計算機圖形學（第三版）

     目錄
   第一章 圖形設備、系統(tǒng)和應用
    1.1 計算機圖形學的發(fā)展及應用
    1.1.1 計算機圖形學硬件的發(fā)展
    1.1.2 計算機圖形學軟件及算法的發(fā)展
    1.1.3 計算機圖形學在我國的發(fā)展
    1.1.4 計算機圖形學的應用
    1.2 圖形輸入設備
    1.2.1 鼠標器
    1.2.2 光筆
    1.2.3 觸摸屏
    1.2.4 坐標數(shù)字化儀
    1.2.5 圖形掃描儀
    1.3 圖形顯示設備
    1.3.1 陰極射線管
    1.3.2 彩色陰極射線管
    1.3.3 隨機掃描的圖形顯示器
    1.3.4 存儲管式的圖形顯示器
    1.3.5 光柵掃描式圖形顯示器
    1.3.6 液晶顯示器（LCD）
    1.3.7 等離子顯示器
    1.3.8 幾種顯示技術的比較
    1.4 圖形繪制設備
    1.4.1 噴墨打印機
    1.4.2 激光打印機
    1.4.3 靜電繪圖儀
    1.4.4 筆式繪圖儀
    1.5 圖形處理器
    1.5.1 簡單圖形處理器
    1.5.2 單片圖形處理器
    1.5.3 個人計算機圖形卡
    1.5.4 圖形并行處理器
    1.6 圖形系統(tǒng)和工作站
    1.6.1 計算機圖形系統(tǒng)的
    功能及組成
    1.6.2 個人計算機圖形系統(tǒng)
    1.6.3 工作站的發(fā)展和特點
    1.6.4 幾種精簡指令集工作站
    1.6.5 工作站的性能評測與選擇
    1.7 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)
    1.7.1 系統(tǒng)構(gòu)成
    1.7.2 三維輸入設備
    1.7.3 跟蹤器
    1.7.4 頭盔顯示器
    1.7.5 應用前景
    1.8 習 題
   第二章 計算機圖形的標準化和窗口
    系統(tǒng)
    2.1 計算機圖形接口（CGI）
    2.1.1 控制功能集
    2.1.2 輸出功能集
    2.1.3 圖段功能集
    2.1.4 輸入和應答功能集
    2.1.5 光柵功能集
    2.2 計算機圖形元文件（CGM）
    2.2.1 圖形元文件
    2.2.2 圖形元文件的解釋
    2.2.3 CGM的組成
    2.3 圖形核心系統(tǒng)（GKS）
    2.3.1 GKS的功能
    2.3.2 圖形輸入與輸出
    2.3.3 工作站
    2.3.4 坐標系
    2.3.5 圖段
    2.3.6 GKS的文件接口
    2.3.7 GKS的分級管理
    2.3.8 GKS－3D
    2.4 程序員層次交互式圖形
    系統(tǒng)（PHIGS）
    2.4.1 模塊化的功能結(jié)構(gòu)
    2.4.2 動態(tài)的結(jié)構(gòu)、元素管理
    2.4.3 GKS－3D和PHIGS的比較
    2.4.4 PHIGS的擴充版本PHIGS十
    2.4.5 網(wǎng)絡窗口環(huán)境下的
    PHIGS－P EX
    2.4.6 圖形程序庫GL
    2.5 基本圖形轉(zhuǎn)換規(guī)范（IGES）
    2.5.1 IGES 的作用
    2.5.2 IGES 的實體
    2.5.3 IGES 的文件結(jié)構(gòu)
    2.5.4 IGES 的出錯處理
    2.6 產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標準（STEP）
    2.6.1 STEP的產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)
    2.6.2 STEP的概念模式
    2.6.3 STEP中特征的定義
    2.6.4 STEP的基本組成
    2.7 計算機圖形參考模型（CGRM）
    2.7.1 基本概念
    2.7.2 CGRM的外部關系
    2.7.3 CGRM的環(huán)境模型
    2.7.4 CGRM的數(shù)據(jù)元素
    2.8 窗口系統(tǒng)
    2.8.1 窗口系統(tǒng)的特點
    2.8.2 幾種常用的窗口系統(tǒng)
    2.8.3 窗口系統(tǒng)的輸入處理
    2.8.4 窗口系統(tǒng)的輸出處理
    2.8.5 窗口系統(tǒng)工具箱
    2.8.6 流行的圖形用戶接口
    2.8.7 從窗口系統(tǒng)Windows到窗口操作低砏indowsNT
    2.8.8 如何用窗口系統(tǒng)編
    應用程序
    2.9 習 題
   第三章 交互技術與用戶接口
    3.1 用戶接口的常用形式
    3.1.1 子程序庫
    3.1.2 專用語言
    3.1.3 交互命令
    3.2 交互設備、交互任務和交互技術
    3.2.1 交互設備
    3.2.2 交互任務
    3.2.3 交互技術
    3.2.4 拾取圖形
    3.3 輸入控制
    3.3.1 三種輸入控制方式
    3.3.2 請求方式
    3.3.3 取樣方式
    3.3.4 事件方式
    3.3.5 輸入控制方式的混合使用
    3.4 如何構(gòu)造一個交互系統(tǒng)
    3.4.1 交互式用戶接口的表現(xiàn)形式
    3.4.2 交互式用戶接口常見的工作方式
    3.4.3 用戶命令集的描述
    3.4.4 人－機對話序列的設計
    3.4.5 交互式用戶接口的實現(xiàn)
    3.4.6 交互式用戶接口簡例
    3.5 基于知識的用戶接口設計環(huán)境
    3.5.1 目標
    3.5.2 結(jié)構(gòu)
    3.5.3 基于知識的用戶接口
    3.5.4 用戶接口變換器
    3.6 習 題
   第四章 基本圖形生成算法
    4.1 直線的掃描轉(zhuǎn)換
    4.1.1 數(shù)值微分法
    4.1.2 中點畫線法
    4.1.3 Bresenham畫線算法
    4.2 圓與橢圓的掃描轉(zhuǎn)換
    4.2.1 圓的掃描轉(zhuǎn)換
    4.2.2 Bresenham畫圓算法
    4.2.3 橢圓的掃描轉(zhuǎn)換
    4.3 區(qū)域填充
    4.3.1 多邊形域的填充
    4.3.2 邊填充算法
    4.3.3 種子填充算法
    4.3.4 圓域的填充
    4.3.5 區(qū)域填充圖案
    4.4 線寬與線型的處理
    4.4.1 直線線寬的處理
    4.4.2 圓弧線寬的處理
    4.4.3 線型的處理
    4.5 字符
    4.5.1 矢量字符
    4.5.2 點陣字符
    4.5.3 字型技術
    4.5.4 字符輸出
    4.6 裁剪
    4.6.1 線段裁剪
    4.6.2 多邊形裁剪
    4.6.3 字符裁剪
    4.7 反走樣
    4.7.1 提高分辨率
    4.7.2 簡單的區(qū)域取樣
    4.7.3 加權(quán)區(qū)域取樣
    4.8習 題
   第五章 交互式圖形程序庫——GIL
    5.1 應用GIL的預備知識
    5.1.1 為什么要用GIL
    5.1.2 GIL的運行環(huán)境
    5.1.3 變量、坐標及控制流程
    5.1.4 用戶界面
    5.1.5 菜單文件格式
    5.1.6 命令列表格式
    5.1.7 設置光標
    5.1.8 系統(tǒng)初始化
    5.1.9 內(nèi)存空間管理
    5.2 如何用GIL畫圖
    5.2.1 圖形區(qū)屬性
    5.2.2 繪制基本圖形
    5.2.3 區(qū)域填充
    5.2.4 象素操作
    5.2.5 字符和漢字
    5.3 如何用GIL實現(xiàn)人－機交互操作
    5.3.1 人的因素
    5.3.2 對話框
    5.3.3 提示信息和出錯信息
    5.3.4 拖動畫圖方式的設置
    5.3.5 輸入數(shù)據(jù)
    5.3.6 用GIL構(gòu)造交互系統(tǒng)實例
    5.4 GIL中基本數(shù)據(jù)類型定義
    5.5 GIL中的函數(shù)一覽表
    5.6 習 題
   第六章 曲線和曲面
    6.1 曲線、曲面參數(shù)表示的基礎知識
    6.1.1 顯式、隱式和參數(shù)表示
    6.1.2 參數(shù)曲線的定義及其切矢量、法矢量、曲率和撓率
    6.1.3 插值、逼近、擬合和光順
    6.1.4 參數(shù)曲線的代數(shù)形式
    和幾何形式
    6.1.5 調(diào)和函數(shù)
    6.1.6 曲線段間C1，C2和G2，G2連續(xù)性定義
    6.1.7 重新參數(shù)化
    6.1.8 四點式曲線
    6.1.9 有理參數(shù)多項式曲線
    6.2 常用的參數(shù)曲線
    6.2.1 Bezier曲線
    6.2.2 B樣條曲線
    6.2.3 非均勻有理B樣條（NURBS）曲線
    6.2.4 常用參數(shù)曲線的等價表示
    6.2.5 等距線
    6.2.6 圓錐曲線
    6.2.7 等值線
    6.3 常用的參數(shù)曲面
    6.3.1 參數(shù)曲面的定義
    6.3.2 參數(shù)曲面的重新參數(shù)化
    6.3.3 平面、二次曲面和直紋面
    6.3.4 Coons曲面和張量積曲面
    6.3.5 Bezier曲面
    6.3.6 B樣條曲面
    6.3.7 非均勻有理B樣條（NURBS）
    曲面
    6.3.8 常用雙三次參數(shù)曲面
    的等價表示
    6.3.9 等距面
    6.3.10 基于三維散列數(shù)據(jù)構(gòu)造
    曲面
    6.3.11 掃描面
    6.4 習 題
   第七章 圖形變換
    7.1 圖形變換的數(shù)學基礎
    7.1.1 矢量運算
    7.1.2 矩陣運算
    7.1.3 齊次坐標
    7.2 窗口視圖變換
    7.2.1 用戶域和窗口區(qū)
    7.2.2 屏幕域和視圖區(qū)
    7.2.3 窗口區(qū)和視圖區(qū)的坐標變換
    7.2.4 從規(guī)格化坐標（NDC）到設備
    坐標（DC）的變換
    7.3 圖形的幾何變換
    7.3.1 二維圖形的幾何變換
    7.3.2 三維圖形的幾何變換
    7.3.3 參數(shù)圖形的幾何變換
    7.4 形體的投影變換
    7.4.1 投影變換分類
    7.4.2 正平行投影（三視圖）
    7.4.3 斜平行投影
    7.4.4 透視投影
    7.4.5 投影空間
    7.4.6 用戶坐標系到觀察
    坐標系的變換
    7.4.7 規(guī)格化裁剪空間和圖象
    空間
    7.5 三維線段裁剪
    7.6 習 題
   第八章 幾何造型
    8.1 形體在計算機內(nèi)的表示
    8.1.1 表示形體的坐標系
    8.1.2 幾何元素的定義
    8.1.3 表示形體的線框、表面、實體模型
    8.1.4 形體的邊界及其連接關系
    8.1.5 常用的形體表示方式
    8.2 邊界表示的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與歐拉
    操作
    8.2.1 翼邊結(jié)構(gòu)
    8.2.2 對稱結(jié)構(gòu)
    8.2.3 基于面的多表結(jié)構(gòu)
    8.2.4 歐拉操作
    8.3 求交算法
    8.3.1 點與各幾何元素的求交計算
    8.3.2 直線與各幾何元素求交
    8.3.3 曲線與各幾何元素求交
    8.3.4 面與面求交
    8.4 集合運算
    8.4.1 一維幾何元素的集合運算
    8.4.2 二維幾何元素的集合運算
    8.4.3 三維幾何元素的集合運算
    8.5 常用的其他造型方法
    8.5.1 分數(shù)維（Fractal）造型
    8.5.2 特征（Feature）造型
    8.5.3 從二維正投影圖構(gòu)造三維
    形體
    8.5.4 從二維圖象信息構(gòu)造三維
    形體
    8.6 習 題
   第九章 真實圖形
    9.1 消除隱藏線
    9.1.1 凸多面體的隱藏線消除
    9.1.2 凹多面體的隱藏線消除
    9.1.3 二次曲面體的隱藏線消除
    9.2 消除隱藏面
    9.2.1 畫家算法
    9.2.2 Z緩沖區(qū)算法
    9.2.3 掃描線算法
    9.2.4 區(qū)域采樣算法
    9.3 明暗效應
    9.3.1 明暗模型
    9.3.2 處理方法
    9.3.3 透明效果
    9.4 顏色模型
    9.4.1 基本概念
    9.4.2 CIE色度圖
    9.4.3 常用的顏色模型
    9.4.4 顏色的選擇插值和復制
    9.5 紋理
    9.5.1 紋理的定義和映射
    9.5.2 紋理的反走樣處理
    9.6 光線跟蹤
    9.6.1 求交算法
    9.6.2 法向量計算
    9.6.3 反射與折射方向
    9.6.4 光照模型
    9 .6.5 加速算法
    9.7 輻射度
    9.7.1 基本算法
    9.7.2 有遮擋關系環(huán)境中輻射度的計算
    9.7.3 半陰影區(qū)域的特殊處理
    9.8 科學計算的可視化
    9.8.1 數(shù)據(jù)場
    9.8.2 體繪制技術的基本原理
    9.8.3 以圖象空間為序的體繪制
    算法
    9.9 習 題
   第十章 圖象處理
    10.1 圖象數(shù)據(jù)
    10.1.1 圖象的表示
    10.1.2 圖象的采樣
    10.1.3 圖象的數(shù)據(jù)格式
    10.1.4 圖象的灰度直方圖
    10.1.5 圖象的二值化
    10.2 圖象變換
    10.2.1 圖象的空間變換
    10.2.2 傅里葉變換
    10.3 圖象解析
    10.3.1 細線化技術
    10.3.2 輪廓線追蹤
    10.4 圖象數(shù)據(jù)壓縮
    10.4.1 步長法
    10.4.2 差值法
    10.4.3 塊域符號法
    （blockencoding）
    10.5 圖象識別
    10.5.1 手寫文字的識別
    10.5.2 印刷體文字識別
    10.6 習 題
    參考文獻