第1章概述

1.1計算機圖形學的概念與研究內容

1.1.1什麼是計算機圖形學

1.1.2圖像處理、模式識別與計算機圖形學

1.1.3計算機繪圖與CAD/CAM技術的關繫

1.1.4計算機圖形學研究的內容及當前的熱點課題

1.2計算機圖形學發展概況

1.3計算機圖形學特點和應用

1.3.1計算機圖形學的特點

1.3.2計算機圖形學的應用領域

1.4計算機圖形生成和輸出的流水線

1.4.1圖形生成和輸出的流水線概述

1.4.2基本圖形的點陣轉換

1.4.3區域填充

1.4.4圖形變換

1.4.5圖形裁剪

1.4.6三維圖形生成和輸出的流水線(真實感圖像的繪制)

習題

第2章計算機圖形繫統

2.1計算機圖形繫統的組成

2.1.1圖形繫統的結構

2.1.2圖形繫統的基本功能及其硬件性能要求

2.1.3圖形繫統分類及硬件工作平臺

2.2計算機圖形顯示器

2.2.1CRT顯示器

2.2.2液晶顯示器

2.2.3等離子顯示器

2.2.4其他類型的顯示器

2.3計算機圖形輸入/輸出設備

2.3.1計算機圖形輸入設備

2.3.2計算機圖形輸出設備

2.4通用圖形軟件簡介

2.4.1通用圖形軟件的分類

2.4.2典型圖形軟件及圖形庫一覽

2.4.3主流圖形接口及軟件簡介

習題

第3章C語言圖形程序設計基礎

3.1屏幕設置

3.1.1屏幕顯示模式與坐標繫

3.1.2圖形驅動程序與圖形模式

3.1.3圖形繫統初始化和模式控制

3.1.4圖形坐標的設置

3.1.5屏幕窗口操作

3.2圖形顏色設置

3.2.1顏色的設置

3.2.2調色板

3.2.3獲取顏色信息

3.3線的特性設定和填充

3.3.1線的特性設定

3.3.2填充

3.4圖形模式下文本處理

3.4.1文本輸出函數

3.4.2輸出文本的設置

3.5圖形存取處理

3.5.1檢測所需內存

3.5.2把圖形存入內存

3.5.3從內存復制圖形到屏幕

3.6常用畫圖函數簡介

3.6.1直線類函數

3.6.2多邊形類函數

3.6.3圓弧類函數

3.6.4填充類函數

3.7繪圖程序實例

3.8C++語言環境下繪圖

3.8.1Borland C++開發圖形程序環境設置

3.8.2在VC++ 6.0中使用Borland的圖形程序包

習題

第4章二維圖形生成和變換技術

4.1基素

4.1.1點

4.1.2直線

4.1.3曲線

4.1.4區域填充

4.2直線段的生成

4.2.1逐點比較法

4.2.2數值微分法

4.2.3Bresenham法

4.3曲線的生成

4.3.1圓弧的生成

4.3.2橢圓的生成

4.3.3規則曲線的生成

4.3.4自由曲線的生成

4.4區域填充

4.4.1多邊形區域填充

4.4.2邊填充

4.4.3種子填充

4.5二維圖形變換

4.5.1二維圖形幾何變換的基本原理

4.5.2幾何變換的矩陣表示形式

4.5.3二維圖形齊次坐標矩陣變換

4.5.4組合變換

4.5.5二維圖形變換程序設計

4.6二維圖像裁剪

4.6.1窗口區和視圖區

4.6.2直線段裁剪

4.6.3多邊形裁剪

4.6.4其他類型圖形裁剪

4.6.5二維圖形裁剪程序設計

4.7反走樣技術

4.7.1走樣和反走樣的定義

4.7.2超采樣

4.7.3區域采樣

習題

第5章三維圖形生成和變換技術

5.1三維圖形的概念

5.2自由曲面的生成

5.2.1空間曲面的參數表示

5.2.2Bezier(貝塞爾)曲面

5.2.3B樣條曲面

5.2.4Coons(孔斯)曲面

5.2.5NURBS(非均勻有理B樣條)曲面

5.3三維圖形變換

5.3.1三維圖形幾何變換

5.3.2三維圖形平行投影變換

5.3.3三維圖形透視投影變換

5.4三維圖形裁剪和消隱技術

5.4.1三維圖形的裁剪

5.4.2三維圖形消隱

習題

第6章真實感圖形生成技術

6.1概述

6.2簡單光照模型

6.2.1環境反射光

6.2.2漫反射光

6.2.3鏡面反射光

6.2.4Phong光照模型

6.3明暗處理方法

6.3.1哥羅德(Gouraud)強度插值法

6.3.2Phong(馮)法向插值方法

6.4陰影生成方法

6.4.1自身陰影生成方法

6.4.2投射陰影生成方法

6.5整體光照模型

6.5.1透明性的簡單模型

6.5.2整體光照模型

6.5.3光線跟蹤算法

6.5.4輻射度算法

6.6紋理處理方法

6.6.1紋理映射

6.6.2擾動映射

6.7圖形顏色和顏色模型

6.7.1顏色的性質

6.7.2CIE色度圖

6.7.3顏色模型

6.8真實感圖形技術的實現

6.8.1定義

6.8.2定義

6.8.3定義

6.8.4定義

6.8.5繪制模擬光源

習題

第7章幾何造型簡介

7.1概述

7.2幾何造型繫統的三種模型

7.2.1線框模型

7.2.2表面模型

7.2.3實體模型

7.3實體模型的構造

7.3.1概述

7.3.2邊界表示法

7.3.3構造實體幾何法

7.3.4掃描法

7.3.5分解表示法

習題

第8章計算機動畫技術

8.1計算機動畫概述

8.1.1計算機動畫歷史與現狀

8.1.2傳統動畫和計算機動畫

8.1.3計算機動畫的研究內容

8.1.4計算機動畫的應用

8.2計算機動畫的分類和原理

8.2.1計算機動畫的分類

8.2.2計算機動畫原理

8.3計算機動畫的關鍵技術

8.3.1旋數表示

8.3.2踫撞檢測技術

8.3.3運動捕捉技術

習題

第9章計算機動畫實踐

9.1計算機動畫編程

9.1.1Turbo C動畫編程

9.1.2基於OpenGL的Visual C++動畫編程

9.1.3基於OGRE的Visual C++動畫編程

9.2計算機動畫軟件

9.2.1二維動畫軟件

9.2.2三維動畫軟件

9.33ds Max動畫制作

9.3.1軟件環境簡介

9.3.2剛體動畫實例

9.3.3軟體動畫實例

9.3.4骨骼動畫實例

習題

第10章虛擬現實技術及VRML語言

10.1虛擬現實技術概述

10.1.1虛擬現實技術的基本概念

10.1.2虛擬現實技術的特征與分類

10.1.3虛擬現實技術的發展

10.1.4幾個典型的虛擬現實應用

10.2虛擬現實繫統工具

10.2.1虛擬現實設備

10.2.2主流的虛擬現實引擎

10.2.3虛擬現實的軟件開發工具

10.3虛擬現實建模及語言

10.3.1虛擬現實建模技術

10.3.2虛擬現實建模語言

10.3.3分布式虛擬現實繫統

10.4基於VRML語言的虛擬現實場景實例

10.4.1南京郵電大學校園導遊繫統

10.4.2分布式虛擬坦克戰場

習題

第11章OpenGL圖形編程基礎

11.1OPENGL簡介

11.1.1OPENGL的基本概念

11.1.2OpenGL函數庫的導入

11.2繪制二維圖形

11.3繪制三維圖形

附錄A實驗

實驗1編程實現“自行車行駛動畫”

實驗2自由設計“美術圖案”

實驗3編程生成“三次貝塞爾曲線”

實驗4編程實現“多邊形掃描線種子填充算法”

實驗5編程生成“雙三次Bezier曲面”

實驗6編程實現“三維圖形的幾何變換”

實驗7編程實現“三維圖形的消隱”

實驗8編程實現“光線跟蹤算法”

實驗9編程實現“基於OpenGL圖形庫的三維動畫”

實驗10制作基於3ds Max的三維動畫

實驗11實現“顏色隨機變換的旋轉十字架”虛擬現實場景

實驗12設計與實現“校園導航繫統”360

附錄B標準顯示模式及擴充VGA顯示模式

參考文獻