《計算機圖形學教程(第3版)》是2020年1月人民郵電出版社出版的圖書，作者是王汝傳、黃海平、林巧民、蔣凌雲。
基本介紹
- 書名：計算機圖形學教程(第3版)
- 作者：王汝傳
黃海平
林巧民
蔣凌雲 - ISBN：9787115358004
- 頁數：364頁
- 定價：49.8元
- 出版社：人民郵電出版社
- 出版時間：2020年1月
- 裝幀：平裝
- 開本：16開
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書主要介紹計算機圖形學的基本原理、相關技術及其套用，對計算機圖形學的基本概念和特點、計算機圖形顯示系統和輸入/輸出設備、常用圖形函式和C語言圖形程式設計、二維圖形和三維圖形的生成和變換技術、圖形的填充、裁剪和消隱技術、幾何造型和真實感圖形生成技術、計算機動畫生成技術和開發工具、虛擬現實技術和VRML語言以及基於OpenGL的圖形編程等相關知識做了詳細而系統的論述汗遷閥。此外，本書還給出了大量計算機圖形學的應用程式實例和實驗大綱。
本書可作為本、專科院校計算機及相關專業的“計算機圖形學”課程教材，也可供從事計算機圖形處理技術及其他有關的工程技術人員閱讀使用。
圖書目錄
第 1章 概述 1
1.1 計算機圖形學的概念與研究內容 1
1.1.1 什麼是計算機圖形學 1
1.1.2 圖像處理、模式識別與計算機圖形學 2
1.1.3 計算機繪圖與CAD/CAM技術的關係 4
1.1.4 計算機圖形學研究的內容及當前的熱點課題 5
1.2 計算機圖形學發展概況 7
1.3 計算機圖形學特點和套用 8
1.3.1 計算機圖形學的特點 8
1.3.2 計只鍵肯淋算機圖形學的套用領域 9
1.4 計算機圖形生成和輸出的流水線 11
1.4.1 圖形生成和輸出的流水線概述 11
1.4.2 基本圖形的點陣轉換 12
1.4.3 區域填充 12
1.4.4 圖形變換 12
1.4.5 圖形裁剪 13
1.4.6 三維圖形生成和輸出的流水線(真實感圖像的繪製) 13
習題 13
第 2章 計算機圖形系統 14
2.1 計算機圖形系統的組成 14
2.1.1 圖形系統的結構 14
2.1.2 圖形系統的基本功能及其硬體性能要求 15
2.1.3 拜請犁圖形系統分類應祝及硬體工作平台 16
2.2 計算機圖形顯示器 18
2.2.1 CRT顯示器 18
2.2.2 液晶顯示器 27
2.2.3 等離子顯示器 30
2.2.4 其他類型的顯示器 32
2.3 計算機圖形輸入/輸出設備 32
2.3.1 計算機圖形輸入設備 32
2.3.2 計算機圖形輸出設備 37
2.4 通用圖形軟體簡介 41
2.4.1 通用圖形軟體的分類 41
2.4.2 典型圖形軟體及圖形庫一覽 抹拒滲42
2.4.3 主流圖形接口及軟體簡介 43
習題 45
第3章 C語言圖形程式設計基礎 46
3.1 螢幕設定 46
3.1.1 螢幕顯示模式與坐標系 46
3.1.2 圖形驅動程式與圖形模式 47
3.1.3 圖形系統初始化和模式控制 49
3.1.4 圖形坐標的設定 52
3.1.5 螢幕視窗操作 53
3.2 圖形顏色設定 55
3.2.1 顏色的設定 55
3.2.2 調色板 57
3.2.3 獲取顏色信息 59
3.3 線的特性設定和填充 60
3.3.1 線的特性設漏妹譽定 60
3.3.2 填充 62
3.4 圖形模式下文本處理 63
3.4.1 文本輸出函式 63
3.4.2 輸出文本的設定 64
3.5 圖形存取處理 67
3.5.1 檢測所需記憶體 67
3.5.2 把圖形存入記憶體 68
3.5.3 從記憶體複製圖形到螢幕 68
3.6 常用畫圖函式簡介 69
3.6.1 直線類函式 69
3.6.2 多邊形類函式 70
3.6.3 圓弧類函式 70
3.6.4 填充類函式 70
3.7 繪圖程式實例 71
3.8 C++語言環境下繪圖 79
3.8.1 Borland C++開發圖形程式環境設定 79
3.8.2 在VC++ 6.0中使用Borland的圖形程式包 80
習題 80
第4章 二維圖形生成和變換技術 81
4.1 基本繪圖元素 81
4.1.1 點 82
4.1.2 直線 82
4.1.3 曲線 83
4.1.4 區域填充 83
4.2 直線段的生成 84
4.2.1 逐點比較法 84
4.2.2 數值微分法 87
4.2.3 Bresenham法 88
4.3 曲線的生成 90
4.3.1 圓弧的生成 90
4.3.2 橢圓的生成 97
4.3.3 規則曲線的生成 100
4.3.4 自凳雅地蜜由曲線的生成 103
4.4 區域填充 120
4.4.1 多邊形區域填充 120
4.4.2 邊填充 122
4.4.3 種子填充 123
4.5 二維圖形變換 125
4.5.1 二維圖形幾何變換的基本原理 125
4.5.2 幾何變換的矩陣表示形式 129
4.5.3 二維圖形齊次坐標矩陣變換 133
4.5.4 組合變換 136
4.5.5 二維圖形變換程式設計 139
4.6 二維圖像裁剪 144
4.6.1 視窗區和視圖區 145
4.6.2 直線段裁剪 147
4.6.3 多邊形裁剪 151
4.6.4 其他類型圖形裁剪 154
4.6.5 二維圖形裁剪程式設計 155
4.7 反走樣技術 157
4.7.1 走樣和反走樣的定義 157
4.7.2 超採樣 158
4.7.3 區域採樣 159
習題 160
第5章 三維圖形生成和變換技術 162
5.1 三維圖形的概念 162
5.2 自由曲面的生成 162
5.2.1 空間曲面的參數表示 163
5.2.2 Bezier(貝塞爾)曲面 164
5.2.3 B樣條曲面 168
5.2.4 Coons(孔斯)曲面 171
5.2.5 NURBS(非均勻有理B樣條)曲面 174
5.3 三維圖形變換 174
5.3.1 三維圖形幾何變換 175
5.3.2 三維圖形平行投影變換 184
5.3.3 三維圖形透視投影變換 195
5.4 三維圖形裁剪和消隱技術 200
5.4.1 三維圖形的裁剪 200
5.4.2 三維圖形消隱 202
習題 208
第6章 真實感圖形生成技術 209
6.1 概述 209
6.2 簡單光照模型 210
6.2.1 環境反射光 211
6.2.2 漫反射光 211
6.2.3 鏡面反射光 211
6.2.4 Phong光照模型 212
6.3 明暗處理方法 213
6.3.1 哥羅德(Gouraud)強度插值法 213
6.3.2 Phong(馮)法向插值方法 214
6.4 陰影生成方法 215
6.4.1 自身陰影生成方法 215
6.4.2 投射陰影生成方法 216
6.5 整體光照模型 217
6.5.1 透明性的簡單模型 217
6.5.2 整體光照模型 218
6.5.3 光線跟蹤算法 218
6.5.4 輻射度算法 219
6.6 紋理處理方法 220
6.6.1 紋理映射 221
6.6.2 擾動映射 222
6.7 圖形顏色和顏色模型 223
6.7.1 顏色的性質 223
6.7.2 CIE色度圖 225
6.7.3 顏色模型 227
6.8 真實感圖形技術的實現 230
6.8.1 定義 230
6.8.2 定義 230
6.8.3 定義 232
6.8.4 定義 232
6.8.5 繪製模擬光源 233
習題 233
第7章 幾何造型簡介 234
7.1 概述 234
7.2 幾何造型系統的三種模型 235
7.2.1 線框模型 235
7.2.2 表面模型 236
7.2.3 實體模型 237
7.3 實體模型的構造 237
7.3.1 概述 237
7.3.2 邊界表示法 239
7.3.3 構造實體幾何法 241
7.3.4 掃描法 244
7.3.5 分解表示法 244
習題 247
第8章 計算機動畫技術 248
8.1 計算機動畫概述 248
8.1.1 計算機動畫歷史與現狀 248
8.1.2 傳統動畫和計算機動畫 249
8.1.3 計算機動畫的研究內容 250
8.1.4 計算機動畫的套用 250
8.2 計算機動畫的分類和原理 252
8.2.1 計算機動畫的分類 252
8.2.2 計算機動畫原理 255
8.3 計算機動畫的關鍵技術 257
8.3.1 旋轉的四元數表示 257
8.3.2 碰撞檢測技術 259
8.3.3 運動捕捉技術 263
習題 269
第9章 計算機動畫實踐 270
9.1 計算機動畫編程 270
9.1.1 Turbo C動畫編程 270
9.1.2 基於OpenGL的Visual C++動畫編程 273
9.1.3 基於OGRE的Visual C++動畫編程 276
9.2 計算機動畫軟體 280
9.2.1 二維動畫軟體 280
9.2.2 三維動畫軟體 281
9.3 3ds Max動畫製作 283
9.3.1 軟體環境簡介 283
9.3.2 剛體動畫實例 287
9.3.3 軟體動畫實例 288
9.3.4 骨骼動畫實例 291
習題 294
第 10章 虛擬現實技術及VRML語言 295
10.1 虛擬現實技術概述 295
10.1.1 虛擬現實技術的基本概念 295
10.1.2 虛擬現實技術的特徵與分類 295
10.1.3 虛擬現實技術的發展 297
10.1.4 幾個典型的虛擬現實套用 297
10.2 虛擬現實系統工具 298
10.2.1 虛擬現實設備 298
10.2.2 主流的虛擬現實引擎 299
10.2.3 虛擬現實的軟體開發工具 299
10.3 虛擬現實建模及語言 301
10.3.1 虛擬現實建模技術 301
10.3.2 虛擬現實建模語言 302
10.3.3 分散式虛擬現實系統 322
10.4 基於VRML語言的虛擬現實場景實例 323
10.4.1 南京郵電大學校園導遊系統 323
10.4.2 分散式虛擬坦克戰場 330
習題 338
第 11章 OpenGL圖形編程基礎 339
11.1 OPENGL簡介 339
11.1.1 OPENGL的基本概念 339
11.1.2 OpenGL函式館的導入 340
11.2 繪製二維圖形 342
11.3 繪製三維圖形 346
附錄A 實驗 354
實驗1 編程實現“腳踏車行駛動畫” 354
實驗2 自由設計“美術圖案” 354
實驗3 編程生成“三次貝塞爾曲線” 355
實驗4 編程實現“多邊形掃描線種子填充算法” 355
實驗5 編程生成“雙三次Bezier曲面” 356
實驗6 編程實現“三維圖形的幾何變換” 356
實驗7 編程實現“三維圖形的消隱” 357
實驗8 編程實現“光線跟蹤算法” 357
實驗9 編程實現“基於OpenGL圖形庫的三維動畫” 358
實驗10 製作基於3ds Max的三維動畫 359
實驗11 實現“顏色隨機變換的旋轉十字架”虛擬現實場景 359
實驗12 設計與實現“校園導航系統” 360
附錄B 標準顯示模式及擴充VGA顯示模式 361
參考文獻 363
3.1.5 螢幕視窗操作 53
3.2 圖形顏色設定 55
3.2.1 顏色的設定 55
3.2.2 調色板 57
3.2.3 獲取顏色信息 59
3.3 線的特性設定和填充 60
3.3.1 線的特性設定 60
3.3.2 填充 62
3.4 圖形模式下文本處理 63
3.4.1 文本輸出函式 63
3.4.2 輸出文本的設定 64
3.5 圖形存取處理 67
3.5.1 檢測所需記憶體 67
3.5.2 把圖形存入記憶體 68
3.5.3 從記憶體複製圖形到螢幕 68
3.6 常用畫圖函式簡介 69
3.6.1 直線類函式 69
3.6.2 多邊形類函式 70
3.6.3 圓弧類函式 70
3.6.4 填充類函式 70
3.7 繪圖程式實例 71
3.8 C++語言環境下繪圖 79
3.8.1 Borland C++開發圖形程式環境設定 79
3.8.2 在VC++ 6.0中使用Borland的圖形程式包 80
習題 80
第4章 二維圖形生成和變換技術 81
4.1 基本繪圖元素 81
4.1.1 點 82
4.1.2 直線 82
4.1.3 曲線 83
4.1.4 區域填充 83
4.2 直線段的生成 84
4.2.1 逐點比較法 84
4.2.2 數值微分法 87
4.2.3 Bresenham法 88
4.3 曲線的生成 90
4.3.1 圓弧的生成 90
4.3.2 橢圓的生成 97
4.3.3 規則曲線的生成 100
4.3.4 自由曲線的生成 103
4.4 區域填充 120
4.4.1 多邊形區域填充 120
4.4.2 邊填充 122
4.4.3 種子填充 123
4.5 二維圖形變換 125
4.5.1 二維圖形幾何變換的基本原理 125
4.5.2 幾何變換的矩陣表示形式 129
4.5.3 二維圖形齊次坐標矩陣變換 133
4.5.4 組合變換 136
4.5.5 二維圖形變換程式設計 139
4.6 二維圖像裁剪 144
4.6.1 視窗區和視圖區 145
4.6.2 直線段裁剪 147
4.6.3 多邊形裁剪 151
4.6.4 其他類型圖形裁剪 154
4.6.5 二維圖形裁剪程式設計 155
4.7 反走樣技術 157
4.7.1 走樣和反走樣的定義 157
4.7.2 超採樣 158
4.7.3 區域採樣 159
習題 160
第5章 三維圖形生成和變換技術 162
5.1 三維圖形的概念 162
5.2 自由曲面的生成 162
5.2.1 空間曲面的參數表示 163
5.2.2 Bezier(貝塞爾)曲面 164
5.2.3 B樣條曲面 168
5.2.4 Coons(孔斯)曲面 171
5.2.5 NURBS(非均勻有理B樣條)曲面 174
5.3 三維圖形變換 174
5.3.1 三維圖形幾何變換 175
5.3.2 三維圖形平行投影變換 184
5.3.3 三維圖形透視投影變換 195
5.4 三維圖形裁剪和消隱技術 200
5.4.1 三維圖形的裁剪 200
5.4.2 三維圖形消隱 202
習題 208
第6章 真實感圖形生成技術 209
6.1 概述 209
6.2 簡單光照模型 210
6.2.1 環境反射光 211
6.2.2 漫反射光 211
6.2.3 鏡面反射光 211
6.2.4 Phong光照模型 212
6.3 明暗處理方法 213
6.3.1 哥羅德(Gouraud)強度插值法 213
6.3.2 Phong(馮)法向插值方法 214
6.4 陰影生成方法 215
6.4.1 自身陰影生成方法 215
6.4.2 投射陰影生成方法 216
6.5 整體光照模型 217
6.5.1 透明性的簡單模型 217
6.5.2 整體光照模型 218
6.5.3 光線跟蹤算法 218
6.5.4 輻射度算法 219
6.6 紋理處理方法 220
6.6.1 紋理映射 221
6.6.2 擾動映射 222
6.7 圖形顏色和顏色模型 223
6.7.1 顏色的性質 223
6.7.2 CIE色度圖 225
6.7.3 顏色模型 227
6.8 真實感圖形技術的實現 230
6.8.1 定義 230
6.8.2 定義 230
6.8.3 定義 232
6.8.4 定義 232
6.8.5 繪製模擬光源 233
習題 233
第7章 幾何造型簡介 234
7.1 概述 234
7.2 幾何造型系統的三種模型 235
7.2.1 線框模型 235
7.2.2 表面模型 236
7.2.3 實體模型 237
7.3 實體模型的構造 237
7.3.1 概述 237
7.3.2 邊界表示法 239
7.3.3 構造實體幾何法 241
7.3.4 掃描法 244
7.3.5 分解表示法 244
習題 247
第8章 計算機動畫技術 248
8.1 計算機動畫概述 248
8.1.1 計算機動畫歷史與現狀 248
8.1.2 傳統動畫和計算機動畫 249
8.1.3 計算機動畫的研究內容 250
8.1.4 計算機動畫的套用 250
8.2 計算機動畫的分類和原理 252
8.2.1 計算機動畫的分類 252
8.2.2 計算機動畫原理 255
8.3 計算機動畫的關鍵技術 257
8.3.1 旋轉的四元數表示 257
8.3.2 碰撞檢測技術 259
8.3.3 運動捕捉技術 263
習題 269
第9章 計算機動畫實踐 270
9.1 計算機動畫編程 270
9.1.1 Turbo C動畫編程 270
9.1.2 基於OpenGL的Visual C++動畫編程 273
9.1.3 基於OGRE的Visual C++動畫編程 276
9.2 計算機動畫軟體 280
9.2.1 二維動畫軟體 280
9.2.2 三維動畫軟體 281
9.3 3ds Max動畫製作 283
9.3.1 軟體環境簡介 283
9.3.2 剛體動畫實例 287
9.3.3 軟體動畫實例 288
9.3.4 骨骼動畫實例 291
習題 294
第 10章 虛擬現實技術及VRML語言 295
10.1 虛擬現實技術概述 295
10.1.1 虛擬現實技術的基本概念 295
10.1.2 虛擬現實技術的特徵與分類 295
10.1.3 虛擬現實技術的發展 297
10.1.4 幾個典型的虛擬現實套用 297
10.2 虛擬現實系統工具 298
10.2.1 虛擬現實設備 298
10.2.2 主流的虛擬現實引擎 299
10.2.3 虛擬現實的軟體開發工具 299
10.3 虛擬現實建模及語言 301
10.3.1 虛擬現實建模技術 301
10.3.2 虛擬現實建模語言 302
10.3.3 分散式虛擬現實系統 322
10.4 基於VRML語言的虛擬現實場景實例 323
10.4.1 南京郵電大學校園導遊系統 323
10.4.2 分散式虛擬坦克戰場 330
習題 338
第 11章 OpenGL圖形編程基礎 339
11.1 OPENGL簡介 339
11.1.1 OPENGL的基本概念 339
11.1.2 OpenGL函式館的導入 340
11.2 繪製二維圖形 342
11.3 繪製三維圖形 346
附錄A 實驗 354
實驗1 編程實現“腳踏車行駛動畫” 354
實驗2 自由設計“美術圖案” 354
實驗3 編程生成“三次貝塞爾曲線” 355
實驗4 編程實現“多邊形掃描線種子填充算法” 355
實驗5 編程生成“雙三次Bezier曲面” 356
實驗6 編程實現“三維圖形的幾何變換” 356
實驗7 編程實現“三維圖形的消隱” 357
實驗8 編程實現“光線跟蹤算法” 357
實驗9 編程實現“基於OpenGL圖形庫的三維動畫” 358
實驗10 製作基於3ds Max的三維動畫 359
實驗11 實現“顏色隨機變換的旋轉十字架”虛擬現實場景 359
實驗12 設計與實現“校園導航系統” 360
附錄B 標準顯示模式及擴充VGA顯示模式 361
參考文獻 363
