计算机图形学基础

第一章 绪论

1. 1 计算机图形学

1. 2 计算机图形学的应用领域

1. 2. 1 计算机辅助设计与制造(CAD／CAM)

1. 2. 2 动画

1. 2. 3 艺术

1. 2. 4 科学计算可视化

1. 2. 5 图形显示和绘制

1. 2. 6 计算机辅助教学(CAI)

习题

第二章 计算机图形系统

2. 1 系统的构成

2. 2 常用图形输入设备

2. 2. 1 鼠标器

2. 2. 2 数字化仪

2. 2. 3 图形扫描仪

2. 3 常用图形输出设备

2. 3. 1 图形显示器

2. 3. 2 绘图仪

2. 3. 3 激光打印机

2. 3. 4 喷墨打印机

习题

第三章 计算机图形学的基本算法

3. 1 直线的扫描转换

3. 2 圆的生成

3. 2. 1 正多边形逼近算法

3. 2. 2 Bresenham算法

3. 3 多边形填充

3. 3. 1 多边形的扫描转找

3. 3. 2 边标志填充算法

3. 3. 3 种子填充算法

习题

第四章 裁剪与变换

4. 1 二维坐标系统

4. 1. 1 世界坐标系

4. 1. 2 设备坐标系

4. 1. 3 规格化设备坐标系

4. 2 窗口一视区的变换

4. 3 二维图形的裁剪

4. 3. 1 点的裁剪

4. 3. 2 直线的裁剪

4. 3. 3 多边形的裁剪

4. 4 二维图形的几何变换

4. 4. 1 图形的变换方法

4. 4. 2 二维图形的基本变换

4. 4. 3 组合变换

4. 5 三维形体的几何变换

4. 5. 1 比例变换

4. 5. 2 平移变换

4. 5. 3 对称变换

4. 5. 4 错切变换

4. 5. 5 旋转变换

4. 5. 6 组合变换

4. 6 投影变换

4. 6. 1 投影的概念

4. 6. 2 三视图的变换矩阵

4. 6. 3 轴测投影的变换矩阵

4. 6. 4 透视投影的变换矩阵

4. 7 三维形体的观察流水线

4. 7. 1 PHIGS坐标系统和坐标变换

4. 7. 2 观察方向变换

4. 7. 3 观察映射变换

习题

第五章 曲线曲面

5. 1 曲线. 曲面参数表示的基础知识

5. 1. 1 矢量

5. 1. 2 曲线与曲面的参数表示

5. 1. 3 插值. 逼近. 拟合与光顺

5. 1. 4 曲线的参数连续性和几何连续性

5. 2 参数三次样条曲线

5. 2. 1 参数三次样条曲线的力学背景

5. 2. 2 三次曲线方程

5. 2. 3 三切矢方程

5. 2. 4 边界条件

5. 2. 5 计算插值

5. 3 贝齐尔曲线

5. 3. 1 贝齐尔曲线的表示式

5. 3. 2 贝齐尔曲线的性质

5. 3. 3 贝齐尔曲线的线性运算

5. 3. 4 贝齐尔曲线的分割

5. 3. 5 贝齐尔曲线的拼接

5. 4 B样条曲线

5. 4. 1 基本概念

5. 4. 2 各种类型的B样条曲线

5. 4. 3 计算B样条曲线上点的德布尔算法

5. 4. 4 B样条曲线转换为分段贝齐尔曲线的算法

5. 4. 5 B样条曲线的反算

5. 5 贝齐尔曲面

5. 5. 1 定义贝齐尔曲面的张量积方法

5. 5. 2 贝齐尔曲面的性质

5. 5. 3 贝齐尔曲面的拼接

5. 5. 4 贝齐尔曲面的片分割与三角化

5. 6 B样条曲面

5. 6. 1 B样条曲面及其性质

5. 6. 2 B样条曲面的正算

5. 6. 3 B样条曲面的反算

习题

第六章 图形的数据结构

6. 1 概述

6. 2 构成图形的几何信息和拓扑信息

6. 2. 1 几何元素的定义

6. 2. 2 平面立体的拓扑关系

6. 3 形体的三种模型

6, 3. 1 线框模型

6. 3. 2 表面模型

6. 3. 3 实体模型

6. 4 线性表

6. 4. 1 线性表的逻辑结构及插入和删除

6. 4. 2 线性表的顺序存储结构

6. 4. 3 数组

6. 5 矩阵压缩存储

6. 5. 1 特殊矩阵的存储

6. 5. 2 稀疏矩阵的存储及其乘法

6. 6 线性表的链式存储结构

6. 6. 1 线性链表

6. 6. 2 循环链表

6. 6. 3 双向链表

6. 7 排序

6. 7. 1 概述

6. 7. 2 起泡排序

6. 7. 3 选择排序法

6. 7. 4 插入排序法

习题

第七章 隐藏面. 线的消除

7. 1 概述

7. 2 消隐算法常用的几种几何计算方法

7. 2. 1 两直线段的交点

7. 2. 2 平面多边形的外法矢量

7. 2. 3 包含性检验

7. 2. 4 包围盒检验

7. 2. 5 交矩形检验

7. 2. 6 深度检验

7. 2. 7 平面和棱边的分类

7. 3 凸多面体的消隐

7. 4 任意平面立体的隐藏线消除

7. 4. 1 算法的基本思路

7. 4. 2 剔除朝后面和建立潜在可见面表

7. 4. 3 建立潜在可见棱边表

7. 4. 4 求每条潜在可见棱边与各个朝前面的隐藏关系

7. 5 深度(z)缓冲器算法

7. 6 扫描线深度缓冲器算法

习题

第八章 真实感图形的显示

8. 1 基本光照模型

8. 2 颜色

8. 3 法线矢量的计算

8. 4 镜面反射光线矢量的计算

8. 5 多边形的明暗处理

8. 5. 1 兰伯特明暗处理法

8. 5. 2 古兰德明暗处理法

8. 5. 3 冯氏明暗处理法

习题

参考文献