定 價(jià):38 元
叢書(shū)名:普通高等教育“十三五”計(jì)算機(jī)類(lèi)規(guī)劃教材
- 作者:徐長(zhǎng)青
- 出版時(shí)間:2018/3/1
- ISBN:9787111588689
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類(lèi):TP391.411
- 頁(yè)碼:241
- 紙張:膠版紙
- 版次:3
- 開(kāi)本:16開(kāi)
本書(shū)系統(tǒng)介紹計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的有關(guān)原理、算法及實(shí)現(xiàn)。其主要內(nèi)容包括:計(jì)算機(jī)圖形硬件、基本圖形的生成、圖形幾何變換、曲線和曲面造型、幾何造型、基本的圖形運(yùn)算、典型的隱藏線與隱藏面的消除算法、生成真實(shí)感圖形的相關(guān)技術(shù)。本書(shū)可作為大專(zhuān)院校本科生、研究生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教材,也可作為從事CAD和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)研究的廣大科技人員的參考書(shū)。
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是研究通過(guò)計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形, 并在顯示設(shè)備上顯示的原理、方法和技術(shù)的學(xué)科。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)研究?jī)?nèi)容非常廣泛, 涉及圖形交互技術(shù)、光柵圖形生成算法、圖元繪制、曲線曲面造型、實(shí)體造型、真實(shí)感圖形計(jì)算與顯示、非真實(shí)感繪制, 以及科學(xué)計(jì)算可視化、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)、游戲程序設(shè)計(jì)、虛擬現(xiàn)實(shí)、人機(jī)交互技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等領(lǐng)域, 并為這些領(lǐng)域提供理論與技術(shù)支撐, 在計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)中起著關(guān)鍵作用。
2004 年和2010 年, 我們分別編撰出版了本書(shū)的第1 版和第2 版, 經(jīng)過(guò)這些年的課程教學(xué)實(shí)踐, 并同時(shí)參考國(guó)內(nèi)外一些專(zhuān)著, 我們對(duì)第2 版又進(jìn)行了必要的改動(dòng)和補(bǔ)充, 形成了目前的新版本, 力圖全面、準(zhǔn)確地介紹計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的原理、算法及實(shí)現(xiàn)。本書(shū)在內(nèi)容上, 介紹了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的核心概念、理論與方法; 在組織結(jié)構(gòu)上, 采用了自底向上和自頂向下相結(jié)合和系統(tǒng)化的方法闡述計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的理論。本書(shū)系統(tǒng)地講解了基本圖形的掃描轉(zhuǎn)換、二維變換和裁剪、三維變換和投影、自由曲線和曲面、分形幾何、消隱和真實(shí)感圖形繪制,使讀者在較短的時(shí)間內(nèi)了解計(jì)算機(jī)圖形學(xué), 學(xué)習(xí)和掌握基礎(chǔ)理論, 培養(yǎng)工程實(shí)踐的應(yīng)用能力。
郭曉新、徐長(zhǎng)青、楊瀛濤共同完成了本書(shū)的編撰工作。李群、孫超、李瑋等研究生參與了本書(shū)的部分資料整理工作, 在此對(duì)他們的辛苦付出表示衷心感謝。
受水平和能力所限, 書(shū)中不足之處在所難免, 衷心希望讀者、專(zhuān)家不吝賜教, 給予批評(píng)與指正。
編 者于吉林大學(xué)目
前 言
第一章 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)簡(jiǎn)介 1
第一節(jié) 計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 1
第二節(jié) 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的起源與
發(fā)展 2
第三節(jié) 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究?jī)?nèi)容及
應(yīng)用 3
第四節(jié) 圖形系統(tǒng)的硬件 4
一、顯示處理器 5
二、圖形顯示器 5
第五節(jié) 計(jì)算機(jī)圖形編程接口 6
一、OpenGL 6
二、DirectX 7
三、Open Inventor 7
習(xí)題 8
第二章 圖形基元的顯示 9
第一節(jié) 直線掃描轉(zhuǎn)換算法 9
一、DDA 直線掃描轉(zhuǎn)換算法 9
二、中點(diǎn)畫(huà)線法 11
三、Bresenham 畫(huà)線算法 13
第二節(jié) 圓的掃描轉(zhuǎn)換算法 15
一、中點(diǎn)畫(huà)圓法 16
二、Bresenham 畫(huà)圓算法 19
第三節(jié) 橢圓掃描轉(zhuǎn)換算法 21
第四節(jié) 區(qū)域填充 25
一、種子填充算法 25
二、掃描線填充算法 28
三、多邊形的掃描轉(zhuǎn)換算法 31
四、邊填充算法 35
五、圖案填充 38
習(xí)題 39
第三章 圖形變換 41
第一節(jié) 齊次坐標(biāo) 42
第二節(jié) 二維圖形變換 42
第三節(jié) 二維視見(jiàn)變換 47
第四節(jié) 三維圖形變換 49
一、平移變換 49
二、比例變換 50
三、旋轉(zhuǎn)變換 51
第五節(jié) 投影變換 54
一、平行投影 55
二、透視投影 57
第六節(jié) 裁剪 62
一、直線段裁剪算法 62
二、其他圖形的裁剪 68
三、三維圖形的裁剪 78
習(xí)題 82
第四章 曲線和曲面 85
第一節(jié) 曲線和曲面表示的基礎(chǔ)
知識(shí) 85
一、曲線和曲面參數(shù)表示 85
二、基本概念 86
第二節(jié)。龋澹颍恚椋簦 多項(xiàng)式 88
一、Lagrange 插值 89
二、三次Hermite 插值 90
三、規(guī)范化三次Hermite 插值 91
四、分段三次Hermite 插值 92
第三節(jié) Bézier 曲線 95
一、Bézier 曲線的定義 95
二、Bézier 曲線的性質(zhì) 97
三、Bézier 曲線的拼接 98
四、Bézier 曲線的繪制 99
五、Bézier 曲線的升階 106
六、有理Bézier 曲線 107
第四節(jié)。篓Γ椋澹 曲面 108
一、Bézier 曲面的定義 108
二、Bézier 曲面的性質(zhì) 109
三、Bézier 曲面示例 109
四、Bézier 曲面的拼接 112
第五節(jié) B 樣條曲線 113
一、B 樣條曲線的定義 114
二、B 樣條曲線的性質(zhì) 117
三、均勻B 樣條曲線 118
四、準(zhǔn)均勻B 樣條曲線 123
五、B 樣條曲線的繪制 127
六、非均勻有理B 樣條曲線 130
第六節(jié) B 樣條曲面 134
習(xí)題 137
第五章 圖形運(yùn)算 140
第一節(jié) 線段的交點(diǎn)計(jì)算 140
一、兩條線段求交 140
二、多條線段求交 141
第二節(jié) 多邊形表面的交線計(jì)算 144
第三節(jié) 平面中的凸殼算法 147
第四節(jié) 包含與重疊 149
一、簡(jiǎn)單多邊形的包含算法 149
二、凸多邊形的包含算法 150
三、凸多邊形重疊計(jì)算 152
第五節(jié) 簡(jiǎn)單多邊形的三角剖分 155
習(xí)題 160
第六章 形體的表示及其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 162
第一節(jié) 二維形體的表示 162
一、二維圖形的邊界表示 162
二、平面圖形的四叉樹(shù)表示
方法 165
第二節(jié) 三維幾何模型 168
一、幾何元素 168
二、線框、表面及實(shí)體表示 169
三、三維形體表示方法 171
四、八叉樹(shù) 173
第三節(jié) 分形 177
一、分形的概念 177
二、分形一般算法 180
三、Von Koch 算法 181
四、Julia 和Mandelbort 集 184
第四節(jié) 粒子系統(tǒng) 186
習(xí)題 187
第七章 消隱算法 190
第一節(jié) 線面比較法消除隱藏線 190
一、凸多面體的可見(jiàn)性 190
二、非凸多面和多個(gè)形體的
可見(jiàn)性 191
第二節(jié) 浮動(dòng)水平線算法 194
第三節(jié) 深度排序算法 197
第四節(jié) z.緩沖算法 199
第五節(jié) 掃描線算法 200
一、掃描線算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 200
二、掃描線算法的實(shí)施步驟 202
第六節(jié) 區(qū)域分割算法 204
一、多邊形和區(qū)域的關(guān)系 204
二、區(qū)域分割方法 206
第七節(jié)。拢樱 樹(shù)算法 207
一、構(gòu)造BSP 樹(shù) 207
二、BSP 樹(shù)遍歷 207
第八節(jié) 光線投射算法 208
習(xí)題 209
第八章 真實(shí)感圖形的繪制 211
第一節(jié) 漫反射及具體光源的
照明 211
一、環(huán)境光 211
二、漫反射 212
三、鏡面反射與Phong 模型 212
四、光的衰減 213
第二節(jié) 多邊形網(wǎng)的明暗處理