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第1章 绪论1

1.1　计算机图形学的发展历史1

1.2　计算机图形学的应用及研究前沿3

1.3　计算机图形学的研究内容8

1.4　计算机图形学与相关学科的关系8

习题9

第2章　计算机图形系统10

2.1　计算机图形系统概述10

2.1.1　计算机图形系统的结构10

2.2　图形输入设备12

2.1.2　计算机图形系统的基本功能12

2.2.1　一般应用图形输入设备13

2.2.2　特殊应用图形输入设备14

2.3　图形绘制设备15

2.3.1　绘图仪15

2.3.2　打印机16

2.4　图形显示系统16

2.4.1　显示器16

2.4.2　显示卡21

2.5　计算机图形标准24

2.6　Visual C＋＋的图形程序开发方法27

2.6.1　图形设备接口28

2.6.2 OnDraw成员函数33

2.6.3 GDI对象类33

2.6.4 Windows映射模式42

2.6.5 绘图模式的设置44

2.7 OpenGL程序设计基础46

2.7.1 OpenGL的主要功能46

2.7.2 OpenGL绘图程序开发方法48

习题55

第3章　二维图形生成技术56

3.1　直线扫描转换算法56

3.1.1　直线DDA算法57

3.1.2　中点画线算法58

3.1.3　Bresenham画线算法62

3.2　圆的扫描转换算法65

3.2.1 圆的性质65

3.2.2 中点画圆算法66

3.2.3　Bresenham画圆算法68

3.3　填充技术71

3.3.1　种子填充算法71

3.3.2　多边形扫描线填充算法75

3.4.2　点阵字符85

3.4　字符处理85

3.4.1　字符编码标准85

3.4.3　字形技术86

3.5　属性处理87

3.5.1　线宽的处理87

3.5.2　线型88

3.5.3　区域填充图案89

3.6　反走样90

3.6.1　提高分辨率90

3.6.2　直线的简单区域取样91

3.7　实例演示程序92

3.8　基于OpenGL的基本图形绘制99

3.8.1 点100

3.8.2　线100

3.8.3　多边形104

习题106

第4章　图形变换107

4.1　基本几何变换107

4.1.1　二维图形几何变换107

4.1.2　变换的矩阵表示109

4.1.3　复合变换111

4.2　三维图形几何变换115

4.1.4　二维几何变换的函数115

4.2.1　基本变换116

4.2.2　三维几何变换的函数117

4.3　参数图形几何变换118

4.3.1　圆锥曲线的几何变换118

4.3.2　参数曲线、曲面的几何变换119

4.4　坐标系统122

4.5　投影变换124

4.5.1　基本概念124

4.5.2　平行投影变换125

4.5.3　透视投影变换126

4.6　基于Visual C＋＋的OpenGL坐标变换127

4.6.1 OpenGL中的三维物体显示127

4.6.2 OpenGL中的几种变换129

4.7　图形裁剪135

4.7.1　直线的裁剪135

4.7.2　多边形的裁剪140

习题145

第5章 曲线与曲面146

5.1　曲线曲面基础146

5.1.1 曲线曲面的参数表示147

5.1.2　插值与逼近148

5.1.3　连续性149

5.1.4　样条描述149

5.1.5　三次样条150

5.2 Bezier曲线151

5.2.1 Bezier曲线的定义152

5.2.2 Bezier曲线的性质153

5.2.3 Bezier曲线的拼接155

5.2.4 Bezier曲线的离散生成155

5.3 B样条曲线157

5.3.1 B样条曲线的定义157

5.3.2 B样条曲线的分类158

5.3.3 B样条曲线的性质161

5.3.4 非均匀有理B样条曲线162

5.4 Bezier曲面164

5.4.1 Bezier曲面的定义164

5.4.2 Bezier曲面的性质165

5.4.3 Bezier曲面的拼接166

5.5 B样条曲面166

5.5.1 B样条曲面的定义166

5.5.2 非均匀有理B样条曲面167

5.6.1　样条曲线的绘制168

5.6　用OpenGL生成曲线与曲面168

5.6.2　样条曲面的绘制172

习题175

第6章 三维真实感物体显示技术176

6.1　隐藏面和隐藏线的消除176

6.1.1 凸多面体的隐藏线消除176

6.1.2　凹多面体的隐藏线消除177

6.1.3　曲面隐藏线消除177

6.2　消除隐藏面178

6.2.1　画家算法178

6.2.2　Z缓冲器算法179

6.2.3　扫描线Z缓冲器算法182

6.2.4　区间扫描算法183

6.2.5　Warnock算法184

6.2.6　消隐实例186

6.3　光照模型189

6.3.1　颜色模型和颜色应用189

6.3.2　常用颜色模型192

6.3.3　OpenGL中的颜色模型193

6.4　简单光照模型194

6.5.1　光源的定义204

6.5　OpenGL的光照处理204

6.5.2　材质的定义205

6.5.3　OpenGL的光照实例206

6.6　纹理映射207

6.6.1　定义纹理208

6.6.2　控制纹理滤波208

6.6.3　纹理处理208

6.6.4　某个纹理的实例209

习题221

7.1.1　交互式绘图的概念222

7.1.2　交互式绘图系统的交互任务222

第7章　交互式绘图技术222

7.1　交互式绘图概述222

7.1.3　交互式绘图系统的设计原则223

7.2　交互式输入的基本模式224

7.3　基本交互式绘图技术225

7.4　交互式绘图系统的构造229

7.4.1　交互式用户接口的内容229

7.4.2　交互式用户接口的工作方式230

7.4.3　交互式用户接口的实现231

7.5.1 OpenGL的选择模式233

7.5 OpenGL对交互式绘图的支持233

7.5.2 OpenGL的反馈模式236

7.5.3　用OpenGL缓冲技术实现橡皮筋功能240

习题246

第8章　计算机动画技术247

8.1　计算机动画技术概述247

8.1.1　动画技术的历史和发展247

8.1.2　计算机动画技术的应用248

8.1.3　常用动画软件249

8.2　计算机动画的分类与原理252

8.2.1　计算机动画的分类252

8.2.2　计算机动画的基本原理253

8.2.3　关键帧技术254

8.2.4　运动描述255

8.2.5　动画文件格式256

8.3　计算机动画的生成方法257

8.3.1　OpenGL动画设计概述257

8.3.2　反弹的方块257

8.3.3　双缓冲技术262

8.3.4　旋转的立体圆环266

8.3.5　交互式动画271

习题277

参考文献278