《计算机图形学原理及应用》内容适合各类大学本科生学习计算机图形学的基本理论和算法。全书共分为9章。主要内容有：计算机图形处理系统的功能、硬件设备、图形标准；基本图形的生成算法：几何变换与裁剪；曲线与曲面；真实感图形与交互式绘图技术。除此以外，还对计算机动画和一些常用CAD技术做了简单介绍，并给出了许多基于OpenGL的实用例子。《计算机图形学原理及应用》是作者根据多年讲授计算机图形学课程的经验，在整理各自课程讲稿的基础之上，参考国内外相关书籍，通力合作编写而成的。《计算机图形学原理及应用》可作为电子类（通信、计算机、信息等专业）和机械类本科生的教材，也可供计算机图形学爱好者和相关专业技术人员自学参考。
第1章 绪论
1.1 计算机图形学的概念及研究内容
1.1.1 图形与图像
1.1.2 研究内容
1.1.3 相关学科
1.2 计算机图形学的发展
1.2.1 图形硬件的发展
1.2.2 图形软件及图形软件标准的发展
1.2.3 图形专用算法的发展
1.3 计算机图形学的应用
1.3.1 计算机辅助设计（CAD）及计算机辅助制造（CAM）
1.3.2 科学计算可视化
1.3.3 计算机动画
1.3.4 人机交互
1.3.5 计算机艺术
1.3.6 计算机辅助教学（CAI）
习题1
第2章 计算机图形系统
2.1 计算机图形系统构成和功能
2.1.1 计算机图形系统构成
2.1.2 计算机图形系统功能
2.2 输入设备
2.2.1 键盘（Keyboard）
2.2.2 鼠标（Mouse）
2.2.3 光笔（LightPen）
2.2.4 触摸屏（TouchScreen）
2.2.5 数字化仪（Digitizer）
2.2.6 扫描仪（Scanner）
2.2.7 游戏杆（JoyStick）和跟踪球（Traekball）
2.2.8 数据手套（DataGlove）
2.3 输出设备
2.3.1 显示设备
2.3.2 硬拷贝设备
2.4 光栅扫描显示系统
2.4.1 光栅扫描显示系统的组成
2.4.2 相关概念
2.4.3 PC图形显示卡
2.5 计算机图形标准
习题2
第3章 基本图形的生成算法
3.1 直线的扫描转换
3.1.1 数值微分算法
3.1.2 中点画线算法
3.1.3 Bresenham画线算法
3.2 圆的扫描转换
3.2.1 中点画圆算法
3.2.2 Bresenham画圆算法
3.3 椭圆的扫描转换
3.4 实面积图形的生成
3.4.1 多边形的填充
3.4.2 种子填充算法
3.5 光栅图形反走样算法
3.5.1 过取样
3.5.2 简单区域取样
3.5.3 加权区域取样
3.6 属性处理
3.6.1 线属性
3.6.2 区域填充属性
3.7 字符处理
3.7.1 点阵式字符
3.7.2 矢量式字符
3.8 OpenGL基本图元的绘制
3.8.1 点的绘制
3.8.2 线的绘制
3.8.3 多边形的绘制
习题3
第4章 几何变换
4.1 几何变换的数学基础
4.1.1 矩阵运算
4.1.2 矩阵运算的基本性质
4.1.3 二维坐标系统
4.2 二维图形几何变换
4.2.1 二维图形的基本变换
4.2.2 组合变换
4.3 三维图形的几何变换
4.3.1 三维图形的基本变换
4.3.2 组合变换
4.4 投影变换
4.4.1 基本概念
4.4.2 平行投影
4.4.3 透视投影变换
4.5 窗口一视区变换
4.5.1 基本概念
4.5.2 视窗变换实例WindowToViewport的设计
4.5.3 编写过程中的技术要点
4.6 二维图形的裁剪
4.6.1 点的裁剪
4.6.2 直线的裁剪
4.6.3 多边形的裁剪
4.6.4 曲线和文字的裁剪
4.7 OpenGI图形变换基础
习题4
第5章 曲线与曲面
5.1 曲线、曲面参数表示的基础知识
5.1.1 矢量
5.1.2 曲线与曲面的参数表示
5.1.3 插值、逼近、拟合与光顺
5.1.4 曲线的参数连续性和几何连续性
5.2 Bezier曲线
5.2.1 Bezier曲线的定义
5.2.2 Bezier曲线的性质
5.2.3 Bezier曲线的矩阵表示
5.2.4 Bezier曲线的拼接
5.3 B样条曲线
5.3.1 B样条曲线的定义
5.3.2 B样条曲线的性质
5.3.3 B样条曲线分类
5.4 非均匀有理B样条曲线
5.4.1 NURBS曲线的定义
5.4.2 NURBS的齐次坐标表示
5.4.3 NURBS的优缺点
5.5 Bezier曲面
5.5.1 Bezier曲面的定义
5.5.2 Bezier曲面片的拼接
5.6 B样条曲面
5.6.1 B样条曲面的数学表示
5.6.2 B样条曲面片的拼接
5.7 非均匀有理B样条曲面
5.8 OpenGL中自由曲线的绘制
5.8.1 Bezier曲线的绘制
5.8.2 NURBS曲线的绘制
习题5
第6章 真实感图形
第7章 交互式绘图技术
第8章 计算机动画
第9章 实用CAD系统介绍
参考文献
第1章 绪论
据统计，人类对外部世界的感知80％来自于视觉，俗话说：“百闻不如一见”，就是一个非常形象的说法。在生产活动中，“图样”是交流技术思想：表达设计意图和指导生产的重要工具。千百年来，人们使用三角板、圆规、丁字尺等各种工具手工绘制各种图形。为了绘制图样和提高绘图效率，人们不断改进工具和绘图方法，但是仍难改变手工绘图速度慢、精度低且繁琐、劳动量大等问题，所以人们一直希望用自动绘图代替手工绘图，计算机绘图的出现使这个愿望变成了现实。随着计算机绘图软硬件技术的不断发展，人们对相关理论和算法的深入研究，逐渐形成了一门新兴的学科——计算机图形学（ComputerGraphics，CG），它是一门涉及物理学、数学、工程图学、数据结构、计算机技术等多门学科的交叉学科。通过几十年的发展，计算机图形学已经在工业、商业、军事、教育和娱乐等各个领域得到了广泛应用，成为计算机科学中发展最快、影响最大的学科之一，并在应用中日益显示出其重要性和不可替代性。
1．1计算机图形学的概念及研究内容
1．1．1 图形与图像
能够在人的视觉中形成视觉印象的客观对象都可以称为图形，包括各种几何图形以及由函数式、代数方程和表达式所描述的图形，也包括来自于各种媒体的图景、图片、图案和形体实体等。在计算机中，表示带有颜色和形状信息的图和形一般有两种方法：点阵法和参数法。点阵法用具有灰度或颜色信息的点阵来表示图形，强调图形由哪些点组成，并具有什么灰度和色彩。参数法是以计算机中记录图形的形状参数和属性参数来表示图形的一种方法。形状参数可以是形状的方程参数、线段的起点和终点等几何属性的描述；属性参数则描述灰度、色彩、线形等非几何属性。因此，可以将参数法描述的图形称做图形（Graphic），一般指直线、圆、圆弧、任意曲线和图表等计算机绘制的画面；而把点阵法描述的图形叫做图像（Image），一般以BMP、PCX、TIF、GIFD等格式存储在计算机中。
书单推荐
