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第1章 绪论1

1.1计算机图形学定义、起源与发展1

1.2计算机图形学系统简介3

1.2.1视频显示设备与显示系统4

1.2.2图形输入设备8

1.3计算机图形学软件系统及图形标准简介10

1.3.1图形软件与图形功能10

1.3.2图形标准11

1.4计算机图形学的应用领域11

1.4.1计算机辅助设计与制造12

1.4.2科学计算可视化12

1.4.3虚拟现实技术12

1.4.4计算机艺术与计算机动画13

1.4.5图形用户接口14

1.5本章小结15

1.6本章习题15

第2章 基本图形的生成技术16

2.1直线生成算法16

2.1.1 DDA（数值微分）画线算法16

2.1.2中点画线法18

2.1.3 Bresenham画线算法20

2.2圆与椭圆的生成算法23

2.2.1圆的特征23

2.2.2中点画圆算法24

2.2.3中点椭圆生成算法26

2.3多边形的区域填充30

2.3.1多边形填充的基础理论30

2.3.2多边形的扫描线填充算法33

2.3.3边填充算法35

2.3.4种子填充算法37

2.4字符的生成38

2.4.1点阵字符38

2.4.2矢量字符39

2.4.3字符属性40

2.4.4轮廓字形技术40

2.5线型和线宽的处理41

2.5.1直线的线型处理41

2.5.2直线的线宽处理41

2.5.3圆弧的线型和线宽处理44

2.6图形的反走样技术45

2.6.1提高分辨率的反走样技术46

2.6.2区域反走样技术47

2.7本章小结50

2.8本章习题50

第3章 图形的变换与观察51

3.1图形的几何变换51

3.1.1数学基础51

3.1.2二维基本几何变换53

3.1.3三维基本几何变换68

3.2二维观察76

3.2.1二维观察的基本概念76

3.2.2二维点裁剪79

3.2.3二维线裁剪79

3.2.4多边形区域的裁剪85

3.2.5其他裁剪87

3.3三维观察88

3.3.1三维观察的基本概念88

3.3.2平行投影89

3.3.3透视投影94

3.4本章小结97

3.5本章习题97

第4章 曲线与曲面100

4.1曲线与曲面的理论基础101

4.1.1显式、隐式和参数表示101

4.1.2样条曲线102

4.1.3三次样条104

4.2 Bezier曲线与曲面107

4.2.1 Bezier曲线的定义107

4.2.2 Bezier曲线的性质108

4.2.3按不同次数给出Bezier曲线的描述110

4.2.4 Bezier曲线的de Casteljau递推算法111

4.2.5 Bezier曲线的拼接113

4.2.6反求Bezier曲线控制点的方法114

4.2.7 Bezier曲面114

4.3 B样条曲线与曲面116

4.3.1 B样条曲线定义与性质117

4.3.2均匀B样条曲线118

4.3.3开放均匀B样条曲线与非均匀B样条曲线121

4.3.4 B样条曲面123

4.4非均匀有理B样条（NURBS）曲线与曲面124

4.4.1 NURBS曲线、曲面的定义124

4.4.2 NUR-BS曲线与曲面的有理基函数表示125

4.4.3 NURBS曲线与曲面的特点126

4.5本章小结126

4.6本章习题127

第5章 真实感图形的生成技术128

5.1图形的消隐技术128

5.1.1后向面判别算法128

5.1.2 Robers隐面消除算法129

5.1.3画家算法131

5.1.4扫描线算法133

5.1.5深度缓存器算法134

5.1.6 A缓存算法137

5.1.7 BSP树算法138

5.1.8八叉树算法138

5.1.9区域细分算法140

5.1.10光线投射算法141

5.1.11连贯性及其判别142

5.1.12对于曲面与线框的可见性判别142

5.2图形的光照技术143

5.2.1基本光照模型145

5.2.2表面绘制152

5.2.3光线跟踪方法155

5.2.4纹理、阴影与透明等基本效果处理166

5.3颜色模型175

5.3.1颜色的基本知识175

5.3.2颜色模型178

5.3.3颜色的应用184

5.4本章小结187

5.5本章习题187

第6章 几何造型基础188

6.1规则形体在计算机内的表示188

6.1.1表示形体的坐标系188

6.1.2实体的定义190

6.1.3表示形体的线框模型、表面模型和实体模型194

6.1.4实体的分解表示198

6.1.5实体的构造表示201

6.1.6实体的边界表示204

6.1.7求交运算210

6.1.8实体造型系统简介215

6.2分形几何造型简介220

6.2.1分形几何造型的基本理论220

6.2.2分形图形的产生223

6.3本章小结224

6.4本章习题224

第7章 计算机动画基础225

7.1动画的基本概念与类型225

7.1.1动画的基本概念225

7.1.2动画的类型226

7.1.3动画片制作过程228

7.2计算机动画的关键技术229

7.2.1关键帧技术230

7.2.2柔性运动231

7.2.3基于物理特征的动画232

7.2.4造型动画技术234

7.2.5其他动画技术236

7.2.6提高计算机动画效果的基本手法237

7.3计算机动画制作基础理论241

7.3.1二维计算机动画的制作基础理论241

7.3.2三维计算机动画的制作基础理论242

7.4计算机动画的应用243

7.5计算机动画的最新发展244

7.5.1人脸动画244

7.5.2表演动画247

7.6本章小结254

7.7本章习题254

参考文献255