計算機(jī)圖形學(xué)教程（修訂版）

第一章　緒論                  
 　1. 1　圖形無所不在                  
 　1. 2　景物的幾何建模                  
 　1. 3　場景繪制                  
 　1. 4　人機(jī)交互界面                  
 　1. 5　計算機(jī)動畫                  
 　習(xí)題                  
 第一章　計算機(jī)圖形系統(tǒng)及其設(shè)備                  
 　2. 1　計算機(jī)圖形顯示原理                  
 　2. 1. 1　CRT顯示器                  
 　2. 1. 2　光柵掃描圖形顯示原理                  
 　2. 1. 3　液晶顯示器                  
 　2. 1. 4　顯示適配器                  
 　2. 2　計算機(jī)圖形系統(tǒng)概述                  
 　2. 2. 1　微型計算機(jī)圖形系統(tǒng)                  
 　2. 2. 2　圖形工作站                  
 　2. 2. 3　虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)                  
 　2. 3　圖形輸入設(shè)備                  
 　2. 3. 1　光筆                  
 　2. 3. 2　圖形輸入板                  
 　2. 3. 3　觸摸板                  
 　2. 3. 4　圖形掃描儀                  
 　2. 3. 5　語音系統(tǒng)                  
 　2. 3. 6　數(shù)據(jù)手套                  
 　2. 4　計算機(jī)繪圖設(shè)備                  
 　2. 4. 1　滾筒式繪圖機(jī)                  
 　2. 4. 2　平板式繪圖機(jī)                  
 　2. 4. 3　噴墨式彩色繪圖機(jī)與靜電式繪圖機(jī)                  
 　習(xí)題                  
 第三章　生成直線和圓弧的算法                  
 　3. 1　生成直線的DDA方法                  
 　3. 2　生成直線的Bresenham算法                  
 　3. 3　生成直線算法的進(jìn)一步改進(jìn)                  
 　3. 4　Bresenham生成圓弧的算法                  
 　3. 5　繪圓弧的正負(fù)法                  
 　3. 6　圓的多邊形迫近法                  
 　習(xí)題                  
 第四章　交換                  
 　4. 1　一個簡單的圖形軟件包                  
 　4. 2　三維圖形的顯示流程                  
 　4. 3　三維幾何變換                  
 　4. 4　投影                  
 　4. 4. 1　透視                  
 　4. 4. 2　平行投影                  
 　4. 4. 3　投影平面是任意平面的情況                  
 　4. 5　裁剪                  
 　4. 5. 1　Sutherland－Cohen算法                  
 　4. 5. 2　中點(diǎn)分割算法                  
 　4. 5. 3　梁友棟-Barsky算法                  
 　4. 5. 4　快速算法                  
 　4. 5. 5　其它圖形的裁剪                  
 　4. 5. 6　三維圖形的裁剪                  
 　4. 6　窗口到視區(qū)的變換                  
 　4. 7　圖形顯示流程的進(jìn)一步說明                  
 　習(xí)題                  
 第五章　層次結(jié)構(gòu)                  
 　5. 1　幾何模型及其層次結(jié)構(gòu)                  
 　5. 2　層次結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)                  
 　5. 3　用結(jié)構(gòu)方法實(shí)現(xiàn)層次結(jié)構(gòu)                  
 　5. 4　塊和嵌入                  
 　5. 5　層                  
 　習(xí)題                  
 第六章　交互技術(shù)                  
 　6. 1　交互的硬件設(shè)備                  
 　6. 2　基本交互任務(wù)                  
 　6. 3　進(jìn)一步的交互技術(shù)                  
 　6. 4　輸入過程基本處理模式                  
 　6. 5　設(shè)計人機(jī)交互的一般風(fēng)格及原則                  
 　6. 6　圖形標(biāo)準(zhǔn)及圖形程序庫OpenGL                  
 　習(xí)題                  
 第七章　光柵圖形的掃描轉(zhuǎn)換與區(qū)域填充                  
 　7. 1　多邊形的掃描轉(zhuǎn)換                  
 　7. 1. 1　什么是多邊形的掃描轉(zhuǎn)換                  
 　7. 1. 2　逐點(diǎn)判斷算法                  
 　7. 1. 3　掃描線算法                  
 　7. 1. 4　邊緣填充算法                  
 　7. 1. 5　邊界標(biāo)志算法                  
 　7. 2　區(qū)域填充                  
 　7. 2. 1　區(qū)域的表示和類型                  
 　7. 2. 2　遞歸算法                  
 　7. 2. 3　掃描線算法                  
 　7. 3　多邊形的掃描轉(zhuǎn)換與區(qū)域填充的比較                  
 　7. 4　光柵圖形的反走樣算法                  
 　7. 4. 1　光柵圖形的走樣現(xiàn)象                  
 　7. 4. 2　反走樣線段                  
 　7. 4. 3　反走樣多邊形                  
 　7. 4. 4　提高分辨率的反走樣方法                  
 　習(xí)題                  
 第八章　隱藏面和隱藏線的消除                  
 　8. 1　多面體的隱藏線消除                  
 　8. 2　曲面的隱藏線消除                  
 　8. 3　區(qū)域子分算法                  
 　8. 4　Z緩沖器算法和掃描線算法                  
 　8. 5　區(qū)間掃描線算法                  
 　8. 6　曲面的掃描線消隱算法                  
 　8. 7　優(yōu)先級表算法                  
 　習(xí)題                  
 第九章　曲線曲面的表示                  
 　9. 1　Bezier曲線曲面                  
 　9. 1. 1　Bezier曲線                  
 　9. 1. 2　Bezier曲線的拼接                  
 　9. 1. 3　Bezier曲線的離散生成                  
 　9. 1. 4　Bezier曲面                  
 　9. 2　B樣條曲線曲面                  
 　9. 2. 1　B樣條基函數(shù)                  
 　9. 2. 2　B樣條曲線                  
 　9. 2. 3　deBoor算法和B樣條曲線的離散生成                  
 　9. 2. 4　B樣條曲面                  
 　9. 3　孔斯曲面                  
 　9. 3. 1　雙三次孔斯曲面                  
 　9. 3. 2　雙三次孔斯曲面與雙三次Bezier曲面的互化                  
 　9. 4　有理形式的曲線曲面                  
 　9. 4. 1　有理Bezier曲線                  
 　9. 4. 2　二次有理Bezier曲線                  
 　9. 4. 3　有理Bezier曲面                  
 　9. 4. 4　有理B樣條曲線                  
 　9. 4. 5　有理B樣條曲面                  
 　9. 4. 6　有理形式的孔斯曲面                  
 　習(xí)題                  
 第十章　三維實(shí)體造型                  
 　10. 1　概述                  
 　10. 2　體素構(gòu)造表示（CSG樹表示）                  
 　10. 2. 1　三維物體的點(diǎn)集模型                  
 　10. 2. 2　物體間的正則集合運(yùn)算                  
 　10. 2. 3　物體的CSG樹表示                  
 　10. 2. 4　CSG樹表示的分治算法                  
 　10. 2. 5　光線投射算法                  
 　10. 3　邊界表示法                  
 　10. 3. 1　王維物體的曲面模型                  
 　10. 3. 2　物體的邊界表示                  
 　10. 3. 3　Sweep運(yùn)算                  
 　10. 3. 4　歐拉運(yùn)算                  
 　10. 3. 5　集合運(yùn)算                  
 　10. 3. 6　局部運(yùn)算                  
 　10. 4　八叉樹表示                  
 　10. 5　基于參數(shù)化. 特征的實(shí)體造型                  
 　10. 5. 1　參數(shù)化設(shè)計                  
 　10. 5. 2　基于特征的實(shí)體造型                  
 　習(xí)題                  
 第十一章　真實(shí)感圖形的基本理論與算法                  
 　11. 1　引言                  
 　11. 2　簡單光照明模型                  
 　11. 3　多邊形表示物體的光滑明暗處理                  
 　11. 4　陰影生成                  
 　11. 4. 1　影域多邊形方法                  
 　11. 4. 2　曲面細(xì)節(jié)多邊形方法                  
 　11. 4. 3　Z緩沖器方法                  
 　11. 4. 4　光線跟蹤方法                  
 　11. 5　整體光照明模型                  
 　11. 5. 1　透射光亮度的簡單模擬                  
 　11. 5. 2　Whitted光照明模型                  
 　11. 6　光線跟蹤技術(shù)的基本原理                  
 　11. 7　加速光線跟蹤算法                  
 　11. 8　物體表面細(xì)節(jié)的模擬                  
 　11. 8. 1　二維紋理映射原理                  
 　11. 8. 2　Catmull紋理映射算法                  
 　11. 8. 3　紋理映射中的快速反走樣技術(shù)                  
 　11. 8. 4　環(huán)境映照技術(shù)                  
 　11. 8. 5　三維紋理映射技術(shù)                  
 　11. 8. 6　幾何紋理映射技術(shù)                  
 　11. 9　圖形反走樣技術(shù)                  
 　11. 9. 1　A緩沖器方法                  
 　11. 9. 2　復(fù)雜陰影生成的反走樣技術(shù)                  
 　11. 9. 3　光線跟蹤的圖形反走樣技術(shù)                  
 　11. 10　輻射度方法                  
 　11. 10. 1　理想漫射環(huán)境的輻射度方程                  
 　11. 10. 2　形狀因子                  
 　11. 10. 3　半立方體（hemi－cube）算法                  
 　11. 10. 4　輻射度方程的求解技術(shù)                  
 　11. 10. 5　輻射度方法的前后置處理                  
 　11. 10. 6　子結(jié)構(gòu)技術(shù)                  
 　習(xí)題                  
 第十二章　計算機(jī)動畫                  
 　12. 1　計算機(jī)動畫的發(fā)展歷史和應(yīng)用                  
 　12. 2　商業(yè)動畫軟件簡介                  
 　12. 2. 1　Alias|Wavefront動畫軟件                  
 　12. 2. 2　Maya動畫軟件                  
 　12. 2. 3　Softimage動畫軟件                  
 　12. 3　低層運(yùn)動控制方法                  
 　12. 3. 1　參數(shù)關(guān)鍵幀技術(shù)                  
 　12. 3. 2　樣條驅(qū)動動畫技術(shù)                  
 　12. 3. 3　物體朝向的歐拉角表示和插值技術(shù)                  
 　12. 3. 4　物體朝向的四元數(shù)表示和插值技術(shù)                  
 　12. 4　Morphins和空間變形動畫技術(shù)                  
 　12. 4. 1　二維多邊形形狀漸變                  
 　12. 4. 2　二維圖像morphing技術(shù)                  
 　12. 4. 3　三維morphing技術(shù)                  
 　12. 4. 4　整體和局部變形方法                  
 　12. 4. 5　自由變形方法FFD及其變種                  
 　12. 4. 6　其它變形方法                  
 　12. 4. 7　元球的造型和動畫技術(shù)                  
 　12. 5　過程動畫技術(shù)                  
 　12. 5. 1　粒子系統(tǒng)                  
 　12. 5. 2　群體動畫                  
 　12. 5. 3　布料動畫                  
 　12. 5. 4　水波動畫                  
 　12. 6　關(guān)節(jié)動畫與臉部表情動畫技術(shù)                  
 　12. 6. 1　關(guān)節(jié)鏈結(jié)構(gòu)的基本概念                  
 　12. 6. 2　關(guān)節(jié)鏈結(jié)構(gòu)表示                  
 　12. 6. 3　關(guān)節(jié)鏈結(jié)構(gòu)的運(yùn)動求解技術(shù)                  
 　12. 6. 4　復(fù)雜骨架的層次構(gòu)造及其運(yùn)動控制                  
 　12. 6. 5　兩足行走模型                  
 　12. 6. 6　骨架驅(qū)動的肌肉模型                  
 　12. 6. 7　臉部表情動畫                  
 　12. 7　基于物理的動畫技術(shù)                  
 　12. 7. 1　剛體運(yùn)動模擬                  
 　12. 7. 2　塑性物體變形運(yùn)動                  
 　12. 7. 3　流體運(yùn)動模擬                  
 　12. 7. 4　其它動力學(xué)模型                  
 　習(xí)題                  
 第十三章　科學(xué)計算可視化                  
 　13. 1　引言                  
 　13. 1. 1　科學(xué)計算可視化出現(xiàn)的背景. 意義及與計算機(jī)圖形學(xué)的關(guān)系                  
 　13. 1. 2　科學(xué)計算可視化的基本步驟                  
 　13. 1. 3　科學(xué)計算可視化的應(yīng)用                  
 　13. 2　可視化數(shù)據(jù)的基本表示                  
 　13. 2. 1　可視化數(shù)據(jù)的基本特征                  
 　13. 2. 2　可視化數(shù)據(jù)表示的設(shè)計策略                  
 　13. 2. 3　數(shù)據(jù)集的類型                  
 　13. 3　面繪制方法                  
 　13. 3. 1　基于等值線的生成方法                  
 　13. 3. 2　基于體素（voxel）的生成方法                  
 　13. 3. 3　基于能量函數(shù)的封閉等值面生成方法                  
 　13. 4　體繪制方法                  
 　13. 4. 1　體繪制方法出現(xiàn)的背景                  
 　13. 4. 2　體光照模型                  
 　13. 4. 3　以圖像空間為序的體繪制方法                  
 　13. 4. 4　以物體空間為序的體繪制方法                  
 　13. 4. 5　其它的體繪制方法                  
 　13. 4. 6　面繪制和體繪制相結(jié)合的方法                  
 　13. 5　矢量場和張量場的可視化                  
 　13. 5. 1　三維矢量場可視化的研究內(nèi)容及難點(diǎn)                  
 　13. 5. 2　基于幾何形狀的矢量場映射方法                  
 　13. 5. 3　基于顏色. 光學(xué)系統(tǒng)的矢量場映射方法                  
 　13. 5. 4　基于紋理的矢量場映射方法                  
 　13. 5. 5　特征可視化                  
 　13. 5. 6　張量場的可視化                  
 　13. 6　免費(fèi)可視化軟件VTK簡介                  
 　習(xí)題                  
 參考文獻(xiàn)