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第一章 计算机图形学综述1

1.1图形信息的计算机处理1

1.2交互图形系统的组成2

1.3计算机图形学的研究内容4

1.4计算机图形学的发展历史5

1.5计算机图形学的应用6

第二章 图形系统9

2.1视频显示设备9

2.1.1 CRT显示器9

2.1.2平板显示器12

2.1.3三维观察设备13

2.1.4立体感和虚拟现实系统13

2.2光栅扫描系统14

2.2.1结构与原理14

2.2.2视频控制器15

2.2.3帧缓冲器15

2.2.4彩色表的结构与使用16

2.2.5图像生成器17

2.2.6光栅扫描系统的性能参数18

2.3图形软件19

2.3.1坐标表示19

2.3.2图形功能19

2.3.3图形软件包的性质20

2.3.4图形软件标准20

第三章 基本图形生成技术21

3.1直线的生成算法21

3.1.1画直线的一般要求21

3.1.2直线的DDA算法22

3.1.3直线的Bresenham算法23

3.2圆的生成算法28

3.2.1生成圆的Bresenham算法29

3.2.2生成圆的中点算法31

3.2.3生成圆的正负法34

3.2.4生成圆的多边形逼近法35

3.2.5多边形逼近算法稳定性分析37

3.2.6生成椭圆的正负法38

3.3多边形的扫描转换与区域填充39

3.3.1多边形的扫描转换40

3.3.2区域填充52

3.3.3关于填充的几点说明56

3.4字符的生成57

3.5基本图元的输出属性58

3.5.1直线的属性59

3.5.2曲线的属性61

3.5.3区域填充属性62

3.5.4字符属性63

3.6光栅图形的反走样65

第四章 二维图形变换与二维观察69

4.1几何变换的基本原理69

4.2基本变换70

4.2.1平移70

4.2.2旋转71

4.2.3缩放71

4.2.4对称72

4.2.5错切73

4.3二维组合变换74

4.3.1对任意直线的对称变换74

4.3.2绕任意点的旋转变换75

4.3.3组合变换矩阵76

4.3.4级联顺序对组合变换的影响77

4.4变换模式78

4.5二维观察78

4.5.1观察流程79

4.5.2观察坐标系79

4.5.3视窗变换79

4.5.4裁剪操作80

4.5.5点的裁剪81

4.5.6直线段的裁剪81

4.5.7多边形的裁剪90

4.5.8曲线的裁剪93

4.5.9字符的裁剪93

4.5.10外部裁剪94

第五章 几何造型技术95

5.1曲线的表示95

5.1.1绘制曲线的基本方法95

5.1.2参数曲线96

5.1.3 Bezier曲线102

5.1.4 B样条曲线106

5.1.5 NURBS曲线113

5.2曲面的表示115

5.2.1 Bezier曲面115

5.2.2 B样条曲面119

5.2.3 NURBS曲面120

5.2.4 Coons曲线面122

5.3实体的表示124

5.3.1三维实体的定义124

5.3.2三维实体建模125

5.3.3实体的表示方法126

5.4分形136

5.4.1分形的历史137

5.4.2分数维的计算138

5.4.3分形的定义139

5.4.4典型的分形模型140

第六章 三维图形变换与三维观察144

6.1三维几何变换144

6.1.1平移144

6.1.2缩放144

6.1.3旋转145

6.1.4对称149

6.1.5错切149

6.1.6复合变换150

6.2投影变换150

6.2.1透视投影及其分类150

6.2.2透视投影的确定151

6.2.3平行投影及其分类152

6.2.4平行投影的确定153

6.2.5一般投影变换153

6.3三维图形裁剪156

6.3.1三维观察体156

6.3.2三维裁剪157

6.4三维观察体的规范化变换160

6.4.1平行投影情况下的变换160

6.4.2透视投影下的变换161

6.5三维观察流程163

第七章 真实感图形生成技术基础166

7.1隐藏线隐藏面消除166

7.1.1多面体的隐藏线消除167

7.1.2参数曲面的隐藏线消除171

7.1.3区域子分算法174

7.1.4深度缓冲器（Z-buffer）算法176

7.1.5扫描线算法178

7.1.6曲面的扫描线消隐算法180

7.1.7优先级表算法186

7.1.8 BSP算法188

7.1.9光线投射算法188

7.2光源属性和物体表面属性189

7.3基本光照明模型189

7.3.1 Lambert漫反射模型190

7.3.2 Phong光照明模型192

7.4阴影194

7.4.1阴影细节多边形算法195

7.4.2影域多面体算法196

7.4.3 Z缓冲器算法199

7.5整体光照明模型200

7.5.1简单透射模型200

7.5.2 Whitted光照明模型201

7.6明暗处理技术202

7.6.1 Gouraud明暗处理202

7.6.2 Phong明暗处理204

7.6.3 Phong明暗处理的加速方法205

7.7光线跟踪技术207

7.7.1基本光线跟踪算法207

7.7.2光线跟踪的求交计算209

7.7.3光线跟踪中的阴影生成算法212

7.8物体表面细节模拟214

7.8.1颜色纹理的模拟214

7.8.2几何纹理的模拟217

第八章 颜色219

8.1颜色的视觉特性及基本定义219

8.2标准原色和色度图220

8.2.1 CIE-XYZ颜色系统220

8.2.2 CIE色度图221

8.3常用颜色模型223

8.3.1 RGB颜色模型223

8.3.2 CMY颜色模型225

8.3.3 YIQ颜色模型226

8.3.4 YUV颜色模型227

8.3.5 HSV颜色模型和H LS颜色模型227

8.4颜色裁剪和Gamma修正230

参考文献232