了得網研究生_計算機圖形學實用教程(第3版)(工業和信息化部“十二五”規劃教材

編輯推薦

1.工業和信息化部十二五規劃教材以及黑龍江省省級精品課程配套教材。

2.本書側重於圖形學**的和常用的計算機圖形學實用技術。

3.實驗內容設計符合課程特點，強調學習、研究和實踐的**結合。

內容簡介

本書是《計算機圖形學實用教程》的第3版，是工業和信息化部十二五規劃教材及黑龍江省省級精品課程配套教材。

全書由12章組成，內容主要包括緒論、交互式計算機圖形處理繫統、基本圖形生成算法、自由曲線和曲面、圖形變換與裁剪、實體幾何造型基礎、自然景物模擬與分形藝術、真實感圖形顯示、顏色科學基礎及其應用、計算機動畫、基於圖像的三維重建、虛擬現實技術及其應用實例等。

本書內容豐富，可作為本科生或研究生計算機圖形學課程的教學用書或學生自學的參考書。本書還將為任課教師免費提供電子課件和書中部分算法的源程序（可按前言提供的聯繫方式索取）。

第1章  緒論
  1.1  計算機圖形學的研究內容及其與相關學科的關繫
    1.1.1  什麼是計算機圖形學
    1.1.2  計算機圖形學的研究內容
    1.1.3  計算機圖形學與其他相關學科的關繫
  1.2  計算機圖形學的發展與應用
    1.2.1  計算機圖形學的發展簡史和發展方向
    1.2.2  計算機圖形學的應用領域
  1.3  本章小結
  習題1
第2章  交互式計算機圖形處理繫統
  2.1  交互式計算機圖形繫統的組成
  2.2  圖形輸入設備
    2.2.1  一般輸入設備
    2.2.2  圖形輸入設備
    2.2.3  D圖形輸入設備
  2.3  視頻顯示設備
    2.3.1  光柵掃描顯示器
    2.3.2  光柵掃描顯示繫統
    2.3.3  CRT顯示器的現在與未來
    2.3.4  平板顯示器
    2.3.5  三維立體顯示技術
    2.3.6  新一代顯示器
  2.4  圖形繪制設備
    2.4.1  繪圖儀
    2.4.2  打印機
    2.4.3  D打印機
  2.5  虛擬現實中的動態交互感知設備
  2.6  OpenGL圖形標準
    2.6.1  OpenGL簡介
    2.6.2  OpenGL的主要特點和功能
    2.6.3  OpenGL的工作流程
    2.6.4  OpenGL開發庫的基本組成
    2.6.5  如何在Visual  C++環境中使用OpenGL庫函數
  2.7  本章小結
  習題2
第3章  基本圖形生成算法
  3.1  直線的掃描轉換
    3.1.1  光柵圖形中點的表示
    3.1.2  繪制直線的要求
    3.1.3  數值微分畫線法
    3.1.4  中點畫線法
    3.1.5  Bresenham畫線算法
  3.2  圓和圓弧的掃描轉換
    3.2.1  圓的特性
    3.2.2  數值微分畫圓法
    3.2.3  中點畫圓法
    3.2.4  Bresenham畫圓算法
    3.2.5  多邊形逼近畫圓法
  3.3  線寬與線型的處理
    3.3.1  線寬的處理
    3.3.2  線型的處理
  3.4  實區域填充算法
    3.4.1  實區域填充算法的基本思路
    3.4.2  一般多邊形的填充過程及其存在的問題
    3.4.3  有序邊表算法
    3.4.4  邊填充算法
    3.4.5  簡單的種子填充算法
    3.4.6  掃描線種子填充算法
  3.5  圖形反走樣技術
    3.5.1  光柵圖形的走樣現像及其原因
    3.5.2  常用反走樣技術
    3.5.3  Bresenham  區域反走樣算法
  3.6  本章小結
  習題3
第4章  自由曲線和曲面
  4.1  計算機輔助幾何設計概述
    4.1.1  CAGD的研究內容
    4.1.2  對形狀數學描述的要求
    4.1.3  自由型曲線和曲面的一般設計過程和數學表示
    4.1.4  自由曲線曲面的發展歷程
  4.2  參數樣條曲線
    4.2.1  線性插值與拋物線插值
    4.2.2  參數樣條曲線與樣條插值
  4.3  Bézier曲線
    4.3.1  Bézier曲線的數學表示
    4.3.2  Bézier曲線的性質
    4.3.3  常用的Bézier曲線
    4.3.4  Bézier曲線的拼接
    4.3.5  de  Casteljau遞推算法
    4.3.6  反求Bézier曲線控制點
    4.3.7  有理Bézier曲線
  4.4  B樣條曲線
    4.4.1  問題的提出
    4.4.2  B樣條曲線的數學表示
    4.4.3  二次B樣條曲線
    4.4.4  三次B樣條曲線
    4.4.5  B樣條曲線的幾種特殊情況
    4.4.6  反求B樣條曲線控制頂點
    4.4.7  均勻B樣條、準均勻B樣條與非均勻B樣條
    4.4.8  B樣條曲線的離散生成——deBoor分割算法
    4.4.9  非均勻有理B樣條(NURBS)曲線
  4.5  自由曲面
    4.5.1  參數多項式曲面
    4.5.2  Coons曲面
    4.5.3  Bézier曲面
    4.5.4  B樣條曲面
  4.6  本章小結
  習題4
第5章  圖形變換與裁剪
  5.1  窗口視圖變換
  5.2  二維圖形幾何變換
    5.2.1  二維圖形幾何變換原理
    5.2.2  齊次坐標技術
    5.2.3  二維組合變換
  5.3  三維圖形幾何變換
    5.3.1  三維空間坐標繫
    5.3.2  三維圖形幾何變換
    5.3.3  三維圖形的組合變換
  5.4  投影變換
    5.4.1  投影變換的分類
    5.4.2  平行投影
    5.4.3  透視投影
  5.5  二維線段裁剪
    5.5.1  矩形窗口裁剪算法
    5.5.2  圓形窗口裁剪算法
    5.5.3  多邊形窗口裁剪算法
  5.6  多邊形的裁剪
    5.6.1  Sutherland-Hodgman算法
    5.6.2  Weiler-Atherton算法
  5.7  三維線段裁剪
    5.7.1  平行投影中的三維裁剪
    5.7.2  透視投影中的三維裁剪
  5.8  本章小結
  習題5
第6章  實體幾何造型基礎
  6.1  多面體模型和曲面模型
    6.1.1  多面體模型
    6.1.2  曲面模型
  6.2  線框模型、表面模型和實體模型
  6.3  實體幾何造型繫統的發展
  6.4  實體的定義與運算
    6.4.1  實體的定義
    6.4.2  歐拉公式與歐拉運算
    6.4.3  實體的正則集合運算
  6.5  實體的表示方法
    6.5.1  實體的邊界表示
    6.5.2  實體的分解表示
    6.5.3  實體的構造實體幾何表示
    6.5.4  實體的掃描表示
    6.5.5  球表示
  6.6  本章小結
  習題6
第7章  自然景物模擬與分形藝術
  7.1  分形幾何的基礎知識
    7.1.1  分形幾何學的產生
    7.1.2  分形維數與分形幾何
    7.1.3  什麼是分形
  7.2  分形圖形的生成方法
    7.2.1  隨機插值模型
    7.2.2  迭代函數繫統
    7.2.3  L繫統
    7.2.4  粒子繫統
  7.3  Julia集與Mandelbrot集
    7.3.1  概述
    7.3.2  Julia集與Mandelbrot集
    7.3.3  廣義Julia集與Mandelbrot集
  7.4  復平面域的Newton-Raphson方法
    7.4.1  概述
    7.4.2  改進的Newton-Raphson方法生成分形藝術圖形
  7.5  自然景物模擬實例
    7.5.1  分形山模擬實例
    7.5.2  植物形態模擬實例
    7.5.3  雨雪現像的模擬實例
    7.5.4  液態流體模擬實例
    7.5.5  氣態流體模擬實例
  7.6  本章小結
  習題7
第8章  真實感圖形顯示
  8.1  三維圖形顯示的基本流程
  8.2  取景變換
  8.3  隱藏面的消除
    8.3.1  背面剔除算法
    8.3.2  畫家算法
    8.3.3  Weiler-Atherton算法
    8.3.4  BSP樹算法
    8.3.5  深度緩衝器算法
    8.3.6  掃描線Z緩衝器算法
    8.3.7  區間掃描線算法
    8.3.8  Warnock算法
    8.3.9  光線投射算法
  8.4  陰影生成
  8.5  基本光照模型
    8.5.1  環境光模型
    8.5.2  Lambert漫反射模型
    8.5.3  鏡面反射和Phong模型
    8.5.4  簡單的透明模型
  8.6  整體光照模型
  8.7  多邊形表示的明暗處理
    8.7.1  Gouraud明暗處理
    8.7.2  Phong明暗處理
  8.8  半色調技術
    8.8.1  法
    8.8.2  抖動技術
  8.9  光線跟蹤技術
    8.9.1  光線跟蹤的基本原理
    8.9.2  光線跟蹤的求交計算
  8.10  紋理細節模擬
    8.10.1  紋理分類
    8.10.2  顏色紋理
    8.10.3  幾何紋理
    8.10.4  過程紋理
  8.11  本章小結
  習題8
第9章  顏色科學基礎及其應用
  9.1  顏色的基本知識
    9.1.1  顏色的基本概念
    9.1.2  視覺現像
    9.1.3  顏色視覺的機理
  9.2  常用的顏色空間
    9.2.1  與圖形處理相關的顏色空間
    9.2.2  與設備無關的顏色空間
    9.2.3  電視繫統顏色空間
  9.3  色彩設計
    9.3.1  色彩的情感
    9.3.2  面向色彩設計的HSV顏色模型
    9.3.3  HSV與RGB的相互轉換及其應用
    9.3.4  數字圖像顏色類型
  9.4  顏色再現與色彩管理
    9.4.1  顏色再現的目標
    9.4.2  顏色再現的科學性與藝術性
    9.4.3  顏色再現質量的評價
    9.4.4  為什麼要進行色彩管理
    9.4.5  基於ICC標準的色彩管理
    9.4.6  色彩管理繫統分類
  9.5  基於ICC  Profile的色彩管理
    9.5.1  ICC  Profile的類型及文件結構
    9.5.2  基於ICC  Profile的顏色空間變換
    9.5.3  ICC  Profile的局限性
  9.6  色彩匹配
    9.6.1  彩色噴墨打印機工作原理
    9.6.2  影響色彩匹配質量的因素分析
    9.6.3  色彩匹配的難點
    9.6.4  常用的色彩匹配方法
  9.7  黑色生成與灰度平衡
  9.8  本章小結
  習題9
第10章  計算機動畫
  10.1  動畫技術的起源、發展與應用
    10.1.1  動畫技術的起源與發展
    10.1.2  計算機動畫的應用
    10.1.3  計算機動畫的未來
  10.2  傳統動畫
    10.2.1  什麼是動畫
    10.2.2  傳統動畫片的制作過程
    10.2.3  動作特效與畫面切換方式
  10.3  計算機動畫
    10.3.1  計算機在動畫中所起的作用
    10.3.2  計算機動畫繫統的分類
    10.3.3  計算機輔助二維動畫
    10.3.4  計算機輔助三維動畫
    10.3.5  實時動畫和逐幀動畫
  10.4  計算機動畫中的常用技術
    10.4.1  關鍵幀技術
    10.4.2  樣條驅動技術
    10.4.3  Morphing和FFD變形技術
    10.4.4  運動捕獲技術
    10.4.5  其他動畫技術
  10.5  動畫文件格式
    10.5.1  GIF格式
    10.5.2  FLI/FLC格式
    10.5.3  SWF格式
    10.5.4  AVI格式
    10.5.5  MOV格式
  10.6  計算機上的二維動畫軟件簡介
  10.7  常用的三維動畫軟件簡介
    10.7.1  3D  Studio與3ds  Max
    10.7.2  Softimage  3D
    10.7.3  Maya  3D
    10.7.4  LIGHTWAVE  3D
  10.8  本章小結
  習題10
第11章  基於圖像的三維重建
  11.1  基於圖像的三維重建技術簡介
    11.1.1  明暗恢復形狀法
    11.1.2  紋理恢復形狀法
    11.1.3  光度立體學方法
    11.1.4  運動圖像序列法
    11.1.5  立體視覺法
    11.1.6  各種三維重建方法的比較
  11.2  基於圖像三維重建的基本步驟
  11.3  圖像采集及攝像機定標
    11.3.1  圖像采集
    11.3.2  圖像預處理
    11.3.3  攝像機定標
  11.4  特征提取與匹配
    11.4.1  特征提取
    11.4.2  特征匹配
  11.5  重建三維輪廓
  11.6  恢復模型的視覺外觀
  11.7  本章小結
  習題11
第12章  虛擬現實技術及其應用實例
  12.1  虛擬人體及其運動仿真
    12.1.1  虛擬人幾何建模
    12.1.2  虛擬人運動控制
  12.2  虛擬戰場建模與仿真
    12.2.1  虛擬戰場環境的構成
    12.2.2  地形模型的建立
    12.2.3  虛擬兵力建模
    12.2.4  戰場特效建模
    12.2.5  戰場仿真繫統
  12.3  虛擬機器人仿真
    12.3.1  人在回路中的仿真繫統
    12.3.2  空間機器人建模
    12.3.3  遙控操作仿真繫統
  12.4  本章小結
  習題12
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