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1.1　所用数学方法1

1.1.1　矢量及其运算1

第1章　基本知识1

1.1.2　矩阵方法3

1.1.3　行列式4

1.2　显式方程和隐式方程6

1.3　参数方程7

1.4　坐标系8

2.1.1　计算机图形学的发展简史12

第2章　图形系统12

2.1 计算机图形学的发展及应用12

2.1.2　计算机图形学在我国的发展13

2.1.3　计算机图形学的应用14

2.1.4　计算机图形学的发展方向16

2.2　图形硬件设备18

2.2.1　图形输入设备18

2.2.2　图形显示设备22

2.2.3　硬拷贝输出设备30

2.3.1 图形软件的组成33

2.3　图形软件系统33

2.3.2　基本图形软件34

第3章　二维图形生成算法35

3.1　直线图形35

3.1.1　数值微分法36

3.1.2　中点画线法37

3.1.3　Bresenham画线算法40

3.1.4　直线线宽的处理41

3.2　圆与椭圆图形42

3.2.1　简单方程产生圆弧42

3.2.2　中点画圆算法43

3.2.3　Bresenham画圆算法45

3.2.4　椭圆算法47

3.3　曲线图形50

3.3.1 曲线的生成算法50

3.3.2　B样条曲线57

3.4　字符63

3.4.1　点阵字符63

3.4.2　矢量字符64

3.5　区域填充69

3.5.1　种子填充算法69

3.5.2　多边形域填充76

3.5.3　区域填充图案84

3.6　图形反走样基础88

3.6.1　过取样89

3.6.2　简单区域取样89

第4章　结构和层次建模90

4.1　结构的概念90

4.1.1　基本结构函数90

4.1.2　设置结构属性91

4.2　编辑结构92

4.2.1　结构表和元素指针93

4.2.2　设置编辑模式94

4.2.3　插入结构元素94

4.2.4　复制元素94

4.3　基本建模的概念95

4.3.1　模型表示95

4.3.2　符号层次96

4.3.3　建模软件包97

4.4　使用结构建立层次式模型97

4.4.1　局部坐标和建模变换97

4.4.3　结构层次98

4.4.2　模型变换98

第5章　图形用户界面和交互输入方法100

5.1　用户对话100

5.1.1　窗口和图符100

5.1.2　适应多种用户101

5.1.3　一致性101

5.1.4　减少记忆量101

5.1.5　回退和出错处理101

5.1.6　反馈102

5.2.2　定位设备103

5.2.1　输入设备的逻辑分类103

5.2　图形数据的输入103

5.2.3 笔划设备104

5.2.4　字符串设备104

5.2.5　定值设备104

5.2.6　选择设备105

5.2.7　拾取设备105

5.3　输入模式106

5.3.1　输入模式106

5.3.3　取样模式108

5.3.4　事件模式108

5.3.2　请求模式108

5.3.5　输入模式的并行处理110

5.4　输入设备参数的初值110

5.5　交互式构图技术111

5.5.1　基本的定位方法111

5.5.2　约束111

5.5.3 网格112

5.5.4　引力场112

5.5.5　橡皮条方法113

5.6　虚拟现实环境114

5.5.6　拖曳114

5.5.7　着色和绘图114

第6章　图形变换115

6.1 窗口视图的变换115

6.1.1 窗口区和视图区115

6.1.2　窗口区和视图区的坐标变换116

6.2　图形的几何变换117

6.2.1 二维图形的几何变换117

6.2.2　三维图形的几何变换123

6.3.1　投影变换的分类127

6.3　形体的投影变换127

6.3.2　平行投影128

6.3.3　透视投影135

6.3.4　投影空间143

第7章　图形裁剪145

7.1　二维裁剪145

7.1.1　Cohen-Sutherland端点编码算法146

7.1.2　中点分割算法149

7.1.3　凸多边形窗口的Cyrus-Beck线裁剪算法150

7.1.4　内裁剪与外裁剪152

7.1.5　凸多边形的判定与内法线的确定153

7.1.6　凹多边形的分割算法155

7.1.7　Sutherland-Hodgman逐次多边形裁剪算法155

7.1.8　Weiler-Atherton多边形裁剪算法158

7.1.9　字符裁剪159

7.2　三维裁剪159

7.2.1　三维Cohen-Sutherland端点编码算法160

7.2.2　三维中点分割算法162

7.2.3　三维Cyrus-Beck算法163

7.2.4　坐标裁剪164

8.1　参数曲面的定义166

第8章　曲面的生成166

8.2　切矢、扭矢和法矢167

8.2.1　切矢和扭矢167

8.2.2　法矢167

8.3　双线性曲面168

8.4　单线性曲面169

8.5　Coons曲面172

8.6　Bezier曲面及其拼合175

8.6.1　Bezier曲面175

8.6.2　Bezier曲面的拼合177

8.7　B样条曲面179

第9章　消除隐藏线和隐藏面182

9.1 隐藏线和隐藏面182

9.2　Roberts法消除隐藏线183

9.3　隐藏面消除187

9.3.1　Z缓冲器算法187

9.3.2　画家算法189

9.3.3　扫描线算法190

9.3.4　可见面光线追踪算法192

10.1　终端彩色模型194

第10章　真实感图形技术194

10.2　简单光照模型195

10.3　多边形表示的明暗处理201

10.3.1　恒定光强的多边形绘制202

10.3.2　Gourand明暗处理202

10.3.3　Phong明暗处理203

10.4　纹理显示204

10.4.1　颜色纹理显示204

10.4.2　凹凸纹理显示207

10.5.1　透明处理211

10.5　透明处理与阴影显示211

10.5.2　阴影显示212

10.6　整体光照模型与光线跟踪算法213

10.6.1　整体光照模型213

10.6.2　Whitted整体光照模型214

10.6.3　光线跟踪算法214

10.7　颜色216

10.7.1　色度与三刺激理论216

10.7.2　CIE色度图218

10.7.3　颜色系统之间的转换220

10.7.4　几种颜色系统221

参考文献224