計算機圖形學套用基礎(2023年清華大學出版社出版的圖書)

《計算機圖形學套用基礎》是2023年清華大學出版社出版的圖書，作者是彭群生、金小剛、馮結青、陳為。

基本介紹

• 中文名：計算機圖形學套用基礎
• 作者：彭群生、金小剛、馮結青、陳為
• 出版時間：2023年8月1日
• 出版社：清華大學出版社
• ISBN：9787302630890 
• 定價：59 元

內容簡介

本書是一本為涉及虛擬現實套用的各專業本科生開設“計算機圖形學”課程而編寫的教材。與國內現有的大多數圖形學教材不同，本書以通俗易懂的方式介紹計算機圖形生成的基本概念、基本原理和基本技術。 本書的主要內容有緒論、物體的幾何表示、變換與裁剪、光柵轉換與消隱、真實感圖形、計算機動畫、數據可視化、虛擬現實與增強現實、圖形軟體支撐平台和常用軟體簡介。本書敘述力求簡明，概念力求準確，內容力求新穎，套用力求具體，可供36學時講授。本書配套教學課件及部分套用實例、參考程式等。

圖書目錄

目錄

第1章緒論

1.1計算機圖形學概述

1.1.1影視特技

1.1.2計算機遊戲

1.1.3計算機輔助設計和計算機輔助製造

1.1.4科學計算可視化

1.1.5圖形用戶界面

1.1.6計算機藝術

1.1.7移動圖形學

1.2在Windows環境下生成圖形的一個簡單例子

1.3光柵圖形顯示的基本原理

1.3.1光柵圖形顯示技術

1.3.2簡單二維圖元的生成方法

1.4RGB顏色系統

習題

第2章物體的幾何表示

2.1局部坐標系和世界坐標系

2.2格線模型表示

2.2.1格線模型表示數據結構

2.2.2格線模型頂點法向量的計算

2.2.3模型頂點的紋理坐標

2.2.4格線模型表示的優點

2.3參數曲線和曲面

2.3.1參數曲面及張量積曲面

2.3.2Bézier曲線和B樣條曲線

2.3.3Bézier曲面和B樣條曲面

2.4細分曲面

2.5隱式曲面

2.6物體的CSG樹表示

2.7自然景物表示方法

習題

第3章變換與裁剪

3.1二維變換

3.2三維變換

3.2.1場景坐標系和造型變換

3.2.2視點坐標系和取景變換

3.2.3投影坐標系和投影變換

3.2.4規格化設備坐標系和設備變換

3.2.5螢幕坐標系和視窗變換

3.3裁剪

3.4變換與裁剪的實例

習題

第4章光柵轉換與消隱

4.1區域填充

4.2多邊形的掃描轉換

4.2.1多邊形掃描轉換中的連貫性

4.2.2多邊形掃描轉換算法

4.3隱藏面消除

4.3.1z緩衝器消隱算法

4.3.2畫家算法

習題

第5章真實感圖形

5.1光照明模型

5.1.1泛光模型

5.1.2Lambert漫反射模型

5.1.3Phong鏡面反射模型

5.1.4Whitted整體光照明模型

5.1.5光照明模型的進一步完善

5.2多邊形物體的明暗處理

5.2.1Gouraud明暗處理

5.2.2Phong明暗處理

5.3光線跟蹤算法

5.3.1基本原理

5.3.2光線跟蹤算法的偽語言描述

5.3.3陰影計算

5.3.4反走樣

5.3.5加速技術

5.3.6光線跟蹤實例程式

5.4紋理映射

5.4.1顏色紋理

5.4.2幾何紋理

5.4.3紋理反走樣

5.4.4紋理映射實例程式

5.5輻射度方法

5.5.1輻射度方法簡介

5.5.2輻射度方法實例程式

5.6實時繪製技術

5.6.1圖形繪製流水線與圖形API

5.6.2常用的實時繪製技術

5.6.3實時光線跟蹤

5.7非真實感圖形繪製技術

5.7.1素描

5.7.2卡通繪製

5.7.3美術繪製

習題

第6章計算機動畫

6.1計算機動畫簡介

6.2低層動畫驅動技術

6.2.1關鍵幀技術

6.2.2樣條驅動動畫技術

6.2.3物體旋轉的歐拉角表示和插值

6.3漸變和空間變形動畫技術

6.3.1二維多邊形形狀漸變

6.3.2二維圖像漸變技術

6.3.3三維漸變技術

6.3.4整體和局部變形方法

6.3.5自由變形方法

6.3.6軸變形方法

6.3.7元球的造型和動畫技術

6.4過程動畫技術

6.4.1粒子系統

6.4.2群體動畫

6.4.3布料動畫

6.4.4臉部表情動畫

6.5關節動畫

6.5.1正向運動學方法

6.5.2逆向運動學方法

6.5.3動力學方法

6.5.4運動捕獲和運動重現

6.6運動模糊

6.7動畫後期合成

6.8虛擬演播室

6.9計算機遊戲

6.10Flash動畫

習題

第7章數據可視化

7.1數據可視化的含義與分類

7.1.1可視化的定義

7.1.2可視化的分類

7.1.3可視化的意義

7.2可視化流程、編碼與設計

7.2.1標準可視化流程

7.2.2可視化編碼原則

7.2.3可視化設計規範

7.3代表性可視化方法

7.3.1規則表格數據的可視化

7.3.2時空數據的可視化

7.3.3層次與網路型數據的可視化

7.3.4文本與日誌型數據的可視化

7.4代表性可視化軟體與系統

習題

第8章虛擬現實與增強現實

8.1虛擬現實概述

8.1.1虛擬現實的基本概念

8.1.2虛擬現實的發展歷史

8.1.3虛擬現實的要素和特點

8.2虛擬現實的系統組成

8.2.1系統的構成

8.2.2虛擬現實的呈現

8.2.3虛擬現實的互動

8.2.4空間註冊的跟蹤器

8.2.5計算機及軟體開發平台

8.3立體視覺的生成原理

8.3.1人類視覺系統的刺激

8.3.2立體圖像生成的照相機模型

8.3.3虛擬現實的繪製技術

8.3.4立體顯示的主要設備及原理

8.3.5虛擬現實的心理效應及對策

8.4虛擬現實互動

8.4.1人機互動概述

8.4.2手持式互動設備

8.4.3數據手套

8.4.4體感互動設備

8.4.5觸覺與力反饋

8.5增強現實技術的特點

8.5.1增強現實的簡易模式

8.5.2增強現實的實體互動

8.5.3增強現實的呈現模式

8.5.4增強現實虛實融合的一致性

8.6虛擬現實與增強現實套用

8.6.1VR/AR+培訓

8.6.2VR/AR+醫療

8.6.3VR/AR+製造

8.6.4VR/AR+教育

8.6.5VR+心理輔導

8.6.6VR+社交

8.6.7AR+商貿

8.6.8虛擬現實環境的開發

習題

第9章圖形軟體支撐平台和常用軟體簡介

9.1常用圖形支撐軟體簡介

9.1.1OpenGL簡介

9.1.2DirectX簡介

9.1.3基於場景圖的圖形開發工具

9.1.4面向遊戲與虛擬現實套用的圖形開發工具

9.2網路圖形開發

9.2.1WebGL簡介

9.2.2VRML與X3D簡介

9.2.3Java 3D簡介

9.3計算機三維動畫軟體3ds Max簡介

習題

參考文獻