本书讲解了计算机基础知识、WindowsXP操作系统、文字处理软件Word2003、电子表格Excel2003等内容。
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内容简介
计算机图形学是研究利用计算机进行图形绘制的科学，其主要研究内容为利用计算机实现将三维模型投影到平面的方法。本书首先搭建基本的计算机图形学知识体系，然后在此基础上，围绕GPU管线的处理结构分析管线各个阶段的实现算法；同时介绍WebGL在编程方面的应用，使读者不仅能够掌握图形应用软件的编程方法，还能明白计算机图形学的基本原理。 编者在本书中融入了大量实例的源代码，可以为读者应用不同的理论知识进行实践提供参考。此外，与本书配套的“计算机图形学实验”平台上不仅展示了多个实验下多位学生的三维交互作品，以供院校师生参考学习，而且支持读者注册并使用该平台，进行代码上传与调试及作品展示等，这可以极大程度地提升读者的实战技能。 本书可作为高等院校计算机、数字媒体、软件工程等相关专业的教材，也可供图形应用领域的技术人员学习使用，还可作为图形研究人员的参考用书。
章节目录
- 第1篇基础篇
- 第1 章 概述
- 1.1 计算机图形学相关课程
- 1.2 计算机图形学的发展
- 1.3 计算机图形系统
- 1.3.1 光栅扫描显示
- 1.3.2 图形处理单元架构
- 1.4 计算机图形软件
- 1.4.1 Direct3D 和OpenGL 概述
- 1.4.2 WebGL 概述
- 1.4.3 WebXR 概述
- 1.5 本章小结
- 习 题
- 第2 章 图形处理管线
- 2.1 GPU 与CPU 的区别
- 2.1.1 计算机绘制概述
- 2.1.2 成像原理
- 2.2 固定管线流程
- 2.2.1 处理流程
- 2.2.2 模型表达与绘制
- 2.2.3 管线架构
- 2.3 可编程管线
- 2.3.1 可编程管线的基本概念
- 2.3.2 着色器程序
- 2.3.3 管线中的数据流
- 2.4 buffer 编程
- 2.4.1 帧缓存
- 2.4.2 深度缓存
- 2.4.3 模板缓存
- 2.4.4 PBO 与FBO
- 2.4.5 纹理buffer
- 2.5 本章小结
- 习 题
- 第3 章 WebGL 编程
- 3.1 搭建开发平台
- 3.1.1 Three.js 简介
- 3.1.2 Three.js 的环境配置
- 3.1.3 搭建Web 服务器
- 3.1.4 创建第一个Three.js 实例
- 3.2 JavaScript 基础
- 3.2.1 核心语句和语法
- 3.2.2 对象和数组
- 3.2.3 在网页中嵌入JavaScript 代码
- 3.2.4 与网页进行交互
- 3.3 场景搭建
- 3.3.1 画布设置
- 3.3.2 对象设置
- 3.3.3 相机设置
- 3.3.4 交互设置
- 3.4 坐标系与观察变换
- 3.4.1 场景坐标系与图像结果坐标系
- 3.4.2 观察变换
- 3.5 Three.js 基本程序框架
- 3.6 本章小结
- 习 题
- 第4 章 光栅式图形系统
- 4.1 线段光栅化
- 4.1.1 Bresenham 算法
- 4.1.2 曲线光栅化方法
- 4.2 字符光栅化
- 4.3 反走样技术
- 4.4 多边形填充技术
- 4.4.1 内外测试
- 4.4.2 扫描线多边形填充算法
- 4.4.3 其他填充方法
- 4.5 纹理技术
- 4.5.1 纹理坐标
- 4.5.2 GLSL 纹理贴图
- 4.5.3 纹理上下文
- 4.5.4 过程纹理
- 4.5.5 凹凸贴图
- 4.6 WebGL 实例分析
- 4.7 本章小结
- 习 题
- 第5 章 变换
- 5.1 数学基础
- 5.1.1 向量
- 5.1.2 矩阵
- 5.1.3 齐次坐标
- 5.2 二维几何变换
- 5.2.1 矩阵表达
- 5.2.2 复合变换矩阵的构造
- 5.3 三维几何变换
- 5.3.1 矩阵表达
- 5.3.2 复合变换矩阵的构造
- 5.3.2 四元数
- 5.4 投影变换
- 5.4.1 平行投影
- 5.4.2 透视投影
- 5.5 裁剪技术
- 5.5.1 线段裁剪
- 5.5.2 多边形裁剪
- 5.5.3 三维裁剪
- 5.6 实例分析
- 5.6.1 基本概念
- 5.6.2 基本矩阵函数
- 5.6.3 旋转、平移和缩放
- 5.6.4 绕任意点的旋转
- 5.6.5 三维模型示例
- 5.7 本章小结
- 习 题
- 第6 章 三维模型表示
- 6.1 多边形网格表示
- 6.1.1 基本概念
- 6.1.2 多边形网格的数据结构
- 6.1.3 三角化算法
- 6.1.4 网格简化
- 6.2 参数曲面表示
- 6.2.1 Bézier 曲线
- 6.2.2 Bézier 曲面
- 6.2.3 B 样条曲线
- 6.2.4 B 样条曲面
- 6.3 细分表示
- 6.3.1 四边形网格细分的Catmull-Clark 方法
- 6.3.2 三角形网格细分的Loop 方法
- 6.4 其他表示
- 6.4.1 点表示
- 6.4.2 实体表示
- 6.5 实例分析
- 6.6 本章小结
- 习 题
- 第7 章 简单光照模型
- 7.1 光反射作用的组成部分
- 7.1.1 环境光
- 7.1.2 漫反射光
- 7.1.3 镜面反射光
- 7.2 简单光照模型
- 7.2.1 Phong 模型
- 7.2.2 明暗处理方法
- 7.3 实例分析
- 7.4 本章小结
- 习 题
- 第2篇应用篇
- 第8 章 WebGL 高级应用
- 8.1 Shader 基础
- 8.1.1 WebGL 高级渲染
- 8.1.2 Shader 简介
- 8.2 Shader 程序
- 8.2.1 内置变量与函数
- 8.2.2 示例说明
- 8.2.3 Three.js 中的Shader 材质
- 8.3 本章小结
- 习 题
- 第9 章 全局光照
- 9.1 全局光照简介
- 9.1.1 基本概念
- 9.1.2 环境光遮蔽
- 9.1.3 渲染方程
- 9.2 光线跟踪算法
- 9.2.1 光线跟踪算法原理
- 9.2.2 算法核心步骤
- 9.2.3 算法实现细节
- 9.2.4 算法改进
- 9.3 辐射度算法
- 9.3.1 辐射度算法原理
- 9.3.2 辐射度方程
- 9.3.3 求解辐射度方程
- 9.3.4 计算排列因子
- 9.3.5 实现辐射度算法
- 9.4 本章小结
- 习 题
- 第10章 实时物理渲染与非真实感绘制
- 10.1 实时物理渲染
- 10.1.1 PBR 技术
- 10.1.2 BRDF 模型技术
- 10.1.3 WebGL 材质实例分析
- 10.2 非真实感渲染
- 10.2.1 概述
- 10.2.2 分类
- 10.2.3 卡通渲染
- 10.2.4 其他风格的NPR 渲染
- 10.3 本章小结
- 习 题
- 参考文献
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计算机图形学基础与应用——基于WebGL是2022年由人民邮电出版社出版,作者编著。
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