計算機圖形學(xué)

前言

　　計算機圖形學(xué)是隨著計算機技術(shù)在圖形處理領(lǐng)域中的應(yīng)用而發(fā)展起來的新興學(xué)科，主要研究用計算機及其圖形設(shè)備對圖形進行數(shù)學(xué)模型化生成、表示和變換及其輸入／輸出的原理和算法。　　計算機圖形技術(shù)已滲透到各行各業(yè)，在經(jīng)濟建設(shè)的各個領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越大的作用。計算機圖形技術(shù)也受到越來越多的工程技術(shù)人員和科技工作者的關(guān)注。因此，我國眾多高等院校各類專業(yè)均開設(shè)了“計算機圖形學(xué)”課程。作者長期從事計算機輔助幾何設(shè)計、計算機圖形學(xué)的研究和教學(xué)工作，并編寫了講義。本書就是在原講義的基礎(chǔ)上，根據(jù)計算機圖形學(xué)的發(fā)展，總結(jié)教學(xué)實踐和研究經(jīng)驗，并參考國內(nèi)外最新版本的資料編寫而成的。本書每章后面都附有適量的練習(xí)題，以幫助讀者在學(xué)習(xí)過程中鞏固所學(xué)內(nèi)容。　　與很多同類書籍比較，本書具有如下特點：　　（1）突出原理，減少不必要的內(nèi)容。目前的計算機圖形學(xué)書籍大多附有直接與圖形輸入／輸出有關(guān)的設(shè)備原理的簡單介紹，如對顯示器、繪圖儀以及現(xiàn)在日漸普及的掃描儀、數(shù)字照相機等的介紹。隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展和快速普及，計算機圖形輸入／輸出設(shè)備的種類越來越多，功能越來越復(fù)雜，但也越來越完善，因此其使用也越來越簡單、方便。作為一本講述計算機圖形學(xué)原理的書，沒有必要，也不可能對其一一介紹?；谶@一考慮，本書略去了同類書籍中介紹計算機圖形輸入／輸出設(shè)備的內(nèi)容，代之以對計算機圖形中點陣圖形和向量圖形構(gòu)成方式的介紹，以便讓讀者了解計算機是如何理解圖形的，以及與人對圖形的理解的差異，幫助讀者更好地了解計算機圖形學(xué)的理論和方法。對于想了解圖形設(shè)備原理及使用方法的讀者，可參閱相關(guān)的專業(yè)書籍和設(shè)備使用手冊。　?。?）根據(jù)計算機圖形學(xué)的特點進行描述。人對物體圖形的觀察直接依賴于對物體的實物或相應(yīng)模型給出的幾何外形的觀察，而計算機則不然。計算機本質(zhì)上處理的是數(shù)據(jù)符號，它處理圖形、圖像信息也是如此，只不過是利用計算機強大的數(shù)據(jù)處理能力及圖形輸入／輸出設(shè)備，把抽象的數(shù)據(jù)符號信息轉(zhuǎn)換成人們更容易接受的圖形、圖像信息而已?？傊?，計算機處理圖形、圖像時離不開圖形、圖像信息的數(shù)據(jù)化。圖形、圖像信息的數(shù)據(jù)化依賴于物體建立在坐標(biāo)系基礎(chǔ)上的數(shù)學(xué)模型（如物體幾何形態(tài)的數(shù)學(xué)描述，也就是表現(xiàn)物體幾何形態(tài)的曲線、曲面），依賴于相關(guān)的數(shù)學(xué)理論。

內(nèi)容概要

本書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，并介紹了現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的圖形交互技術(shù)與以此為基礎(chǔ)的用戶界面設(shè)計方法，還從幾何直觀入手導(dǎo)入了計算機圖形學(xué)中的曲線、曲面設(shè)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(shù)以及計算機動畫技術(shù)。     本書是在作者教學(xué)講義的基礎(chǔ)上參考國內(nèi)外的相關(guān)教材編寫的，每章后面都附有適量的練習(xí)題，可幫助讀者在學(xué)習(xí)中鞏固各章節(jié)的內(nèi)容。     對本書相關(guān)章節(jié)作適當(dāng)取舍后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(shù)感興趣者自學(xué)。

書籍目錄

第1章  計算機圖形學(xué)介紹    1.1  計算機圖形學(xué)的發(fā)展    1.2  計算機圖形學(xué)的應(yīng)用  第2章  計算機圖形的構(gòu)成及其表示    2.1  點陣圖形及其表示    2.2  點陣圖形及相應(yīng)文件的構(gòu)成    2.3  向量圖形及其表示    2.4  點陣圖形和向量圖形的特點  習(xí)題  第3章  點陣圖形的基本算法    3.1  基本圖形的點陣轉(zhuǎn)換    3.2  直線點陣轉(zhuǎn)換算法    3.3  圓的點陣圖形掃描轉(zhuǎn)換算法    3.4  橢圓點陣圖形掃描轉(zhuǎn)換算法    3.5  多項式曲線的算法    習(xí)題  第4章  區(qū)域填充  4.1  區(qū)域的連通方式和分類  4.2  區(qū)域逐點遞歸填充算法  4.3  區(qū)域掃描線遞歸填充算法    4.4  多邊形區(qū)域填充算法    4.5  圖案填充  4.6  有寬度和線型的線條    習(xí)題  第5章  圖形變換  5.1  二維圖形的基本變換  5.2  齊次坐標(biāo)與基本變換的矩陣表示    5.3  其它常用的基本變換及其矩陣表示  5.4  窗口間的視見變換  5.5  三維圖形的變換    5.6  三維投影變換  5.7  三維變換矩陣性質(zhì)    5.8  三維觀察窗口及可視變換    習(xí)題  第6章  圖形裁剪    6.1  二維裁剪概念    6.2  直線段的裁剪算法  6.3  凸多邊形內(nèi)直線段的裁剪算法    6.4  多邊形逐邊裁剪法    6.5  多邊形窗口的雙邊裁剪法    6.6  文本裁剪    6.7  三維裁剪    習(xí)題第7章  圖形交互技術(shù)和用戶界面設(shè)計  7.1  邏輯輸入設(shè)備    7.2  邏輯設(shè)備輸入模式    7.3  交互式圖形設(shè)計方法    7.4  交互設(shè)計技術(shù)圖形用戶界面    習(xí)題  第8章  計算機圖形中曲線的設(shè)計理論    8.1  與曲線、曲面有關(guān)的基本概念  8.2  折線段曲線    8.3  參數(shù)三次曲線    8.4  參數(shù)曲線的幾何性質(zhì)    8.5  Bézier曲線    8.6  B-樣條曲線    8.7  非均勻有理B-樣條曲線    習(xí)題  第9章  計算機圖形中曲面的設(shè)計理論    9.1  插值邊界線的孔斯曲面    ……第10章  計算機圖形學(xué)的幾何造型技術(shù)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(shè)計  第13章  計算機圖形動畫設(shè)計    參考文獻(xiàn)

圖書封面

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