计算机图形学实用教程-(第2版)

第1章 绪论1.1 计算机图形学的研究内容及其与相关学科的关系1.1.1 什么是计算机图形学1.1.2 计算机图形学的研究内容1.1.3 计算机图形学与其他相关学科的关系1.2 计算机图形学的发展与应用1.2.1 计算机图形学的发展简史和发展方向1.2.2 计算机图形学的应用领域1.3 本章小结习题1第2章 交互式计算机图形处理系统2.1 交互式计算机图形系统的组成2.2 图形输入设备2.2.1 一般输入设备2.2.2 图形输入设备2.3 视频显示设备2.3.1 光栅扫描显示器2.3.2 平板显示器2.3.3 未来的显示器2.4 图形绘制设备2.4.1 绘图仪2.4.2 打印机2.5 虚拟现实应用中的动态交互感知设备2.6 OpenGL图形标准2.6.1 OpenGL简介2.6.2 OpenGL的主要特点和功能2.6.3 OpenGL的工作流程2.6.4 OpenGL开发库的基本组成2.6.5 如何在Visualc++环境中使用OpenGL库函数2.7 本章小结习题2第3章 基本图形生成算法3.1 直线的扫描转换3.1.1 光栅图形中点的表示3.1.2 绘制直线的要求3.1.3 数值微分画线法3.1.4 扣点画线法3.1.5 Bresenham画线算法3.2 圆和圆弧的扫描转换3.2.1 圆的特性3.2.2 数值微分画圆法3.2.3 中点画圆法3.2.4 Bresenham画圆算法3.2.5 多边形逼近画圆法3.3 线宽与线型的处理3.3.1 线宽的处理3.3.2 线型的处理3.4 实区域填充算法3.4.1 实区域填充算法的基本思路3.4.2 一般多边形的填充过程及其存在的问题3.4.3 有序边表算法3.4.4 边填充算法3.4.5 简单的种子填充算法3.4.6 扫描线种子填充算法3.5 图形反走样技术3.5.1 光栅图形的走样现象及其原因3.5.2 常用反走样技术3.5.3 Bresenham区域反走样算法3.6 本章小结习题3第4章 自由曲线和曲面4.1 计算机辅助几何设计概述4.1.1 CAGD的研究内容4.1.2 对形状数学描述的要求4.1.3 自由型曲线和曲面的一般设计过程和数学表示4.1.4 自由曲线曲面的发展历程4.2 参数样条曲线4.2.1 线性插值与抛物线插值4.2.2 参数样条曲线与样条插值4.3 Bézier曲线4.3.1 Bérzier曲线的数学表示4.3.2 Bérzier曲线的性质4.3.3 常用的Brzier曲线4.3.4 Bérziel曲线的拼接4.3.5 de Casteljau递推算法4.3.6 反求Bérzier曲线控制点4.3.7 有理：Bézier曲线4.4 B样条曲线4.4.1 问题的提出4.4.2 B样条曲线的数学表示4.4.3 二次B样条曲线4.4.4 三次B样条曲线4.4.5 B样条曲线的几种特殊情况4.4.6 反求B样条曲线控制顶点4.4.7 均匀B样条、准均匀B样条与非均匀B样条4.4.8 B样条曲线的离散生成——deBoor分割算法4.4.9 非均匀有理B样条(NURBS)曲线4.5 自由曲面4.5.1 参数多项式曲面4.5.2 Coons曲面4.5.3 Bézier曲面4.5.4 B样条曲面4.6 本章小结习题4第5章 图形变换与裁剪5.1 窗口视图变换5.2 二维图形几何变换5.2.1 二维图形几何变换原理5.2.2 齐次坐标技术5.2.3 二维组合变换5.3 三维图形几何变换5.3.1 三维空间坐标系5.3.2 三维图形几何变换5.3.3 三维图形的组合变换5.4 投影变换5.4.1 投影变换的分类5.4.2 平行投影5.4.3 透视投影5.5 二维线段裁剪5.5.1 矩形窗口裁剪算法5.5.2 圆形窗口裁剪算法5.5.3 多边形窗口裁剪算法5.6 多边形的裁剪5.6.1 Sutherland-Hodgman算法5.6.2 Weiler-Athelton算法5.7 三维线段裁剪5.7.1 平行投影中的三维裁剪5.7.2 透视投影中的三维裁剪5.8 本章小结习题5第6章 实体几何造型基础6.1 多面体模型和曲面模型6.1.1 多面体模型6.1.2 曲面模型6.2 线框模型、表面模型和实体模型6.3 实体几何造型系统的发展6.4 实体的定义与运算6.4.1 实体的定义6.4.2 欧拉公式与欧拉运算6.4.3 实体的正则集合运算6.5 实体的表示方法6.5.1 实体的边界表示6.5.2 实体的分解表示6.5.3 实体的构造实体几何表示6.5.4 实体的扫描表示6.5.5 实体的元球表示6.6 本章小结习题6第7章 自然景物模拟与分形艺术7.1 分形几何的基础知识7.1.1 分形几何学的产生7.1.2 分形维数与分形几何7.1.3 什么是分形7.2 分形图形的生成方法7.2.1 随机插值模型7.2.2 迭代函数系统7.2.3 L系统7.2.4 粒子系统7.3 Julia集与Mandelbrot集7.3.1 概述7.3.2 Julia集与Mandelbrot集7.3.3 广义Julia集与Mandelbrot集7.4 复平面域的Newton-Raphson方法7.4.1 概述7.4.2 改进的Newton-Raphson方法生成分形艺术图形7.5 自然景物模拟实例7.5.1 分形山模拟实例7.5.2 植物形态模拟实例7.5.3 雨雪现象的模拟实例7.5.4 液态流体模拟实例7.5.5 气态流体模拟实例7.6 本章小结习题7第8章 真实感图形显示8.1 三维图形显示的基本流程8.2 取景变换8.3 隐藏面的消除8.3.1 背面剔除算法8.3.2 画家算法8.3.3 Weiler-Atherton算法8.3.4 BSP树算法8.3.5 深度缓冲器算法8.3.6 扫描线z缓冲器算法8.3.7 区间扫描线算法8.3.8 Warnock算法8.3.9 光线投射算法8.4 阴影生成8.5 基本光照模型8.5.1 环境光模型8.5.2 Lambert漫反射模型8.5.3 镜面反射和Phong模型8.5.4 简单的透明模型8.6 整体光照模型8.7 多边形表示的明暗处理8.7.1 Gouraud明暗处理8.7.2 Phong明暗处理8.8 半色调技术8.8.1 模式单元法8.8.2 抖动技术8.9 光线跟踪技术8.9.1 光线跟踪的基本原理8.9.2 光线跟踪的求交计算8.10 纹理细节模拟8.10.1 纹理分类8.10.2 颜色纹理8.10.3 几何纹理8.10.4 过程纹理8.11 本章小结习题8第9章 颜色科学基础及其应用9.1 颜色的基本知识9.1.1 颜色的基本概念9.1.2 视觉现象9.1.3 颜色视觉的机理9.2 常用的颜色空间9.2.1 与图形处理相关的颜色空间9.2.2 与设备无关的颜色空间9.2.3 电视系统颜色空间9.3 色彩设计9.3.1 色彩的情感9.3.2 面向色彩设计的HSV颜色模型9.3.3 HSV与RGB的相互转换及其应用9.3.4 数字图像颜色类型9.4 颜色再现与色彩管理9.4.1 颜色再现的目标9.4.2 颜色再现的科学性与艺术性9.4.3 颜色再现质量的评价9.4.4 为什么要进行色彩管理9.4.5 基于ICC标准的色彩管理9.4.6 色彩管理系统分类9.5 基于ICC Profile的色彩管理9.5.1 ICC Profile的类型及文件结构9.5.2 基于ICC Profile的颜色空间变换9.5.3 ICC Profile的局限性9.6 色彩匹配9.6.1 彩色喷墨打印机工作原理9.6.2 影响色彩匹配质量的因素分析9.6.3 色彩匹配的难点9.6.4.常用的色彩匹配方法9.7 黑色生成与灰度平衡9.8 本章小结习题9第10章 计算机动画10.1 动画技术的起源、发展与应用10.1.1 动画技术的起源与发展10.1.2 计算机动画的应用10.1.3 计算机动画的未来10.2 传统动画10.2.1 什么是动画10.2.2 传统动画片的制作过程10.2.3 动作特效与画面切换方式10.3 计算机动画10.3.1 计算机在动画中所起的作用10.3.2 计算机动画系统的分类10.3.3 计算机辅助二维动画10.3.4 计算机辅助三维动画10.3.5 实时动画和逐帧动画10.4 计算机动画中的常用技术10.4.1 关键帧技术10.4.2 样条驱动技术10.4.3 Morphing和FFD变形技术10.4.4 运动捕获技术10.4.5 其他动画技术10.5 动画文件格式10.5.1 GIF格式10.5.2 FLI／FLC格式10.5.3 SWF格式10.5.4 AVI格式10.5.5 MOV格式10.6 计算机上的二维动画软件简介10.7 常用的三维动画软件简介10.7.1 3DStudio与3DSMAX10.7.2 Softimage3D10.7.3 Maya3D10.7.4 LIGHTWAVE3D10.8 本章小结习题10第11章 基于图像的三维重建11.1 基于图像的三维重建技术简介11.1.1 明暗恢复形状法11.1.2 纹理恢复形状法11.1.3 光度立体学方法11.1.4 运动图像序列法11.1.5 立体视觉法11.1.6 各种三维重建方法的比较11.2 基于图像三维重建的基本步骤11.3 图像采集及摄像机定标11.3.1 图像采集11.3.2 图像预处理11.3.3 摄像机定标11.4 特征提取与匹配11.4.1 特征提取11.4.2 特征匹配11.5 重建三维轮廓11.6 恢复模型的视觉外观11.7 本章小结习题11参考文献