計算機圖形學

前言

　　本教材為清華大學出版社“現(xiàn)代計算機教育系列教材(英文版)”Computer Graphics with OpenGL之中譯本，對計算機圖形學的基本概念、數(shù)學工具、算法及技術作了系統(tǒng)講述，并對可用于多種平臺的圖形學應用程序設計界面OpenGL作了詳細介紹。書中材料足以為選修計算機圖形學的計算機科學、計算機工程、計算機應用專業(yè)大學生或研究生一學期學習所用，也可幫助實際工作中的應用程序設計員詳細了解OpenGL。

內容概要

　　計算機圖形學是計算機科學中一個趣味性很強的重要領域。它使用計算方法產(chǎn)生圖形與圖像，在人機信息交流、計算機輔助設計、科學及統(tǒng)計數(shù)據(jù)形象化，以及數(shù)字化藝術創(chuàng)作等許多方面有廣泛應用。本書系統(tǒng)闡述計算機圖形學的基本概念、數(shù)學工具、算法及技術，并對可用于多種平臺的圖形學應用程序設計界面OpenGL作了詳細介紹?！　”緯饕┻x修計算機圖形學的計算機科學、計算機工程、計算機應用專業(yè)大學生或研究生使用，也可供學習了一到兩學期高等數(shù)學和計算機程序設計基礎的其他專業(yè)，特別是理工專業(yè)的學生及有同等經(jīng)驗的人士閱讀。

作者簡介

　　項志鋼，現(xiàn)任美國紐約市立大學皇后學院計算機科學系主任、副教授、大學中心研究生院計算機科學博士生指導教師。畢業(yè)于北京工業(yè)大學計算機科學系，后赴美攻讀研究生并獲紐約州立大學布法羅分校計算機科學碩士及博士學位。歷任皇后學院計算機科學系副主任、學術委員會主席。研究課題以及發(fā)表的專業(yè)論文主要涉及計算機圖形學、圖像處理、人機交互技術。

書籍目錄

第1章 緒論習題第2章 數(shù)字圖像基礎2.1 RGB與CMY顏色模型2.2 顏色編碼2.3 查色表2.4 顯示設備2.4.1 彩色監(jiān)視器2.4.2 液晶顯示2.5 打印設備2.5.1 半色調處理2.5.2 半色調逼近2.5.3 抖動處理2.5.4 誤差擴散2.6 圖像文件習題第3章 應用程序設計界面OpenGL3.1 OpenGL基礎3.1.1 狀態(tài)機3.1.2 圖形實現(xiàn)流程3.1.3 事件驅動程序設計3.1.4 語言綁定3.2 OpenGL語法與規(guī)定3.3 在個人計算機上設置OpenGL3.4 程序實例3.5 Mandelbrot與Julia集的形象化3.6 顏色索引模式3.7 視窗管理習題第4章 掃描轉換4.1 直線的掃描轉換4.1.1 直接使用直線方程4.1.2 數(shù)字微分分析法4.1.3 Bresenham直線轉換法4.2 圓的掃描轉換4.2.1 Bresenham圓轉換法4.2.2 中點式圓轉換法4.2.3 任意圓心圓的處理4.3 橢圓的掃描轉換4.3.1 中點式橢圓轉換法4.3.2 任意圓心與轉位橢圓的處理4.4 區(qū)域填充4.4.1 區(qū)域定義4.4.2 邊界填充4.4.3 擴散填充4.4.4 掃描線填充4.5 字符的掃描轉換4.5.1 位圖字體4.5.2 輪廓字體4.6 反走樣4.6.1 前過濾與后過濾4.6.2 像素移相4.7 OpenGL程序設計4.7.1 以線為基礎的原圖4.7.2 以多邊形為基礎的原圖4.7.3 系統(tǒng)功能控制4.7.4 位圖字符與筆畫字符4.7.5 混色與反走樣4.7.6 遞歸定義的圖形習題第5章 三維基礎5.1 多邊形網(wǎng)格模型5.2 隱藏面消隱5.2.1 背面消隱5.2.2 Z-緩沖器法5.3 投影5.3.1 投影分類5.3.2 平行投影5.3.3 透視投影5.4 三維圖形實現(xiàn)流程5.5 OpenGL程序設計5.5.1 法線向量5.5.2 精選5.5.3 Z-緩沖器5.5.4 正投影與透視投影5.5.5 雙緩沖器動畫習題86第6章 幾何及坐標變換6.1 基本變換6.1.1 平移6.1.2 縮放6.1.3 旋轉6.2 特殊變換6.2.1 反射6.2.2 剪切6.3 合成變換矩陣6.4 OpenGL程序設計6.4.1 建模變換6.4.2 矩陣棧習題第7章 顏色與著色模型7.1 光和顏色7.1.1 光的基本特征7.1.2 三原色理論7.1.3 CIE XYZ顏色模型7.1.4 CIE色度圖7.1.5 色域映射7.1.6 NTSC YIQ顏色模型7.2 Phong著色模型7.3 插值著色法7.3.1 常量著色法7.3.2 Gouraud著色法7.3.3 Phong著色法7.4 OpenGL程序設計7.4.1 指定物體材料特性7.4.2 建立光源7.4.3 控制光源位置與光照方向7.4.4 選擇光照與著色參數(shù)7.4.5 啟動光照7.4.6 GLUT物體習題第8章 觀察與裁剪8.1 觀察變換8.1.1 觀察坐標變換8.1.2 規(guī)范化變換8.1.3 窗口至視區(qū)映射8.2 裁剪算法8.2.1 點裁剪8.2.2 直線裁剪8.2.3 多邊形裁剪8.3 OpenGL程序設計8.3.1 觀察變換8.3.2 附加裁剪平面8.3.3 地形產(chǎn)生習題第9章 人機交互9.1 交互設備9.1.1 物理設備9.1.2 邏輯設備9.2 交互技術9.3 OpenGL程序設計9.3.1 鍵盤子程序9.3.2 鼠標器子程序9.3.3 選單9.3.4 繪制多邊形9.3.5 創(chuàng)建旋轉體習題第10章 參數(shù)式幾何模型10.1 插值樣條10.1.1 普通立方樣條10.1.2 Hermite插值10.1.3 控制切線向量10.2 Bézier曲線和曲面10.2.1 Bézier曲線10.2.2 Bézier曲面10.3 B-樣條10.3.1 均勻B-樣條10.3.2 開放型B-樣條10.3.3 非均勻B-樣條10.3.4 多重控制點10.3.5 B-樣條曲面10.4 有理B-樣條與NURBS10.5 OpenGL程序設計10.5.1 Bézier曲線10.5.2 Bézier曲面10.5.3 B-樣條子程序習題第11章 OpenGL拾遺11.1 錯誤處理11.2 查詢子程序11.3 位圖與像素操作11.3.1 位圖11.3.2 讀寫像素11.3.3 邏輯操作11.4 GLU二次曲面11.5 紋理映射11.5.1 概念與公式11.5.2 OpenGL實現(xiàn)方式11.5.3 參數(shù)曲面的紋理坐標11.6 測深處理11.7 掩模緩沖器11.8 累加緩沖器習題第12章 其他圖形實現(xiàn)技術12.1 光線跟蹤12.1.1 針孔相機12.1.2 遞歸光線跟蹤12.1.3 光線的參數(shù)式向量表示12.1.4 光線與曲面求交12.1.5 加速技術12.1.6 反走樣12.1.7 實體紋理12.1.8 其他視覺效果12.2 能量輻射法12.2.1 基本公式12.2.2 形狀因數(shù)12.2.3 漸進優(yōu)化12.3 成圖方程習題附錄1 OpenGL函數(shù)附錄2 向量附錄3 矩陣附錄4 習題解答英漢術語對照

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