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第一章 绪论1

1-1 计算机绘图概述1

(一) 计算机绘图的由来1

(二) 计算机绘图发展简史1

(三) 计算机绘图的研究对象4

1-2 计算机绘图硬件4

(一) 计算机绘图硬件系统的构成4

(二) 微型计算机绘图系统4

(四) 图形处理及CAD系统5

(三) 超级微型机绘图系统5

1-3 绘图软件7

(一) APPLE微机图形显示软件7

(二) IEM PC/XT图形显示软件7

(三) 其他绘图与显示软件7

1-4 计算机绘图标准9

(一) GKS标准9

(二) PHIGS标准12

第二章 基本图形软件13

(二) 子程序功能及其应用14

(四) 应用举例14

2-1 一个简单的图形软件包14

(一) 基本概念14

2-2 基本子图形设计19

(一) 正多边形程序设计20

(二) 键槽程序设计20

(三) 直线箭头子程序设计21

2-3 子程序剖析22

(一) 圆弧子程序22

(二) 已知圆上两点及半径作圆弧子程序26

第三章 图形变换30

3-1 二维变换30

(一) 恒等变换30

(二) 比例变换31

(三) 反射变换31

(四) 错移变换31

(五) 旋转变换32

(六) 二维齐次坐标33

(七) 绕任意点的二维旋转35

3-2 三维变换36

(一) 三维平移变换37

(二) 三维比例变换37

(三) 绕坐标轴的旋转变换38

(四) 绕一般位置轴的旋转变换38

(五) 三维透视变换40

3-3 三维变换的应用41

(一) 多面视图41

(二) 轴测图45

(三) 透视图的程序设计49

第四章 几何计算57

4-1 点与直线57

(一) 点57

(二) 直线58

(三) 两直线段相交59

(一) 方向性60

4-2 几何交切60

(三) 子程序命名法61

(二) 两个几何元素相互关系的处理原则61

(四) 子程序举例62

4-3 多边形63

4-4 最小最大判别66

4-5 线段裁剪66

(一) 直线裁剪法的约定67

(二) 裁剪线段分类67

(一) 逐边裁剪法68

4-6 多边形裁剪68

(三) 算法框图68

(二) 分区编码裁剪法69

(三) 线段——多边形裁剪法69

(四) 多边形的布尔运算72

4-7 多边形填色74

(一) 逐边填色法74

(二) 分区填色法75

(三) 任意平面图形的快速填色法76

4-8 平面图形构型80

(一) 平面图形的描述80

(二) 并、交、差运算规则81

(三) 有效交点82

(四) 平面图形构型84

第五章 图形程序设计86

5-1 平面图形程序设计86

(一) 子图形的组合86

(二) 布尔运算构型94

(三) 几何交切构图94

(四) 形状参数尺寸代码法96

5-2 汉字生成、字符组合和尺寸标注程序设计102

(一) 汉字生成和汉字组合程序设计102

(二) 尺寸、形位公差、表面粗糙度标注等的程序设计104

5-3 零件图的程序设计112

(一) 零件图视图的生成112

(二) 标注子程序的数据输入与实施115

(三) 轴零件图的总成程序116

5-4 装配图的程序设计119

(一) 子图形拼合绘制装配图120

(二) 集合运算绘制装配图120

(二) 图形数据结构的基本要求125

6-1 概述125

(一) 数据结构的研究对象125

第六章 图形数据结构125

6-2 数组126

(一) 顺序表示法的基本概念126

(三) 线性表126

(二) 数组的存贮127

(三) 数组元素的插入和删除128

(四) 数组的检索128

(五) 应用举例129

6-3 链表131

(一) 链接表示法的基本概念131

(二) 单链表132

(三) 双向链表134

(四) 广义链表135

(五) 应用举例136

6-4 树138

(一) 树的基本概念138

(二) 二叉树138

(三) 树的表示139

6-5 翼边结构143

(一) 基本概念143

(二) 翼边结构描述物体143

(三) 应用举例145

6-6 工程图样的数据结构147

(一) 工程图样简析147

(二) 工程图样的数据结构148

6-7 图形数据库150

(一) 对图形数据库的基本要求150

(二) 图形数据库的建立150

(三) 数据库的基本运算151

第七章 隐藏线和隐藏面154

7-1 凸多面体的隐线消除154

(一) 平面外法线与凸多面体诸棱面可见性的关系154

(二) 外法线的确定和COSγ的求取155

7-2 实施凸多面体消隐实例157

(一) 多面体的数据结构157

(二) 凸多面体隐藏线处理程序160

7-3 凹多面体的隐线处理162

(一) 利用“有效隐藏相关面”的概念进行凹多面体的消隐处理163

(二) 利用棱线的图示规律处理凹多面体的隐藏线166

(三) 利用隐藏量和特征值的变化来处理多面体隐藏线消除167

7-4 曲面立体的隐线消除170

(一) 单值函数z=f(x，y)表示曲面的消隐算法170

(二) 双参数表示任意曲面的消隐172

7-5 隐藏面消除175

(一) 深度缓冲器算法176

(二) 扫描线相关算法176

(三) 面积相关算法177

(四) 优先级算法178

8-1 样条曲线180

(一) 概述180

第八章 曲线和曲面180

(二) 部分术语181

(三) 三次Hermite样条曲线181

(四) Bezier曲线182

(五) B样条曲线186

(六) 三次B样条的作图技巧188

(七) 三次插值B样条189

(八) 曲线上点的计算方法191

(九) 三种参数曲线的比较192

(十) 用双圆弧联结两节点193

8-2 双三次参数样条曲面195

(一) Hermite样条曲面196

(二) Bezier样条曲面198

(三) B样条曲面199

(四) 曲面片的计算200

(一) 端面圆的投影——椭圆的画法203

8-3 回转曲面立体轮廓线的处理方法203

(二) 圆柱曲面的处理方法207

(三) 圆锥曲面轮廓线处理方法214

(四) 球面轮廓线处理方法217

8-4 曲面立体表面相贯线217

(一) 定义圆柱相贯体217

(二) 确定一个圆柱的轮廓线贯穿另一个圆柱的贯穿点的方法218

(三) 求相贯线上其余点的坐标219

(四) 过相贯线上点作相贯线的切线219

(五) 将相贯线上点排队220

(六) 确定相贯线上点的可见性221

(八) 两相贯圆柱其它问题的处理222

(七) 用多段双圆弧代替相贯线222

(九) 图形实例223

8-5 网格曲面223

(一) 用网格代替圆环曲面的基本设想与图形特点223

(二) 用网格曲面表示圆环面后的隐藏线处理224

第九章 三维立体构型226

9-1 立体构型系统简介227

(一) TIPS—1系统227

(二) PADL系统229

(三) BUILD系统231

(四) COMPAC系统233

9-2 二维半形体的组合235

(一) 输入组合体信息236

(二) 数据输入与数据结构237

(三) 四种拼合规则238

(四) 消隐处理240

9-3 GMSZU立体构型系统242

(一) 数据结构242

(二) 三角形子分算法与子分三叉树242

(三) 集合运算245

(四) GMSZU系统的功能246

9-4 三维重建249

(一) 三维重建的意义249

(二) 三维重建的基本方法250

10-1 概述255

(一) 交互式图形显示的特点255

第十章 交互式图形显示255

(二) 显示器的工作特性和基本结构256

10-2 交互功能的实现256

(一) 光按钮与键盘功能257

(二) 指示信息子程序259

(三) 定义光按扭, 键盘功能及键盘命令259

(四) 实时输入信息的处理260

(五) 实现对话过程261

(六) 主程序设计261

10-3 交互式实时修改263

(一) 图形分类、结构化处理及搜索和修改图形档案263

(二) 图形档案、栈和指针263

(三) 图形状态字与图形输出状态的控制265

(四) 实时修改程序的编制266