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第1章 绪论1

1.1 计算机图形学的概念1

1.2 计算机图形学的发展2

1.3 计算机图形学的应用4

1.4 常用的图形输入／输出设备5

1.4.1 输入设备6

1.4.2 输出设备8

1.5 计算机图形系统13

习题14

第2章 直线和直线图形15

2.1 直线以及直线的绘制15

2.2 生成直线的几种常用算法16

2.2.1 逐点比较法16

2.2.2 数值微分法22

2.2.3 Bresenham算法24

2.3 线宽和线型29

习题33

3.1.2 多边形的描述35

3.1.1 凸多边形与凹多边形35

3.1 多边形的概念35

第3章 多边形35

3.2 多边形的填充36

3.2.1 点是否在内部的检验36

3.2.2 连贯性原理38

3.3 多边形填充算法40

3.3.1 扫描线算法40

3.3.2 边填充算法45

3.3.3 种子填充算法48

3.4 反走样基础53

3.4.1 提高分辨率54

3.4.2 简单的区域反走样算法54

3.4.3 卷积积分与反走样算法55

3.4.4 半色调技术56

习题57

第4章 二次曲线58

4.1 圆弧的逐点插补法58

4.1.1 逐点插补法基本思想58

4.1.2 判别函数59

4.1.4 如何判别终点61

4.1.3 象限判别61

4.2 圆弧的正负法66

4.3 圆弧的Bresenham算法69

4.4 椭圆的生成算法73

4.5 二次曲线的参数拟合法75

4.5.1 二次曲线的一般参数方程76

4.5.2 二次曲线的分类77

4.6 圆弧线宽的处理82

习题83

5.1 窗口视图变换84

第5章 裁剪84

5.2 二维裁剪85

5.3 Sutherland-Cohen分割线算法87

5.4 中点分割算法91

5.5 一般凸多边形窗口的二维线裁剪95

5.6 多边形裁剪97

5.7 凹区域裁剪——Weiler-Atherton算法105

5.8 字符裁剪108

习题108

6.1.1 Bézier曲线的定义与性质110

第6章 自由曲线与曲面设计110

6.1 Bézier曲线110

6.1.2 二、三次Bézier曲线113

6.1.3 n次Bézier曲线应用及变型124

6.2 拟合、插值与样条概念130

6.2.1 数据拟合与最小二乘法131

6.2.2 多项式插值及参数化137

6.2.3 样条函数概念144

6.3.1 参数连续和几何连续概念156

6.3 二、三次参数样条曲线156

6.3.2 二次参数样条曲线159

6.3.3 三次参数样条曲线166

6.4 B样条曲线181

6.4.1 定义与性质181

6.4.2 二次和三次B样条曲线及其应用183

6.4.3 非均匀B样条曲线192

6.4.4 参数曲线段的一般递推式193

6.5 Bézier曲面及其拼接195

6.5.1 矩形域上的Bézier曲面195

6.5.2 三角形域上的Bézier曲面198

6.5.3 Bézier曲面拼接应用201

6.6 Coons曲面204

6.6.1 双三次Coons曲面204

6.6.2 布尔和形式的Coons曲面206

6.7 B样条曲面207

6.7.1 B样条曲面一般形式207

6.7.2 三种双三次参数曲面片等价表示209

习题211

7.2 二维图形的几何变换214

第7章 图形变换214

7.1 图形变换中的数学方法214

7.2.1 平移变换215

7.2.2 比例变换215

7.2.3 旋转变换216

7.2.4 对称变换218

7.2.5 基本图形元素变换219

7.3 三维图形的几何变换223

7.4 投影变换229

7.4.1 平行投影230

7.4.2 透视投影234

7.4.3 透视投影技巧237

习题239

第8章 图形计算与图形的数据结构241

8.1 交点的计算方法241

8.1.1 二直线段的交点241

8.1.2 直线段与曲线段的交点242

8.1.3 曲线与曲线的交点245

8.1.5 直线与曲面的交点246

8.1.4 直线与平面的交点246

8.2 交线的计算方法247

8.2.1 平面与曲面的交线247

8.2.2 曲面与曲面的交线248

8.3 包含与重叠250

8.4 凸包的计算255

8.5 轮廓线257

8.6 等值线258

8.6.1 等值线与网格的边相交的条件259

8.6.2 等值线的起点、终点及分枝259

8.7.1 数学表示的若干方法260

8.7 图形的表示法260

8.7.2 其它表示方法262

8.8 图形的数据结构263

8.9 图形数据库267

习题268

第9章 图形消隐270

9.1 图形消隐处理的基本原理270

9.2 凸多面体的消隐处理270

9.2.1 凸多面体消隐处理271

9.2.2 Roberts方法272

9.3 一般平面立体的消隐处理274

9.3.1 平面立体的数据结构274

9.3.2 平面立体的消隐过程275

9.4 光栅图形消隐277

9.4.1 深度存储算法277

9.4.2 扫描线算法277

9.4.3 区间连贯性算法278

9.4.4 Warnock方法279

9.5.1 曲面立体的消隐281

9.5 曲面的消隐281

9.5.2 高程线算法282

9.5.3 参数曲面的消隐283

9.5.4 外形线消隐283

9.6 绘制284

9.6.1 简单的光照模型284

9.6.2 透明288

9.6.3 阴影289

9.6.4 三维仿真显示290

习题291

10.2 图形系统设计的基本问题292

第10章 图形系统的总体设计292

10.1 图形系统设计原则292

10.3 图形系统软硬件配置295

10.4 图形要素及图形运算296

10.5 人机交互功能298

10.5.1 用户接口的设计301

10.5.2 基本交互任务组合302

10.5.3 用户接口软件305

习题308

参考文献309