計算機圖形技術與CAD

《計算機圖形技術與CAD》是2004年清華大學出版社出版的圖書，作者是何薇。在本書中，作者力求使讀者更多地了解計算機圖形系統中有關硬體配置方面的基本知識，了解圖形圖像檔案的存儲結構，掌握圖形生成與輸出的基本原理，學會圖形設計的基本方法。

基本介紹

• 書名：計算機圖形技術與CAD
• 作者：何薇
• ISBN：9787302046448
• 頁數：288頁
• 定價：21元
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2004年4月28日
• 裝幀：平裝
• 印次：1-4

內容簡介

本書共分9章 第2，3章介紹了常用圖形輸入與輸出設備的工作原理，特別是顯示器的工作原理。第4，5章介紹了圖形元素的生成算法與編程方法，其中包括點、直線、圓弧、橢圓形、二次曲線、自由曲線與曲面等的生成算法以及二維圖形的填充算法。第6，7章介紹了圖形的集合變換方法、圖形的剪裁、消隱與真實感圖形生成技術。第8章介紹了常用圖形圖像檔案的格式。第9章介紹了AutoCAD 2000的使用方法。本書適合高等學校相關專業作為教材，也可供讀者自學使用

圖書目錄

1?1計算機圖形學的發展及套用1

1.1.1圖形信息的計算機處理1

1.1.2圖形系統的組成2

1.1.3計算機圖形學的套用4

1.1.4計算機圖形學的研究內容5

1.2計算機圖形設計的基本方法5

1.2.1概述5

1.2.2圖形顯示器的直接程式設計6

1.2.3基於BIOS 的圖形程式設計9

1.2.4設備驅動程式及虛擬圖形設備12

1.2.5高級程式設計語言的圖形設計及圖形庫12

1.2.6二維圖形標準GKS14

習題20

常用圖形輸入設備

2.1鍵盤和滑鼠21

2.1.1鍵盤21

2.1.2滑鼠22

2.2掃瞄器22

2.2.1掃瞄器的用途和種類23

2.2.2掃瞄器的工作原理24

2.2.3掃瞄器的性能指標與接口方式25

2.2.4常用掃瞄器的選購方法27

2.2.5掃瞄器對計算機的要求28

2.3數位相機28

2.3.1工作原理28

2.3.2信息存儲介質28

2.3.3圖像質量29

2.3.4數位相機的取景器、輸出方式和選購參數30

2.4數位化儀31

2.5其他輸入設備32

2.5.1光筆32

2.5.2紫光筆32

習題33

常用圖形輸出設備

3.1顯示器34

3.1.1CRT顯示器的工作原理34

3.1.2顯示器的接口標準及顯示方式38

3.1.3字元和圖形的顯示過程56

3.1.4顯示器的技術指標57

3.1.5常用的顯示器與購買指南59

3.2顯示卡60

3.2.1顯示卡的作用與性能指標60

3.2.2顯示卡的接口方式與速度60

3.2.3顯示記憶體與解析度和色彩數的關係61

3.2.4常見的顯示卡及選購62

3.3印表機62

3.3.1針式印表機62

3.3.2雷射印表機63

3.3.3噴墨印表機63

3.3.4多功能印表機64

3.4繪圖機65

習題66

二維圖形生成的常用算法

4.1數學基礎——行列式及矩陣運算67

4.1.1行列式67

4.1.2線性變換與矩陣70

4.2點、直線的生成73

4.2.1點的生成算法73

4.2.2直線的生成算法78

4.3圓弧、橢圓弧與二次曲線89

4.3.1圓弧與橢圓弧89

4.3.2二次曲線的參數擬合98

4.4填充103

4.4.1種子填充算法103

4.4.2掃描線轉換填充算法105

習題108

自由曲線與曲面

5.1拋物線參數樣條曲線110

5.1.1拋物線參數樣條曲線的數學表達式110

5.1.2曲線段的光滑連線112

5.1.3拋物線參數樣條曲線的解題步驟112

5.1.4拋物線參數樣條曲線的生成算法113

5.2三次參數樣條曲線114

5.2.1分段三次參數向量方程114

5.2.2切矢連續方程115

5.2.3邊界條件和切向量方程116

5.2.4三次參數樣條曲線的解題步驟117

5.3Bezier曲線117

5.3.1Bezier曲線的數學表達式118

5.3.2Bezier曲線的性質120

5.3.3三次Bezier樣條曲線121

5.4B樣條曲線122

5.4.1B樣條曲線的數學表達式122

5.4.2三次B樣條曲線125

5.4.3三次B樣條曲線的邊界條件和反算擬合127

5.4.4三次B樣條曲線的生成算法129

5?5曲面130

5.5.1孔斯（Coons）曲面131

5.5.2Bezier曲面135

5.5.3B樣條曲面138

5.5.4曲面片的連線138

習題139

圖形變換

6.1圖形的幾何變換140

6.1.1二維基本幾何變換140

6.1.2平移變換與齊次坐標表示144

6.1.3二維基本變換矩陣的級聯146

6.1.4三維基本幾何變換148

6.1.5三維基本變換矩陣的級聯153

6.2投影變換154

6.2.1三視圖投影155

6.2.2正軸測投影156

6.2.3斜軸測投影159

6.2.4透視變換161

6.2.5視向變換164

6.3圖形的裁剪168

6.3.1視窗區與視圖區168

6.3.2視窗區與視圖區之間的坐標變換169

6.3.3二維線段的裁剪169

6.3.4多邊形的裁剪174

6.4圖形變換與圖形設計177

6.4.1繪製正方形螺旋圖案177

6.4.2繪製金剛石圖案179

6.4.3繪製鞍形圖案179

6.4.4繪製螺旋線181

習題182

消隱與真實感圖形生成技術

7.1三維物體表示及常用數據結構184

7.1.1平面多面體的幾何信息與拓撲信息185

7.1.2常用數據結構186

7.2凸面體隱藏線的消隱189

7.2.1外法線與可見性判斷189

7.2.2外法線向量與平面方程190

7.3一般物體的隱藏線消隱192

7.3.1潛在可見面的判別192

7.3.2包含性檢驗192

7.3.3深度檢驗193

7.3.4確定遮擋部位及消隱194

7.4隱藏面的消隱199

7.4.1深度快取消隱原理199

7.4.2深度快取消除隱藏面199

7.5有關圖形真實感的基本理論200

7.5.1簡單光照明模型201

7.5.2整體光照明模型204

習題206

圖形圖像檔案格式

8.1圖像檔案格式概述207

8.1.1圖像檔案簡介207

8.1.2圖像檔案格式分類207

8.2EPS檔案格式208

8.2.1PostScript語言的產生及其基本思想208

8.2.2PostScript程式中的圖形圖像描述210

8.2.3EPS檔案的規則211

8?3TIFF檔案格式214

8.3.1TIFF檔案格式簡介214

8.3.2TIFF檔案格式描述214

8?4WMF檔案格式216

8.4.1WMF檔案格式簡介216

8.4.2WMF檔案格式描述216

8?5BMP檔案格式219

8.5.1BMP檔案格式簡介219

8.5.2BMP檔案格式描述219

8?6其他常見圖形圖像檔案格式221

8.6.1PCX檔案221

8.6.2GIF檔案222

8.6.3JPEG檔案223

習題225

AutoCAD使用指南

9?1AutoCAD 2000簡介226

9?2基礎知識228

9.2.1用戶界面與選單簡介228

9.2.2坐標系統233

9.2.3繪圖初始化233

9?3基本繪圖命令234

9.3.1畫弧234

9.3.2畫圓環234

9.3.3畫正多邊形235

9.3.4畫橢圓235

9.4目標捕捉236

9.4.1目標捕捉的方法237

9.4.2設定隱含捕捉對象238

9.5線型的設定238

9?6圖形編輯命令239

9.6.1改變圖形的位置239

9.6.2改變圖形的大小240

9.6.3圖形複製240

9.6.4圖形修改243

9.7選擇對象的方法245

9.8標註對話框245

9.8.1設定標註形式245

9.8.2修改標註形式246

9?9文字252

9.9.1文字標註252

9.9.2字型選擇252

9.9.3特殊字元的標註253

9.9.4文字修改254

9?10畫剖面線254

9?11尺寸標註254

9.11.1線性尺寸標註254

9.11.2半徑尺寸標註255

9.11.3角度標註256

9.11.4引線標註256

9.11.5尺寸變數的設定257

9?12塊257

9?12?1塊的建立257

9?12?2塊的插入257

習題258

附錄AutoCAD 2000命令索引259

參考文獻271

圖書前言

為了滿足廣大讀者的需要，我們在1995年出版的《微型計算機圖形技術與編程方法》一書的基礎上，結合多年教授該課程的經驗以及在計算機圖形圖像實驗室開展科研工作的經驗，重新編寫了這本教材。
本書共分為9章，包括計算機圖形技術概論、常用計算機圖形的輸入輸出設備、基本圖形元素生成算法、圖形變換與圖形設計、常用圖形圖像檔案格式以及AutoCAD 2000的使用。

本書由何薇主編，負責全書的統稿，並編寫第4，5，6，7章。石高榮編寫了第1章。王奇志編寫了第2，3章。施家元編寫了第8，9章。
由於計算機圖形學與CAD技術發展迅速，作者的學識和經驗有限，書中難免有不當和錯誤之處，歡迎讀者批評指正。