目 錄

第一章 緒論 1
第一節(jié)　計算機圖形學及相關概念 3
第二節(jié)　計算機圖形學的發(fā)展簡況 5
一、硬件平臺 5
二、基礎理論 5
三、實際應用 6
四、SIGGRAPH 6
第三節(jié)　計算機圖形學的應用領域 7
一、計算機輔助設計與制造 7
二、科學計算可視化 7
三、虛擬現(xiàn)實 8
四、計算機藝術 8
五、計算機動畫與娛樂 8
六、地理和自然資源的圖形顯示 9
七、教學與培訓 9
八、圖形用戶接口 9
第四節(jié)　計算機圖形學的相關開發(fā)技術 10
一、OpenGL技術 10
二、ACIS技術 10
三、DirectX技術 10
四、Java3D技術 11
五、VRML技術 11
六、Web 3D技術 12
本章知識結構圖 12
本章小結 13
復習思考題 14
第二章 計算機圖形系統(tǒng) 15
第一節(jié)　計算機圖形系統(tǒng)的組成 16
一、計算機圖形系統(tǒng)的功能 16
二、計算機圖形系統(tǒng)的結構 17
第二節(jié)　圖形輸入設備及數(shù)據輸入 20
一、圖形輸入設備 20
二、數(shù)據輸入 22
第三節(jié)　圖形輸出設備 23
第四節(jié)　典型硬件設備的工作原理 27
一、圖形顯示與觀察設備 27
二、繪圖設備的工作原理 32
三、3D打印機的工作原理 33
第五節(jié)　圖形軟件及標準 35
一、圖形軟件 35
二、圖形標準 35
本章知識結構圖 36
本章小結 37
復習思考題 38
第三章 Visual C 6.0圖形編程基礎 39
第一節(jié) Visual C 6.0應用程序
開發(fā)方法 40
一、Visual C 的集成開發(fā)環(huán)境 40
二、應用程序工程的建立方法 40
三、輸入源程序進行程序設計 43
第二節(jié) 圖形設備接口和圖形程序設計 44
一、圖形設備接口 44
二、繪制基本圖形 46
三、畫筆與畫刷 50
四、文本顯示 55
第三節(jié) 鼠標編程 56
一、鼠標消息處理 57
二、捕捉鼠標 58
三、鼠標編程綜合示例 58
第四節(jié) 菜單程序設計 63
一、菜單編輯器 63
二、菜單消息響應 65
三、菜單設計綜合示例 66
本章知識結構圖 68
本章小結 69
復習思考題 69
第四章 基本圖元生成 71
第一節(jié)　點的生成 73
第二節(jié)　直線的生成 74
一、DDA算法 74
二、Bresenham算法 78
第三節(jié)　圓的生成 83
一、坐標法 83
二、折線逼近法 85
三、Bresenham圓(圓弧)生成算法 87
第四節(jié)　區(qū)域填充的基本應用和概念 91
一、畫圖軟件中的區(qū)域填充 91
二、AutoCAD中的區(qū)域填充 92
三、區(qū)域填充的相關概念 93
第五節(jié)　區(qū)域填充算法 94
一、種子填充算法與實例解析 94
二、掃描線種子填充算法及
實例解析 99
三、掃描線轉換填充算法 103
四、邊填充算法及其改進方法 108
第六節(jié)　字符的生成 109
一、點陣字符 110
二、矢量字符 111
三、點陣字符和矢量字符的比較 111
本章知識結構圖 112
本章小結 112
復習思考題 113
第五章 自由曲線曲面的設計 115
第一節(jié)　自由曲線與曲面的數(shù)學基礎 117
一、曲線曲面表示 117
二、插值和逼近 118
三、參數(shù)連續(xù)性和幾何連續(xù)性 120
第二節(jié)　Hermite樣條曲線 121
一、樣條曲線的概述 121
二、Hermite樣條邊界條件與參數(shù)
方程表達 122
三、Hermite樣條曲線的調和函數(shù)及
坐標分量表達 124
四、Hermite樣條曲線的特點 124
第三節(jié)　Cardinal曲線 127
一、Cardinal曲線的初始條件 127
二、Cardinal曲線的方程與矩陣
推導 128
三、Cardinal樣條曲線的調和
函數(shù) 129
四、Hermite和Cardinal樣條曲線的
構圖特點 130
第四節(jié)　Bézier曲線 132
一、Bézier曲線的定義及數(shù)學
表達式 133
二、Bézier曲線的性質 133
三、三次Bézier曲線的調和
函數(shù)與數(shù)學表達 135
四、Bézier曲線的光滑連接 137
五、Bézier曲線的構圖特點 138
第五節(jié)　B樣條曲線 140
一、B樣條曲線的定義 140
二、三次B樣條曲線調和函數(shù)及
參數(shù)方程 140
三、B樣條曲線的性質 142
四、三次B樣條的幾種特殊情況 145
五、控制三次B樣條曲線幾何
形態(tài)的方法 146
第六節(jié)　Coons曲面 151
第七節(jié)　Bézier曲面 154
一、Bézier曲面的數(shù)學表示式 154
二、雙三次Bézier曲面 154
第八節(jié)　B樣條曲面 157
一、B樣條曲面的數(shù)學表示式 157
二、雙三次B樣條曲面 157
本章知識結構圖 161
本章小結 162
復習思考題 162
第六章 圖形變換 163
第一節(jié)　AutoCAD中的圖形變換 164
第二節(jié)　幾何變換的基本原理 165
第三節(jié)　平移變換與實例設計 166
一、二維平移變換 166
二、三維平移變換 166
第四節(jié)　比例變換與實例設計 168
一、二維比例變換 168
二、三維比例變換 171
第五節(jié)　旋轉變換與實例設計 172
一、二維旋轉變換 172
二、三維旋轉變換 174
第六節(jié)　對稱變換與實例設計 178
一、二維對稱變換 178
二、三維對稱變換 184
第七節(jié)　錯切變換與實例設計 185
一、二維錯切變換 185
二、三維錯切變換 186
第八節(jié)　復合變換與仿射變換 188
一、復合變換 188
二、仿射變換 189
第九節(jié)　投影變換 190
一、投影變換的分類 190
二、平行投影 191
三、透視投影 193
本章知識結構圖 195
本章小結 196
復習思考題 196
第七章 圖形裁剪 198
第一節(jié)　二維觀察流程 200
第二節(jié)　窗口視區(qū)的變換 202
第三節(jié)　圖形裁剪的基本概念 206
一、點的裁剪 207
二、直線段和窗口的關系 207
第四節(jié)　直線段裁剪 207
一、編碼裁剪算法 208
二、中點分割裁剪算法 212
三、參數(shù)化線段裁剪算法 213
第五節(jié)　多邊形裁剪 215
一、逐邊裁剪法 216
二、雙邊裁剪法 219
第六節(jié)　其他類型的圖形裁剪 220
一、非矩形裁剪窗口的線段裁剪 220
二、曲線的裁剪 220
三、字符的裁剪 220
第七節(jié)　三維裁剪 221
一、三維裁剪空間 221
二、三維編碼裁剪算法 222
本章知識結構圖 224
本章小結 225
復習思考題 225
第八章 三維幾何造型 227
第一節(jié) 三維幾何造型中的元素 228
一、點 229
二、邊 229
三、環(huán) 229
四、面 229
五、體 230
六、體素 231
第二節(jié)　形體的存儲模型 231
一、線框模型 231
二、表面模型 232
三、實體模型 233
第三節(jié)　三維形體的表示方法 234
一、構造實體幾何表示法 235
二、掃描表示法 236
三、分解模型表示法 237
四、邊界表示法 239
五、混合模型表示法 240
本章知識結構圖 240
本章小結 241
復習思考題 241
第九章 分形曲線與函數(shù)迭代系統(tǒng) 242
第一節(jié)　分形的提出與分形維數(shù) 244
一、分形的萌芽 244
二、分形維數(shù) 245
三、分形的幾何特征 246
四、分形圖形與歐氏圖形的區(qū)別 247
第二節(jié)　典型分形曲線的遞歸算法 247
一、Koch曲線的遞歸算法及
雪花的生成 247
二、Peano_Hilbert曲線 250
三、Sierpinski三角形與Sierpinski
地毯 252
第三節(jié)　迭代函數(shù)系統(tǒng) 253
一、仿射變換與IFS碼 254
二、IFS迭代算法 255
三、IFS植物構形 259
本章知識結構圖 261
本章小結 262
復習思考題 262
第十章 計算機圖形學專題設計 263
第一節(jié)　魚群的卡通圖形設計 263
一、利用B樣條曲線實現(xiàn)單尾魚
設計 264
二、利用圖形變換實現(xiàn)魚群設計 266
三、利用區(qū)域填充的著色處理 269
第二節(jié)　自由曲面與IFS結合的景物
設計 269
一、二維圖形的迭代函數(shù)系統(tǒng)
(IFS)的建立 270
二、圖形變換與三維樹木生成 270
三、果樹造型設計 272
四、自由曲面與山坡模擬 273
第三節(jié) 一個小型交互式繪圖軟件設計 274
一、微機交互繪圖軟件包的典范AutoCAD 274
二、繪圖軟件設計原則 275
三 文檔/視圖結構 276
四、小型交互式繪圖軟件的
設計與實現(xiàn) 277
本章小結 280
復習思考題 281
參考文獻 282