目 錄

第一章 緒論 1
第一節(jié)　計(jì)算機(jī)圖形學(xué)及相關(guān)概念 3
第二節(jié)　計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展簡況 5
一、硬件平臺 5
二、基礎(chǔ)理論 5
三、實(shí)際應(yīng)用 6
四、SIGGRAPH 6
第三節(jié)　計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域 7
一、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造 7
二、科學(xué)計(jì)算可視化 7
三、虛擬現(xiàn)實(shí) 8
四、計(jì)算機(jī)藝術(shù) 8
五、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫與娛樂 8
六、地理和自然資源的圖形顯示 9
七、教學(xué)與培訓(xùn) 9
八、圖形用戶接口 9
第四節(jié)　計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)開發(fā)技術(shù) 10
一、OpenGL技術(shù) 10
二、ACIS技術(shù) 10
三、DirectX技術(shù) 10
四、Java3D技術(shù) 11
五、VRML技術(shù) 11
六、Web 3D技術(shù) 12
本章知識結(jié)構(gòu)圖 12
本章小結(jié) 13
復(fù)習(xí)思考題 14
第二章 計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng) 15
第一節(jié)　計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的組成 16
一、計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的功能 16
二、計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 17
第二節(jié)　圖形輸入設(shè)備及數(shù)據(jù)輸入 20
一、圖形輸入設(shè)備 20
二、數(shù)據(jù)輸入 22
第三節(jié)　圖形輸出設(shè)備 23
第四節(jié)　典型硬件設(shè)備的工作原理 27
一、圖形顯示與觀察設(shè)備 27
二、繪圖設(shè)備的工作原理 32
三、3D打印機(jī)的工作原理 33
第五節(jié)　圖形軟件及標(biāo)準(zhǔn) 35
一、圖形軟件 35
二、圖形標(biāo)準(zhǔn) 35
本章知識結(jié)構(gòu)圖 36
本章小結(jié) 37
復(fù)習(xí)思考題 38
第三章 Visual C 6.0圖形編程基礎(chǔ) 39
第一節(jié) Visual C 6.0應(yīng)用程序
開發(fā)方法 40
一、Visual C 的集成開發(fā)環(huán)境 40
二、應(yīng)用程序工程的建立方法 40
三、輸入源程序進(jìn)行程序設(shè)計(jì) 43
第二節(jié) 圖形設(shè)備接口和圖形程序設(shè)計(jì) 44
一、圖形設(shè)備接口 44
二、繪制基本圖形 46
三、畫筆與畫刷 50
四、文本顯示 55
第三節(jié) 鼠標(biāo)編程 56
一、鼠標(biāo)消息處理 57
二、捕捉鼠標(biāo) 58
三、鼠標(biāo)編程綜合示例 58
第四節(jié) 菜單程序設(shè)計(jì) 63
一、菜單編輯器 63
二、菜單消息響應(yīng) 65
三、菜單設(shè)計(jì)綜合示例 66
本章知識結(jié)構(gòu)圖 68
本章小結(jié) 69
復(fù)習(xí)思考題 69
第四章 基本圖元生成 71
第一節(jié)　點(diǎn)的生成 73
第二節(jié)　直線的生成 74
一、DDA算法 74
二、Bresenham算法 78
第三節(jié)　圓的生成 83
一、坐標(biāo)法 83
二、折線逼近法 85
三、Bresenham圓(圓弧)生成算法 87
第四節(jié)　區(qū)域填充的基本應(yīng)用和概念 91
一、畫圖軟件中的區(qū)域填充 91
二、AutoCAD中的區(qū)域填充 92
三、區(qū)域填充的相關(guān)概念 93
第五節(jié)　區(qū)域填充算法 94
一、種子填充算法與實(shí)例解析 94
二、掃描線種子填充算法及
實(shí)例解析 99
三、掃描線轉(zhuǎn)換填充算法 103
四、邊填充算法及其改進(jìn)方法 108
第六節(jié)　字符的生成 109
一、點(diǎn)陣字符 110
二、矢量字符 111
三、點(diǎn)陣字符和矢量字符的比較 111
本章知識結(jié)構(gòu)圖 112
本章小結(jié) 112
復(fù)習(xí)思考題 113
第五章 自由曲線曲面的設(shè)計(jì) 115
第一節(jié)　自由曲線與曲面的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 117
一、曲線曲面表示 117
二、插值和逼近 118
三、參數(shù)連續(xù)性和幾何連續(xù)性 120
第二節(jié)　Hermite樣條曲線 121
一、樣條曲線的概述 121
二、Hermite樣條邊界條件與參數(shù)
方程表達(dá) 122
三、Hermite樣條曲線的調(diào)和函數(shù)及
坐標(biāo)分量表達(dá) 124
四、Hermite樣條曲線的特點(diǎn) 124
第三節(jié)　Cardinal曲線 127
一、Cardinal曲線的初始條件 127
二、Cardinal曲線的方程與矩陣
推導(dǎo) 128
三、Cardinal樣條曲線的調(diào)和
函數(shù) 129
四、Hermite和Cardinal樣條曲線的
構(gòu)圖特點(diǎn) 130
第四節(jié)　Bézier曲線 132
一、Bézier曲線的定義及數(shù)學(xué)
表達(dá)式 133
二、Bézier曲線的性質(zhì) 133
三、三次Bézier曲線的調(diào)和
函數(shù)與數(shù)學(xué)表達(dá) 135
四、Bézier曲線的光滑連接 137
五、Bézier曲線的構(gòu)圖特點(diǎn) 138
第五節(jié)　B樣條曲線 140
一、B樣條曲線的定義 140
二、三次B樣條曲線調(diào)和函數(shù)及
參數(shù)方程 140
三、B樣條曲線的性質(zhì) 142
四、三次B樣條的幾種特殊情況 145
五、控制三次B樣條曲線幾何
形態(tài)的方法 146
第六節(jié)　Coons曲面 151
第七節(jié)　Bézier曲面 154
一、Bézier曲面的數(shù)學(xué)表示式 154
二、雙三次Bézier曲面 154
第八節(jié)　B樣條曲面 157
一、B樣條曲面的數(shù)學(xué)表示式 157
二、雙三次B樣條曲面 157
本章知識結(jié)構(gòu)圖 161
本章小結(jié) 162
復(fù)習(xí)思考題 162
第六章 圖形變換 163
第一節(jié)　AutoCAD中的圖形變換 164
第二節(jié)　幾何變換的基本原理 165
第三節(jié)　平移變換與實(shí)例設(shè)計(jì) 166
一、二維平移變換 166
二、三維平移變換 166
第四節(jié)　比例變換與實(shí)例設(shè)計(jì) 168
一、二維比例變換 168
二、三維比例變換 171
第五節(jié)　旋轉(zhuǎn)變換與實(shí)例設(shè)計(jì) 172
一、二維旋轉(zhuǎn)變換 172
二、三維旋轉(zhuǎn)變換 174
第六節(jié)　對稱變換與實(shí)例設(shè)計(jì) 178
一、二維對稱變換 178
二、三維對稱變換 184
第七節(jié)　錯(cuò)切變換與實(shí)例設(shè)計(jì) 185
一、二維錯(cuò)切變換 185
二、三維錯(cuò)切變換 186
第八節(jié)　復(fù)合變換與仿射變換 188
一、復(fù)合變換 188
二、仿射變換 189
第九節(jié)　投影變換 190
一、投影變換的分類 190
二、平行投影 191
三、透視投影 193
本章知識結(jié)構(gòu)圖 195
本章小結(jié) 196
復(fù)習(xí)思考題 196
第七章 圖形裁剪 198
第一節(jié)　二維觀察流程 200
第二節(jié)　窗口視區(qū)的變換 202
第三節(jié)　圖形裁剪的基本概念 206
一、點(diǎn)的裁剪 207
二、直線段和窗口的關(guān)系 207
第四節(jié)　直線段裁剪 207
一、編碼裁剪算法 208
二、中點(diǎn)分割裁剪算法 212
三、參數(shù)化線段裁剪算法 213
第五節(jié)　多邊形裁剪 215
一、逐邊裁剪法 216
二、雙邊裁剪法 219
第六節(jié)　其他類型的圖形裁剪 220
一、非矩形裁剪窗口的線段裁剪 220
二、曲線的裁剪 220
三、字符的裁剪 220
第七節(jié)　三維裁剪 221
一、三維裁剪空間 221
二、三維編碼裁剪算法 222
本章知識結(jié)構(gòu)圖 224
本章小結(jié) 225
復(fù)習(xí)思考題 225
第八章 三維幾何造型 227
第一節(jié) 三維幾何造型中的元素 228
一、點(diǎn) 229
二、邊 229
三、環(huán) 229
四、面 229
五、體 230
六、體素 231
第二節(jié)　形體的存儲模型 231
一、線框模型 231
二、表面模型 232
三、實(shí)體模型 233
第三節(jié)　三維形體的表示方法 234
一、構(gòu)造實(shí)體幾何表示法 235
二、掃描表示法 236
三、分解模型表示法 237
四、邊界表示法 239
五、混合模型表示法 240
本章知識結(jié)構(gòu)圖 240
本章小結(jié) 241
復(fù)習(xí)思考題 241
第九章 分形曲線與函數(shù)迭代系統(tǒng) 242
第一節(jié)　分形的提出與分形維數(shù) 244
一、分形的萌芽 244
二、分形維數(shù) 245
三、分形的幾何特征 246
四、分形圖形與歐氏圖形的區(qū)別 247
第二節(jié)　典型分形曲線的遞歸算法 247
一、Koch曲線的遞歸算法及
雪花的生成 247
二、Peano_Hilbert曲線 250
三、Sierpinski三角形與Sierpinski
地毯 252
第三節(jié)　迭代函數(shù)系統(tǒng) 253
一、仿射變換與IFS碼 254
二、IFS迭代算法 255
三、IFS植物構(gòu)形 259
本章知識結(jié)構(gòu)圖 261
本章小結(jié) 262
復(fù)習(xí)思考題 262
第十章 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)專題設(shè)計(jì) 263
第一節(jié)　魚群的卡通圖形設(shè)計(jì) 263
一、利用B樣條曲線實(shí)現(xiàn)單尾魚
設(shè)計(jì) 264
二、利用圖形變換實(shí)現(xiàn)魚群設(shè)計(jì) 266
三、利用區(qū)域填充的著色處理 269
第二節(jié)　自由曲面與IFS結(jié)合的景物
設(shè)計(jì) 269
一、二維圖形的迭代函數(shù)系統(tǒng)
(IFS)的建立 270
二、圖形變換與三維樹木生成 270
三、果樹造型設(shè)計(jì) 272
四、自由曲面與山坡模擬 273
第三節(jié) 一個(gè)小型交互式繪圖軟件設(shè)計(jì) 274
一、微機(jī)交互繪圖軟件包的典范AutoCAD 274
二、繪圖軟件設(shè)計(jì)原則 275
三 文檔/視圖結(jié)構(gòu) 276
四、小型交互式繪圖軟件的
設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 277
本章小結(jié) 280
復(fù)習(xí)思考題 281
參考文獻(xiàn) 282