了得網研究生_計算機圖形學原理及應用

內容簡介

本書內容適合各類大學本科生學習計算機圖形學的基本理論和算法。全書共分為9章。主要內容有：計算機圖形處理繫統的功能、硬件設備、圖形標準；基本圖形的生成算法：幾何變換與裁剪；曲線與曲面；真實感圖形與交互式繪圖技術。除此以外，還對計算機動畫和一些常用CAD技術做了簡單介紹，並給出了許多基於OpenGL的實用例子。本書是作者根據多年講授計算機圖形學課程的經驗，在整理各自課程講稿的基礎之上，參考國內外相關書籍，通力合作編寫而成的。
本書可作為電子類（通信、計算機、信息等專業）和機械類本科生的教材，也可供計算機圖形學愛好者和相關專業技術人員自學參考。

第1章緒論
1.1計算機圖形學的概念及研究內容
1.1.1 圖形與圖像
1.1.2研究內容
1.1.3相關學科
1.2計算機圖形學的發展
1.2.1 圖形硬件的發展
1.2.2 圖形軟件及圖形軟件標準的發展
1.2.3 圖形專用算法的發展
1.3計算機圖形學的應用
1.3.1計算機輔助設計（CAD）及計算機輔助制造（CAM）
1.3.2科學計算可視化
1.3.3計算機動畫
1.3.4人機交互第1章緒論
1.1計算機圖形學的概念及研究內容
1.1.1 圖形與圖像
1.1.2研究內容
1.1.3相關學科
1.2計算機圖形學的發展
1.2.1 圖形硬件的發展
1.2.2 圖形軟件及圖形軟件標準的發展
1.2.3 圖形專用算法的發展
1.3計算機圖形學的應用
1.3.1計算機輔助設計（CAD）及計算機輔助制造（CAM）
1.3.2科學計算可視化
1.3.3計算機動畫
1.3.4人機交互
1.3.5計算機藝術
1.3.6計算機輔助教學（CAI）
習題1
第2章計算機圖形繫統
2.1計算機圖形繫統構成和功能
2.1.1 計算機圖形繫統構成
2.1.2計算機圖形繫統功能
2.2輸入設備
2.2.1鍵盤（Keyboard）
2.2.2 鼠標（Mouse）
2.2.3光筆（Light Pen）
2.2.4觸摸屏（Touch Screen）
2.2.5數字化儀（Digitizer）
2.2.6掃描儀（Scanner）
2.2.7遊戲杆（Joy Stick）和跟蹤球（Traekball）
2.2.8數據手套（Data Glove）
2.3輸出設備
2.3.1顯示設備
2.3.2硬拷貝設備
2.4光柵掃描顯示繫統
2.4.1光柵掃描顯示繫統的組成
2.4.2相關概念
2.4.3PC圖形顯示卡
2.5計算機圖形標準
習題2
第3章基本圖形的生成算法
3.1直線的掃描轉換
3.1.1數值微分算法
3.1.2 中點畫線算法
3.1.3Bresenham畫線算法
3.2圓的掃描轉換
3.2.1 中點畫圓算法
3.2.2Bresenham畫圓算法
3.3橢圓的掃描轉換
3.4實面積圖形的生成
3.4.1 多邊形的填充
3.4.2種子填充算法
3.5光柵圖形反走樣算法
3.5.1過取樣
3.5.2 簡單區域取樣
3.5.3加權區域取樣
3.6屬性處理
3.6.1線屬性
3.6.2 區域填充屬性
3.7字符處理
3.7.1 點陣式字符
3.7.2矢量式字符
3.80penGL的繪制
3.8.1 點的繪制
3.8.2線的繪制
3.8.3多邊形的繪制
習題3
第4章幾何變換
4.1幾何變換的數學基礎
4.1.1矩陣運算
4.1.2矩陣運算的基本性質
4.1.3二維坐標繫統
4.2二維圖形幾何變換
4.2.1二維圖形的基本變換
4.2.2組合變換
……
第5章曲線與曲面
第6章真實感圖形
第7章交互式繪圖技術
第8章計算機動畫
第9章實用CAD繫統介紹
參考文獻

在線試讀

第1章緒論
據統計，人類對外部世界的感知80％來自於視覺，俗話說：“百聞不如一見”，就是一個非常形像的說法。在生產活動中，“圖樣”是交流技術思想：表達設計意圖和指導生產的重要工具。千百年來，人們使用三角板、圓規、丁字尺等各種工具手工繪制各種圖形。為了繪制圖樣和提高繪圖效率，人們不斷改進工具和繪圖方法，但是仍難改變手工繪圖速度慢、精度低且繁瑣、勞動量大等問題，所以人們一直希望用自動繪圖代替手工繪圖，計算機繪圖的出現使這個願望變成了現實。隨著計算機繪圖軟硬件技術的不斷發展，人們對相關理論和算法的深入研究，逐漸形成了一門新興的學科——計算機圖形學（ComputerGraphics，CG），它是一門涉及物理學、數學、工程圖學、數據結構、計算機技術等多門學科的交叉學科。通過幾十年的發展，計算機圖形學已經在工業、商業、軍事、教育和娛樂等各個領域得到了廣泛應用，成為計算機科學中發展快、影響的學科之一，並在應用中日益顯示出其重要性和不可替代性。
1．1計算機圖形學的概念及研究內容
1．1．1 圖形與圖像
能夠在人的視覺中形成視覺印像的客觀對像都可以稱為圖形，包括各種幾何圖形以及由函數式、代數方程和表達式所描述的圖形，也包括來自於各種媒體的圖景、圖片、圖案和形體實體等。在計算機中，表示帶有顏色和形狀信息的圖和形一般有兩種方法：點陣法和參數法。點陣法用具有灰度或顏色信息的點陣來表示圖形，強調圖形由哪些點組成，並具有什麼灰度和色彩。參數法是以計算機中記錄圖形的形狀參數和屬性參數來表示圖形的一種方法。形狀參數可以是形狀的方程參數、線段的起點和終點等幾何屬性的描述；屬性參數則描述灰度、色彩、線形等非幾何屬性。因此，可以將參數法描述的圖形稱做圖形（Graphic），一般指直線、圓、圓弧、任意曲線和圖表等計算機繪制的畫面；而把點陣法描述的圖形叫做圖像（Image），一般以BMP、PCX、TIF、GIFD等格式存儲在計算機中。
……

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