實用計算機圖形學

《實用計算機圖形學》是2012年清華大學出版社出版的圖書，作者是王仁芳。

基本介紹

• 書名：實用計算機圖形學
• 作者：王仁芳
• ISBN：9787302279020
• 定價：32元
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2012-2-17
• 裝幀：平裝

圖書簡介

本書以先進的工程教育理念為指導，設計了貫穿於核心章節的一體化案例，展示出“基本圖形的生成與顯示”、“二維圖形變換及裁剪”、“三維圖形變換”、“曲線與曲面”等圖形學核心內容的算法原理與項目實現方法；為了更好地理解真實感圖形繪製，在“消隱”和“真實感圖形”兩章中展示了基於OpenGL的真實感圖形渲染，有興趣的讀者在學習完這兩章後可深入探究；在第2章“本書案例項目簡介”中專門對VC和OpenGL環境及繪圖基礎進行了講解，目的是使不熟悉環境的讀者也能方便地使用本書；第1章的“圖形學概述”向讀者介紹了圖形學技術的產生、發展、套用情況以及常用的顏色模型等。

目錄

第1章圖形學概述1

1.1計算機圖形學發展背景1

1.1.1計算機圖形學相關概念1

1.1.2計算機圖形學的發展3

1.1.3計算機圖形學主要研究內容5

1.2計算機圖形學套用5

1.2.1計算機動畫6

1.2.2計算機輔助設計與製造8

1.2.3虛擬現實與計算機仿真12

1.2.4科學計算可視化15

1.3計算機圖形系統構成18

1.3.1圖形系統功能及組成19

1.3.2圖形系統的硬體組成20

1.3.3圖形軟體系統35

1.4顏色模型37

1.4.1物體的顏色38

1.4.2顏色空間與色度圖39

1.4.3常用顏色模型41

1.5本章小結45

實踐與探究45

第2章本書案例項目簡介46

2.1工程項目引入46

2.2VC繪圖基礎47

2.2.1VC環境介紹48

2.2.2MFC應用程式框架結構53

2.2.3VC繪圖入門55

2.3基於VC的CGIS集成系統62

2.3.1CGIS系統框架設計63

2.3.2集成系統實現69

2.4OpenGL編程基礎77

2.4.1OpenGL介紹77

2.4.2OpenGL繪圖入門792.5基於OpenGL的真實感圖形渲染85

2.5.1VC環境下OpenGL編程85

2.5.2真實感圖形渲染97

2.6本章小結98

實踐與探究98

第3章基本圖形的生成與顯示100

3.1直線的生成101

3.1.1數值微分法101

3.1.2中點畫線法102

3.1.3Bresenham畫線法105

3.2圓與橢圓的生成108

3.2.1簡單畫圓法108

3.2.2中點畫圓法108

3.2.3Bresenham畫圓法110

3.2.4中點畫橢圓法110

3.3字元的生成112

3.3.1點陣字元112

3.3.2矢量字元114

3.4反走樣技術115

3.4.1走樣現象115

3.4.2反走樣技術115

3.5平面圖形填充117

3.5.1區域的表示及類型117

3.5.2有效邊表填充法118

3.5.3邊填充法122

3.5.4種子填充法124

3.6基本圖形生成的系統實現128

3.6.1直線生成算法的實現128

3.6.2橢圓生成算法的實現134

3.6.3多邊形有效邊表填充算法的實現139

3.7本章小結148

實踐與探究148

第4章二維圖形變換及裁剪150

4.1圖形變換基礎150

4.1.1與圖形相關的坐標系151

4.1.2齊次坐標152

4.1.3視窗到視區的轉換153

4.1.4矩陣的乘法運算155

4.1.5二維幾何變換矩陣156

4.1.6二維圖形幾何變換的計算157

4.2二維基本幾何變換157

4.2.1恆等變換158

4.2.2平移變換158

4.2.3比例變換158

4.2.4旋轉變換159

4.2.5對稱變換160

4.2.6錯切變換161

4.3二維複合變換162

4.4二維圖形裁剪165

4.4.1點的裁剪166

4.4.2線段裁剪166

4.4.3多邊形裁剪171

4.4.4字元裁剪174

4.5二維變換及裁剪的系統實現175

4.5.1二維圖形變換的實現175

4.5.2二維圖形裁剪的實現181

4.6本章小結190

實踐與探究190

第5章三維圖形變換192

5.1三維圖形變換概述193

5.1.1三維幾何變換193

5.1.2三維幾何變換矩陣194

5.2三維基本幾何變換194

5.2.1平移變換194

5.2.2比例變換195

5.2.3旋轉變換195

5.2.4對稱變換196

5.2.5錯切變換198

5.3三維複合變換198

5.3.1相對於任意點的三維變換199

5.3.2繞空間任意軸的三維變換200

5.4投影變換202

5.4.1投影變換概述202

5.4.2正投影203

5.4.3軸測投影205

5.5透視投影208

5.5.1透視投影概述208

5.5.2用戶坐標繫到觀察坐標系的變換208

5.5.3觀察坐標繫到螢幕坐標系的變換210

5.5.4透視變換211

5.6三維變換的系統實現213

5.6.1平行投影的實現213

5.6.2透視投影的實現220

5.7本章小結223

實踐與探究223

第6章曲線曲面225

6.1曲線曲面概述225

6.1.1樣條曲線曲面225

6.1.2樣條曲線曲面的發展226

6.1.3曲線曲面的生成227

6.1.4曲線曲面的表示229

6.1.5曲線的連續性條件230

6.2三次Hermite樣條曲線232

6.3Bézier曲線曲面234

6.3.1Bézier曲線的定義234

6.3.2Bézier曲線的性質234

6.3.3常用Bézier曲線的表示236

6.3.4Bézier曲線的拼接237

6.3.5Bézier曲線的正算與反求238

6.3.6Bézier曲面239

6.4B樣條曲線曲面240

6.4.1B樣條曲線的定義240

6.4.2B樣條曲線的性質241

6.4.3B樣條曲線分類242

6.4.4NURBS曲線243

6.4.5B樣條曲面244

6.5樣條曲線的系統實現246

6.5.1Bézier曲線的實現246

6.5.2B樣條曲線的實現251

6.6本章小結254

實踐與探究254

第7章消隱256

7.1消隱的基本概念256

7.1.1什麼是消隱256

7.1.2消隱的分類257

7.2線消隱257

7.3面消隱258

7.3.1深度緩衝區(Z-buffer)算法259

7.3.2深度排序算法（畫家算法）261

7.3.3掃描線算法262

7.3.4區域細分算法（Warnock算法）263

7.3.5其他常用算法264

7.4基於OpenGL的隱藏面消隱265

7.4.1系統構架265

7.4.2算法分析與設計266

7.4.3系統實現267

7.5本章小結270

實踐與探究270

第8章真實感圖形顯示271

8.1三維形體的表示272

8.1.1三維模型基礎272

8.1.2傳統幾何造型方法273

8.1.3非傳統造型技術276

8.2光照模型278

8.2.1光源特性與物體表面特性278

8.2.2光照模型簡介279

8.2.3陰影生成282

8.2.4光線跟蹤算法簡介282

8.3物體的紋理顯示283

8.3.1表面圖案的描繪283

8.3.2凹凸紋理的描繪284

8.4基於OpenGL的紋理貼圖284

8.4.1系統構架284

8.4.2算法分析與設計284

8.4.3系統實現290

8.5本章小結301

實踐與探究301

後記304

參考文獻307