作 者 簡(jiǎn) 歷
孫家廣 清華大學(xué)教授，清華大學(xué)信息學(xué)院院長(zhǎng)兼軟件學(xué)院院長(zhǎng)，清華大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任，國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)委員、學(xué)科評(píng)議組成員、教育部計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教育指導(dǎo)委員會(huì)副主任、軟件工程教育指導(dǎo)委員會(huì)主任、國(guó)家企業(yè)信息化軟件工程技術(shù)研究中心主任、信息科學(xué)技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室主任、中國(guó)工程圖學(xué)學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)副主任。1999年選為中國(guó)工程院院士。孫家廣長(zhǎng)期從事計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、輔助設(shè)計(jì)、軟件形式化驗(yàn)證及軟件工程與系統(tǒng)的教學(xué)研究工作, 在基于Web技術(shù)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理框架，線框、曲面、實(shí)體和特征統(tǒng)一表示的造型算法，多資源、多事件、多進(jìn)程協(xié)同軟件開(kāi)發(fā)工具等方面取得了創(chuàng)新性成果。
胡事民 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系教授，計(jì)算機(jī)系學(xué)位分委員會(huì)主席，可視媒體研究中心主任,教育部長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃特聘教授。 2002年獲得國(guó)家杰出青年基金資助，2006年被聘為國(guó)家重大基礎(chǔ)研究（973）計(jì)劃項(xiàng)目首席科學(xué)家。 主要從事計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與人機(jī)交互、幾何計(jì)算、智能信息處理等方面的教學(xué)與研究工作，已在ACM/IEEE Transactions和Computer Aided Design等重要國(guó)際刊物上發(fā)表論文40余篇。擔(dān)任多個(gè)國(guó)際重要會(huì)議的程序委員會(huì)主席和委員及Elsevier期刊 Computer Aided Design的編委。

序
清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系列教材已經(jīng)出版發(fā)行了近30種，包括計(jì)算機(jī)專業(yè)的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)、專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)等課程的教材，覆蓋了計(jì)算機(jī)專業(yè)大學(xué)本科和研究生的主要教學(xué)內(nèi)容。這是一批至今發(fā)行數(shù)量很大并贏得廣大讀者贊譽(yù)的書(shū)籍，是近年來(lái)出版的大學(xué)計(jì)算機(jī)教材中影響比較大的一批精品。
本系列教材的作者都是我熟悉的教授與同事，他們長(zhǎng)期在第一線擔(dān)任相關(guān)課程的教學(xué)工作，是一批很受大學(xué)生和研究生歡迎的任課教師。編寫(xiě)高質(zhì)量的大學(xué)（研究生）計(jì)算機(jī)教材，不僅需要作者具備豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和科研實(shí)踐，還需要對(duì)相關(guān)領(lǐng)域科技發(fā)展前沿的正確把握和了解。正因?yàn)楸鞠盗薪滩牡淖髡邆兙邆淞诉@些條件，才有了這批高質(zhì)量?jī)?yōu)秀教材的出版。可以說(shuō)，教材是他們長(zhǎng)期辛勤工作的結(jié)晶。本系列教材出版發(fā)行以來(lái)，從其發(fā)行的數(shù)量、讀者的反映、已經(jīng)獲得的許多國(guó)家級(jí)與省部級(jí)的獎(jiǎng)勵(lì)，以及在各個(gè)高等院校教學(xué)中所發(fā)揮的作用上，都可以看出本系列教材所產(chǎn)生的社會(huì)影響與效益。
計(jì)算機(jī)科技發(fā)展異常迅速、內(nèi)容更新很快。作為教材，一方面要反映本領(lǐng)域基礎(chǔ)性、普遍性的知識(shí)，保持內(nèi)容的相對(duì)穩(wěn)定性；另一方面，又需要跟蹤科技的發(fā)展，及時(shí)地調(diào)整和更新內(nèi)容。本系列教材都能按照自身的需要及時(shí)地做到這一點(diǎn)，如《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》一書(shū)10年中共出版了3版，其他如《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》等也都已出版了第2版，使教材既保持了穩(wěn)定性，又達(dá)到了先進(jìn)性的要求。本系列教材內(nèi)容豐富、體系結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、概念清晰、易學(xué)易懂，符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律，適合于教學(xué)與自學(xué)，深受廣大讀者的歡迎。系列教材中多數(shù)配有豐富的習(xí)題集和實(shí)驗(yàn)，有的還配備多媒體電子教案，便于學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際地學(xué)習(xí)相關(guān)課程。
隨著我國(guó)進(jìn)一步的開(kāi)放，我們需要擴(kuò)大國(guó)際交流，加強(qiáng)學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。在大學(xué)教材建設(shè)上，也應(yīng)該注意學(xué)習(xí)和引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)教材。但是，計(jì)算機(jī)系列教材的出版發(fā)行實(shí)踐以及它所取得的效果告訴我們，在當(dāng)前形勢(shì)下，編寫(xiě)符合國(guó)情的具有自主版權(quán)的高質(zhì)量教材仍具有重大意義和價(jià)值。它與前者不僅不矛盾，而且是相輔相成的。本系列教材的出版還表明，針對(duì)某個(gè)學(xué)科培養(yǎng)的要求，在教育部等上級(jí)部門(mén)的指導(dǎo)下，有計(jì)劃地組織任課教師編寫(xiě)系列教材，還能促進(jìn)對(duì)該學(xué)科科學(xué)的、合理的教學(xué)體系和內(nèi)容的研究。
我希望今后有更多、更好的優(yōu)秀教材出版。

清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系教授，中科院院士

2007年6月28日

第2版前言
本書(shū)是在2005版《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)教程》的基礎(chǔ)上修訂而成。
《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)教程》是根據(jù)作者在清華大學(xué)多年教學(xué)實(shí)踐，并參考了國(guó)內(nèi)外最新的相關(guān)教材和部分最新的研究成果編寫(xiě)而成。第2版教材主要修訂了以下內(nèi)容：
1. 增加了第1章的1.5節(jié)，介紹清華大學(xué)近年來(lái)的最新研究成果。
2. 增加了第3章的3.9節(jié)，介紹網(wǎng)格表示、簡(jiǎn)化與細(xì)分。
3. 增加了第4章的4.1節(jié)，介紹圖形繪制的基本概念和流程，提高本章整體上的可讀性。
4. 將第4章4.8節(jié)層次細(xì)節(jié)的內(nèi)容移入第3章的3.9節(jié)，增加有關(guān)景物模擬的內(nèi)容。
5. 刪除第5章VRML的內(nèi)容，改寫(xiě)Open GL的內(nèi)容，增加一些常見(jiàn)的功能，并給出更多的示例。
本教程第1版出版4年來(lái)，被國(guó)內(nèi)一大批高等院校采用，相關(guān)的老師、同學(xué)及讀者提出了許多寶貴的建議，在此表示衷心感謝。徐昆、來(lái)煜坤參與了第2版教材的修訂，在此也一并表示感謝。

作 者2009年4月


第1版前言
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是利用計(jì)算機(jī)研究圖形的表示、生成、處理和顯示的一門(mén)重要的計(jì)算機(jī)學(xué)科分支,是計(jì)算機(jī)學(xué)科中最活躍的分支之一。
隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件、軟件的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)具有強(qiáng)大的圖形處理功能，目前計(jì)算機(jī)圖形學(xué)已無(wú)所不在，從CAD設(shè)計(jì)到廣告設(shè)計(jì)、從影視娛樂(lè)到計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)，都使人們感受到計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)獨(dú)特的魅力。同時(shí)，由于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)本身的長(zhǎng)足進(jìn)步及其應(yīng)用的日益廣泛，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)已成為計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)與其他應(yīng)用學(xué)科之間的一個(gè)橋梁，也已成為許多本科生專業(yè)的必修課程之一。
如何在較短時(shí)間內(nèi)成為一個(gè)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)入門(mén)者，領(lǐng)悟并有能力實(shí)現(xiàn)那激動(dòng)人心的計(jì)算機(jī)圖形效果？本書(shū)希望起到這樣一個(gè)目的。本書(shū)分為光柵圖形學(xué)、幾何造型技術(shù)、真實(shí)感圖形學(xué)和圖形標(biāo)準(zhǔn)4個(gè)技術(shù)專題，涵蓋了當(dāng)前圖形學(xué)的基本內(nèi)容，題材新舊結(jié)合，篇幅精練，難度錯(cuò)落有致。書(shū)中各主題間又相對(duì)獨(dú)立，適合于計(jì)算機(jī)專業(yè)本科專業(yè)的課程教學(xué)，也便于自學(xué)。
通過(guò)本書(shū)的學(xué)習(xí)，讀者可以快速掌握計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)現(xiàn)原理，感受最新圖形學(xué)進(jìn)展。本書(shū)同時(shí)配備有OpenGL和VRML的技術(shù)講解，力圖讓學(xué)習(xí)者學(xué)以致用。無(wú)論是CAD幾何造型用戶、動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)用戶、圖形學(xué)軟件設(shè)計(jì)師，還是未來(lái)的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)研究者，本書(shū)都將為讀者打下扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)，從而讓今后的工作、學(xué)習(xí)更加得心應(yīng)手。
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的計(jì)算機(jī)學(xué)科，內(nèi)容變化日新月異，本書(shū)在保留經(jīng)典圖形學(xué)的必要內(nèi)容外，對(duì)最近十多年的研究近況作了介紹，力圖使讀者在掌握相應(yīng)的知識(shí)后，能迅速跟上研究前沿。本書(shū)每章結(jié)束都附有相應(yīng)的習(xí)題，讀者通過(guò)這些習(xí)題的思考和上機(jī)操作，可以加深對(duì)內(nèi)容的理解，達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的目的。
相信每一位讀者通過(guò)本教材的學(xué)習(xí)，都能得到不同程度的收獲。
清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系一直將圖形學(xué)作為本科生的一門(mén)重要課程，在大學(xué)三年級(jí)下學(xué)期開(kāi)設(shè)此課。近10年來(lái)，我系主要使用清華大學(xué)出版社出版、孫家廣等編著的《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)》作為本科教材。本書(shū)的第二作者自1998年以來(lái)，在主講圖形學(xué)的過(guò)程中，深切感到《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)》一書(shū)內(nèi)容太多，急需一本內(nèi)容精練，能包含圖形學(xué)的主要內(nèi)容，又能介紹圖形學(xué)的最新技術(shù)的本科生教材。1999年，在清華大學(xué)985項(xiàng)目的支持下，開(kāi)始編寫(xiě)新的講義，經(jīng)過(guò)2000-2003年的使用、實(shí)踐，交付清華大學(xué)出版社出版。在編寫(xiě)本教材的過(guò)程中，許多同事、研究生付出了辛苦的勞動(dòng)。周登文副教授及研究生王斌、王濤、吳建華、許云杰等同學(xué)幫助整理部分初稿，研究生張慧、雍俊海、張松海、董未明、朱旭平、丁俊勇、郭鑌、嚴(yán)寒冰、靳力等作為圖形學(xué)課程的助教，曾提出過(guò)許多寶貴的建議，給予了許多幫助。車(chē)武軍博士在書(shū)稿寫(xiě)作的后期，付出了許多辛苦的努力，他通讀全書(shū)，給出了許多建議，而且充實(shí)了一些章節(jié)，使本書(shū)增色不少。在此向這些同事和學(xué)生表示衷心的感謝。
最后衷心希望讀者在閱讀過(guò)程中，對(duì)本書(shū)不足之處提出寶貴意見(jiàn)，以便我們能對(duì)書(shū)中內(nèi)容不斷加以完善，更好地為讀者服務(wù)。

作 者2005年2月