術、色彩管理與色彩匹配，以及計算機動畫等最新的和常用的計算機圖形學實用技術?！　”緯m合作為高等院校各相關專業(yè)的教科書和教學參考書?！　胁糠炙惴ǖ脑闯绦蚝透鶕?jù)本書內(nèi)容制作的多媒體課件將對使用本教材的單位和讀者免費贈送。

書籍目錄

第1章　緒論　1.1　計算機圖形學的研究內(nèi)容及與相關學科的關系1.1.1　什么是計算機圖形學　1.1.2　計算機圖形學的研究內(nèi)容　1.1.3　計算機圖形學與其他相關學科的關系　1.2　計算機圖形學的發(fā)展與應用　1.2.1　計算機圖形學的發(fā)展簡史　1.2.2　計算機圖形學的發(fā)展方向　1.2.3　計算機圖形學的應用領域　1.3　本章小結(jié)　習題　第2章　圖形輸入輸出設備　2.1　交互式計算機圖形系統(tǒng)的組成　2.1.1　個人計算機圖形系統(tǒng)　2.1.2　工作站圖形系統(tǒng)　*2.2　圖形輸入設備　2.2.1　一般應用圖形輸入設備　2.2.2　特殊應用圖形輸入設備　2.3　視頻顯示設備與顯示系統(tǒng)　2.3.1　陰極射線管及其分類　2.3.2　光柵掃描顯示系統(tǒng)與隨機掃描顯示系統(tǒng)　2.3.3　圖形顯示卡　2.3.4　平板顯示器　*2.4　圖形繪制設備　2.4.1　繪圖儀　2.4.2　打印機　*2.5　圖形軟件標準　2.5.1　圖形軟件標準制定的目標　2.5.2　GKS標準　2.5.3　IGES標準　2.5.4　PHIGS標準　2.5.5　OpenGL　2.6　本章小結(jié)　習題　第3章　基本圖形生成算法　3.1　直線生成算法　3.1.1　光柵圖形中點的表示　3.1.2　繪制直線的要求　3.1.3　數(shù)值微分畫線算法　3.1.4　中點畫線算法　3.1.5　Bresenham畫線算法　3.1.6　幾種算法的比較3.2　圓和圓弧的生成算法3.2.1　圓的數(shù)值微分生成算法3.2.2　中點畫圓法　3.2.3　Bresenham畫圓算法　3.2.4　多邊形逼近畫圓法　3.2.5　幾種算法的比較　*3.3　一般曲線生成算法　3.3.1　正負法　3.3.2　T-N算法　*3.4　線寬與線型的處理　3.4.1　線寬的處理　3.4.2　線型的處理　3.5　實區(qū)域填充算法　3.5.1　一般掃描線填充算法及其存在的問題　3.5.2　有序邊表算法　3.5.3　邊填充算法　3.5.4　簡單種子填充算法　3.5.5　掃描線種子填充算法　3.6　圖形反走樣技術　3.6.1　光柵圖形的走樣現(xiàn)象及其原因　3.6.2　常用反走樣技術　3.6.3　Bresenham區(qū)域反走樣算法　3.7　本章小結(jié)　習題　第4章　自由曲線和曲面　4.1　計算機輔助幾何設計概述　4.1.1　CAGD的研究內(nèi)容　4.1.2　對形狀數(shù)學描述的要求　4.1.3　曲線曲面的表示形式　4.1.4　自由曲線曲面的發(fā)展過程　4.2　曲線插值方法　4.2.1　插值、逼近和擬合　4.2.2　樣條與樣條插值　4.3　Bézier曲線和曲面　4.3.1　Bézier曲線的數(shù)學表達式　4.3.2　Bézier曲線的性質(zhì)　4.3.3　Bézier曲線的設計技巧　4.3.4　常用的Bézier曲線　4.3.5　de Casteljau遞推算法　4.3.6　反求Bézier曲線控制點的方法　*4.3.7　Bézier曲面　4.4　B樣條曲線和曲面　4.4.1　問題的提出　4.4.2　B樣條曲線的數(shù)學表達式　4.4.3　B樣條曲線的性質(zhì)　4.4.4　均勻B樣條曲線　4.4.5　一種新的反求B樣條曲線控制點的方法　*4.4.6　B樣條曲面　*4.4.7　非均勻B樣條曲線　*4.4.8　非均勻有理B樣條(NURBS)曲線　4.5　本章小結(jié)　習題　第5章　圖形變換與裁剪　5.1　窗口視圖變換　5.2　二維圖形幾何變換　5.2.1　二維圖形幾何變換原理　5.2.2　齊次坐標技術　5.2.3　二維組合變換　5.3　三維圖形幾何變換　5.3.1　三維空間坐標系　5.3.2　三維圖形幾何變換　5.3.3　三維圖形的組合變換　5.4　投影變換　5.4.1　投影變換的分類　5.4.2　平行投影　5.4.3　透視投影　5.5　二維線段裁剪　5.5.1　矩形窗口裁剪算法　*5.5.2　多邊形窗口裁剪算法　5.6　多邊形的裁剪　5.6.1　Sutherland-Hodgman算法　5.6.2　Weiler-Atherton算法　*5.7　三維線段裁剪　5.7.1　平行投影中的三維裁剪　5.7.2　透視投影中的三維裁剪　5.8　本章小結(jié)　習題　第6章　幾何造型基礎　6.1　多面體模型和曲面模型　6.1.1　多面體模型　6.1.2　曲面模型　6.2　線框模型、表面模型和實體模型　6.3　實體幾何造型　6.3.1　實體造型系統(tǒng)的發(fā)展　6.3.2　實體的定義　6.3.3　歐拉公式與歐拉運算　6.3.4　實體的正則集合運算　6.3.5　實體的邊界表示　6.3.6　實體的分解表示　6.3.7　實體的構(gòu)造表示　*6.4　特征造型　6.5　分形幾何造型　6.5.1　分形的概念　6.5.2　分形維數(shù)與分形幾何　6.5.3　隨機插值模型　6.5.4　迭代函數(shù)系統(tǒng)　6.5.5　L系統(tǒng)　6.5.6　粒子系統(tǒng)　*6.6　分形藝術　6.6.1　Julia集與Mandelbrot集　6.6.2　廣義Julia集與Mandelbrot集　6.6.3　復平面域的Newton-Raphson方法　6.6.4　基于改進的Newton-Raphson方法生成分形藝術圖形　6.7　本章小結(jié)　習題　第7章　真實感圖形顯示　7.1　三維圖形顯示的基本流程　7.2　取景變換　7.3　隱藏面的消除　7.3.1　背面剔除算法　7.3.2　Roberts算法　7.3.3　畫家算法　7.3.4　Weiler-Atherton　算法7.3.5　BSP樹算法　7.3.6　深度緩沖器算法　7.3.7　掃描線Z緩沖器算法　7.3.8　區(qū)間掃描線算法　7.3.9　Warnock算法　7.3.10　光線投射算法　*7.4　陰影生成　7.5　基本光照模型　7.5.1　環(huán)境光模型　7.5.2　Lambert漫反射模型　7.5.3　鏡面反射和Phong模型　7.5.4　簡單的透明模型　*7.6　整體光照模型　7.7　多邊形表示的明暗處理　7.7.1　Gouraud明暗處理　7.7.2　Phong明暗處理　*7.8　半色調(diào)明暗處理技術　7.8.1　模式單元法　7.8.2　抖動技術　7.9　光線跟蹤技術　7.9.1　光線跟蹤的基本原理　7.9.2　光線跟蹤的求交計算　7.10　紋理細節(jié)模擬　7.10.1　紋理分類　7.10.2　顏色紋理　7.10.3　幾何紋理　7.10.4　過程紋理　7.11　本章小結(jié)　習題　第8章　顏色科學基礎及其應用　8.1　顏色的基本知識　8.1.1　顏色的基本概念　8.1.2　視覺現(xiàn)象　8.1.3　顏色視覺的機理　8.2　常用的顏色空間　8.2.1　與圖形處理相關的顏色空間　8.2.2　與設備無關的顏色空間　8.2.3　電視系統(tǒng)顏色空間　8.3　色彩設計　8.3.1　色彩的情感　8.3.2　面向色彩設計的HSV顏色模型　8.3.3　HSV與RGB顏色空間的相互轉(zhuǎn)換及其應用　8.3.4　數(shù)字圖像顏色類型　8.4　顏色再現(xiàn)與色彩管理　8.4.1　顏色再現(xiàn)的目標　8.4.2　顏色再現(xiàn)的科學性與藝術性　8.4.3　顏色再現(xiàn)質(zhì)量的評價　8.4.4　為什么要進行色彩管理　8.4.5　基于ICC標準的色彩管理　8.4.6　色彩管理系統(tǒng)分類　*8.5　基于ICC Profile的色彩管理　8.5.1　ICC Profile的類型及文件結(jié)構(gòu)　8.5.2　基于ICC Profile的顏色空間變換　8.5.3　ICC Profile的局限性　*8.6　基于科學發(fā)現(xiàn)的色彩匹配　8.6.1　彩色噴墨打印機工作原理　8.6.2　影響色彩匹配質(zhì)量的因素分析　8.6.3　色彩匹配的難點　8.6.4　常用的色彩匹配方法　8.6.5　基于科學發(fā)現(xiàn)的色彩匹配　*8.7　黑色生成與灰度平衡　8.8　本章小結(jié)　習題　第9章　計算機動畫　9.1　動畫技術的起源、發(fā)展與應用　9.1.1　動畫技術的起源與發(fā)展　9.1.2　計算機動畫的應用　9.1.3　計算機動畫的未來　9.2　傳統(tǒng)動畫　9.2.1　什么是動畫9.2.2　傳統(tǒng)動畫片的制作過程9.2.3　動作特效與畫面切換方式9.3　計算機動畫9.3.1　計算機在動畫中所起的作用9.3.2　計算機動畫系統(tǒng)的分類9.3.3　計算機輔助二維動畫9.3.4　計算機輔助三維動畫9.3.5　實時動畫和逐幀動畫9.4　計算機動畫中的常用技術9.4.1　關鍵幀技術9.4.2　樣條驅(qū)動技術9.4.3　Morphing和FFD變形技術9.4.4　運動捕獲技術9.4.5　其他動畫技術*9.5　動畫文件格式9.5.1　GIF格式9.5.2　FLI/FLC格式9.5.3　SWF格式9.5.4　AVI格式9.5.5　MOV格式*9.6　微機上的二維動畫軟件簡介*9.7　常用的三維動畫軟件簡介9.7.1　3D Studio與3DS MAX9.7.2　Softimage 3D9.7.3　Maya 3D9.7.4　LIGHTWAVE 3D9.8　本章小結(jié)習題　參考文獻

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