計算機圖形學

第1章 緒論
1.1 概述
1.2 計算機圖形學的發(fā)展歷史
1.2.1 計算機圖形學的硬件發(fā)展
1.2.2 計算機圖形學的軟件發(fā)展及軟件標準的形成
1.3 計算機圖形學的應(yīng)用領(lǐng)域
1.3.1 計算機輔助設(shè)計與制造（CAD／CAM)
1.3.2 動畫
1.3.3 藝術(shù)
1.3.4 科學計算可視化
1.3.5 虛擬現(xiàn)實
1.3.6 圖形顯示和繪制
1.3.7 計算機輔助教學
1.4 計算機圖形學與相關(guān)學科的關(guān)系
作業(yè)題
第2章 計算機圖形系統(tǒng)
2.1 系統(tǒng)的構(gòu)成
2.2 常用圖形輸入設(shè)備
2.2.1 鼠標器
2.2.2 數(shù)字化儀
2.2.3 圖形掃描儀
2.3 常用圖形輸出設(shè)備
2.3.1 圖形顯示器
2.3.2 繪圖儀和打印機
2.4 計算機圖形標準
2.4.1 計算機圖形核心系統(tǒng)
2.4.2 程序員層次交互式圖形系統(tǒng)
2.4.3 計算機圖形接口
2.4.4 計算機圖形元文件
2.4.5 OpenGL圖形標準
2.4.6 基本圖形轉(zhuǎn)換規(guī)范
2.4.7 產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)范
2.5 基于Visual C++的圖形程序開發(fā)方法
2.5.1 圖形編程基礎(chǔ)
2.5.2 CDC類常用成員函數(shù)
2.5.3 與設(shè)備環(huán)境有關(guān)的常用函數(shù)
2.5.4 繪制圖形示例
2.6 OpenGL程序設(shè)計基礎(chǔ)
2.6.1 OpenGL的繪圖原理
2.6.2 OpenGL常用基本函數(shù)一覽
作業(yè)題
第3章 計算機圖形學的基本算法
3.1 直線的掃描轉(zhuǎn)換
3.2 圓的生成
3.2.1 正多邊形逼近算法
3.2.2 Bresenham算法
3.3 多邊形填充
3.3.1 多邊形的掃描轉(zhuǎn)換
3.3.2 單向鏈表
3.3.3 邊標志填充算法
3.3.4 種子填充算法
作業(yè)題
第4章 裁剪與變換
4.1 二維坐標系統(tǒng)
4.1.1 世界坐標系
4.1.2 設(shè)備坐標系
4.1.3 規(guī)格化設(shè)備坐標系
4.2 窗口-視區(qū)的變換
4.3 二維圖形的裁剪
4.3.1 點的裁剪
4.3.2 直線的裁剪
4.3.3 多邊形的裁剪
4.4 二維圖形的幾何變換
4.4.1 圖形的變換方法
4.4.2 二維圖形的基本變換
4.4.3 組合變換
4.5 三維形體的幾何變換
4.5.1 比例變換
4.5.2 平移變換
4.5.3 對稱變換
4.5.4 錯切變換
4.5.5 旋轉(zhuǎn)變換
4.5.6 組合變換
4.6 投影變換
4.6.1 投影的概念
4.6.2 三視圖的變換矩陣
4.6.3 軸測投影的變換矩陣
4.6.4 透視投影的變換矩陣
4.7 三維形體的觀察流水線
4.7.1 PHIGS坐標系統(tǒng)和坐標變換
4.7.2 觀察方向變換
4.7.3 觀察映射變換
作業(yè)題
第5章 曲線和曲面
5.1 曲線、曲面參數(shù)表示的基礎(chǔ)知識
5.1.1 矢量
5.1.2 曲線與曲面的參數(shù)表示
5.1.3 插值、逼近、擬合與光順
5.1.4 幾何不變性
5.1.5 曲線的參數(shù)連續(xù)性和幾何連續(xù)性
5.1.6 多項式基函數(shù)
5.1.7 數(shù)據(jù)點的參數(shù)化
5.2 參數(shù)三次樣條曲線
5.2.1 參數(shù)三次樣條曲線的力學背景
5.2.2 三次曲線方程
5.2.3 C分段的三次埃米爾特插值曲線
5.2.4 參數(shù)三次樣條曲線
5.2.5 邊界條件
5.2.6 計算插值
5.3 貝齊爾曲線
5.3.1 貝齊爾曲線的表示式
5.3.2 貝齊爾曲線的性質(zhì)
5.3.3 貝齊爾曲線的線性運算
5.3.4 貝齊爾曲線的分割
5.4 B樣條曲線
5.4.1 基本概念
5.4.2 各種類型的B樣條曲線
5.4.3 計算B樣條曲線上點的德布爾算法
5.4.4 B樣條曲線轉(zhuǎn)換為分段貝齊爾曲線的算法
5.4.5 B樣條曲線的反算
5.5 NURBS曲線
5.5.1 NURBS方法的提出及其優(yōu)缺點
5.5.2 NURBS曲線的定義
5.5.3 權(quán)因子對NURBS曲線形狀的影響
5.6 貝齊爾曲面
5.6.1 定義貝齊爾曲面的張量積方法
5.6.2 貝齊爾曲面的性質(zhì)
5.6.3 貝齊爾曲面的片分割與三角化
5.7 B樣條曲面
5.7.1 B樣條曲面及其性質(zhì)
5.7.2 B樣條曲面的正算
5.7.3 B樣條曲面的反算
5.8 NURBS曲面
5.9 曲線、曲面的過渡與拼接
5.9.1 曲線、曲面過渡
5.9.2 曲線、曲面拼接
作業(yè)題
第6章 立體視技術(shù)
6.1 立體視的原理
6.2 立體視的因素
6.2.1 生理因素
6.2.2 心理因素
6.3 各種立體視技術(shù)
6.3.1 兩眼式
6.3.2 多眼式
6.3.3 超多眼式
6.3.4 深度信息表示方式
6.3.5 積分照相方式
6.3.6 全息方式
6.3.7 體積表示方式
6.4 立體視的變換
6.5 立體圖像的制作
6.5.1 繪制
6.5.2 3D-CG生成
6.5.3 攝影（像)
6.5.4 2D-3D變換
作業(yè)題
第7章 隱藏線和隱藏面的消除
7.1 概述
7.1.1 物體空間的消隱算法
7.1.2 圖像空間的消隱算法
7.2 形體的模型
7.2.1 線框模型
7.2.2 表面模型
7.2.3 實體模型
7.3 消隱算法常用的幾種幾何計算方法
7.3.1 兩直線段的交點
7.3.2 F面多邊形的外法矢量
7.3.3 包含性檢驗
7.3.4 包圍盒檢驗
7.3.5 交矩形檢驗
7.3.6 深度檢驗
7.3.7 平面和棱邊的分類
7.4 凸多面體的消隱
7.5 任意平面立體的隱藏線消除
7.5.1 算法的基本思路
7.5.2 剔除朝后面和建立潛在可見面表
7.5.3 建立潛在可見棱邊表
7.5.4 求每條潛在可見棱邊與各個朝前面的隱藏關(guān)系
7.6 深度緩沖器算法
7.7 掃描線深度緩沖器算法
7.7.1 數(shù)據(jù)準備
7.7.2 隱藏面的消除
作業(yè)題
第8章 真實感圖形的顯示
8.1 基本光照模型
8.2 顏色
8.3 法線矢量的計算
8.4 鏡面反射光線矢量的計算
8.5 多邊形的明暗處理
8.5.1 蘭伯特明暗處理法
8.5.2 古蘭德明暗處理法
8.5.3 馮氏明暗處理法
作業(yè)題
第9章 交互式繪圖技術(shù)
9.1 交互式繪圖概述
9.2 交互式輸入的基本模式
9.2.1 請求模式
9.2.2 取樣模式
9.2.3 事件模式
9.3 基本交互任務(wù)和交互式繪圖技術(shù)
9.3.1 定位交互任務(wù)
9.3.2 選擇交互任務(wù)
9.3.3 文本交互任務(wù)
9.3.4 定量交互任務(wù)
9.3.5 定向交互任務(wù)
9.3.6 定路徑交互任務(wù)
9.3.7 三維交互任務(wù)
9.3.8 組合交互任務(wù)
9.4 交互式繪圖系統(tǒng)的構(gòu)造
9.4.1 交互式繪圖系統(tǒng)
9.4.2 用戶接口及其組成
9.5 OpenGL對交互式繪圖的支持
9.5.1 物體的選擇
9.5.2 信息反饋
作業(yè)題
參考文獻