本书主要介绍计算机图形学的基本原理、相关技术及其应用，对计算机图形学的基本概念和特点、计算机图形显示系统和输入/输出设备、常用图形函数和C语言图形程序设计、二维图形和三维图形的生成和变换技术、图形的填充、裁剪和消隐技术、几何造型和真实感图形生成技术、计算机动画生成技术和开发工具、虚拟现实技术和VRML语言以及基于OpenGL的图形编程等相关知识做了详细而系统的论述。此外，本书还给出了大量计算机图形
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内容简介
本书共分10章，内容包括：绪论、交互式计算机图形处理系统、基本图形生成算法、自由曲线和曲面、图形变换与裁剪、实体几何造型基础、自然景物模拟与分形艺术、真实感图形显示、颜色科学基础及其应用、计算机动画、基于图像的三维重建、虚拟现实技术及其应用实例等。
章节目录
- 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领域
- 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
- 2.2.3 3D 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 光栅扫描显示系统
- 2.3.3 平板显示器
- 2.3.4 三维立体显示技术
- 2.3.5 新一代显示器
- 2.4 图形绘制设备
- 2.4.1 绘图仪
- 2.4.2 打印机
- 2.4.3 3D 打印机
- 2.5 虚拟现实的动态交互感知设备
- 2.5.1 数据手套
- 2.5.2 头盔显示器
- 2.5.3 三维立体眼镜
- 2.5.4 三维鼠标
- 2.5.5 虚拟现实力反馈器
- 2.5.6 数据衣
- 2.6 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 数值微分分析法（画线）
- 3.1.4 中点画线算法
- 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 数值微分分析法（画圆）
- 3.2.3 中点画圆算法
- 3.2.4 Bresenham 画圆算法
- 3.2.5 多边形逼近画圆算法
- 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 计算机辅助几何设计的研究内容
- 4.1.2 对形状的数学描述的要求
- 4.1.3 自由曲线的一般设计过程和数学表示
- 4.1.4 自由曲线和曲面的发展历程
- 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 Bézier 曲线的数学表示
- 4.3.2 Bézier 曲线的性质
- 4.3.3 常用的Bézier 曲线
- 4.3.4 Bézier 曲线的拼接
- 4.3.5 de Casteljau 算法的递推过程
- 4.3.6 反求Bézier 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 样条曲线、准均匀B 样条曲线与非均匀B 样条曲线
- 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 样条曲线
- 4.5 自 由 曲 面
- 4.5.1 参数多项式曲面
- 4.5.2 Bézier 曲面
- 4.5.3 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 4 种三维图形几何变换
- 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 Cohen-Sutherland 裁剪算法
- 5.5.2 中点分割裁剪算法
- 5.5.3 Liang-Barsky 裁剪算法
- 5.6 多边形的裁剪
- 5.6.1 Sutherland-Hodgman 算法
- 5.6.2 Weiler-Atherton 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 改进的复平面域的Newton-Raphson 方法
- 7.5 自然景物模拟实例
- 7.5.1 分形山脉模拟实例
- 7.5.2 植物形态模拟实例
- 7.5.3 雨雪现象模拟实例
- 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 光线跟踪技术
- 8.8.1 光线跟踪的基本原理
- 8.8.2 光线跟踪的求交计算
- 8.9 纹理细节模拟
- 8.9.1 纹理分类
- 8.9.2 颜色纹理
- 8.9.3 几何纹理
- 8.9.4 过程纹理
- 8.10 本 章 小 结
- 习 题 8
- 第9 章计算机动画
- 9.1 动画技术的起源、发展与应用
- 9.1.1 动画技术的起源与发展
- 9.1.2 计算机动画的应用
- 9.2 传 统 动 画
- 9.2.1 什么是动画
- 9.2.2 传统动画片的制作过程
- 9.2.3 动作特效与画面切换方式
- 9.3 计算机动画
- 9.3.1 计算机在动画中所起的作用
- 9.3.2 计算机动画系统的分类
- 9.3.3 计算机辅助二维动画
- 9.3.4 计算机辅助三维动画
- 9.3.5 实时动画和逐帧动画
- 9.4 计算机动画中的常用技术
- 9.4.1 关键帧技术
- 9.4.2 样条驱动技术
- 9.4.3 Morphing 和FFD 变形技术
- 9.4.4 运动捕获技术
- 9.4.5 双缓冲技术
- 9.4.6 其他动画技术
- 9.5 动画文件格式
- 9.5.1 GIF 格式
- 9.5.2 FLI/FLC 格式
- 9.5.3 AVI 格式
- 9.5.4 MOV 格式
- 9.6 计算机上的二维动画软件简介
- 9.7 常用的三维动画软件简介
- 9.7.1 3D Studio 与3ds Max
- 9.7.2 Maya 3D
- 9.7.3 动画后期制作软件
- 9.8 本 章 小 结
- 习 题 9
- 第10 章图形开发环境与编程实例
- 10.1 OpenGL 图形标准
- 10.1.1 OpenGL 简介
- 10.1.2 OpenGL 的主要特点和功能
- 10.1.3 OpenGL 的工作机制和流程
- 10.1.4 OpenGL 开发库的基本组成
- 10.2 Visual Studio 2017 集成开发环境简介
- 10.2.1 在VS 2017 下配置EasyX 图形库
- 10.2.2 在VS 2017 下配置OpenGL 图形库
- 10.3 Code::Blocks 集成开发环境简介
- 10.3.1 在Code::Blocks 下配置EGE 图形库
- 10.3.2 在Code::Blocks 下配置OpenGL 图形库
- 10.4 编程实例
- 10.4.1 实时时钟
- 10.4.2 带二维纹理的自动旋转的立方体
- 10.4.3 小球自由落体运动模拟
- 10.4.4 “贪吃蛇”游戏
- 10.4.5 智能Flappy Bird 游戏
- 参考文献
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计算机图形学实用教程（第4版）是2020年由人民邮电出版社出版,作者苏小红 李东 唐好选 赵玲玲 郭勇 等。
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本书是根据教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会提出的《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求》，同时依据普通高校的实际情况编写而成。全书共10个项目，主要内容包括计算机与信息技术、操作系统与Windows7、文字处理Word2010、电子表格Excel2010、演示文
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本书是根据教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会提出的《关于进一步加强高等学校计算机基础教学的意见暨计算机基础课程教学基本要求》，同时依据普通高校的实际情况编写而成的。本书是《计算机应用基础教程（Windows7+Office2010）》配套的上机实践教程。全书共分3部分，第一部分是与主教材对应的各项目实践指导，第二部分为主教材各项目习题参考答案，第三部分为全国计算机等级考试大纲。
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