計算機圖形理論與實踐

第1章 概論
1.1 計算機圖形學的發(fā)展
1.2 計算機圖形學的研究內(nèi)容
1.3 應用及研究前沿
1.3.1 用戶接口
1.3.2 計算機輔助設計與制造
1.3.3 真實感圖形生成
1.3.4 計算機動畫及計算機藝術
1.3.5 科學計算的可視化
1.3.6 虛擬現(xiàn)實
1.4 圖形設備
1.4.1 圖形輸入設備
1.4.2 圖形輸出設備
1.4.2.1 彩色CRT監(jiān)視器
1.4.2.2 LCD顯示器
1.4.3 圖形處理器
1.5 CAD軟件概述
1.5.1 軟件的層次
1.5.2 CAD軟件的發(fā)展
1.5.3 目前流行CAD軟件的狀況
1.5.4 CAD軟件開發(fā)的標準
1.5.5 CAD軟件相關技術
1.5.5.1 計算機圖形系統(tǒng)的功能及組成
1.5.5.2 選擇技術
1.5.5.3 定位技術
1.5.5.4 定向技術
1.5.5.5 定路徑技術
1.5.5.6 定量技術
1.5.5.7 文本技術
1.5.5.8 橡皮筋與拖動技術
1.5.5.9 徒手畫技術
第2章 計算機圖形學基礎
2.1 計算機圖形學基礎理論
2.1.1 坐標系和點
2.1.1.1 坐標系
2.1.1.2 點的描述
2.1.2 直線段的生成算法
2.1.2.1 數(shù)值微分（DDA）法
2.1.2.2 中點畫線法
2.1.3 圓和圓弧的生成算法
2.1.3.1 圓的特征
2.1.3.2 直線（正多邊形）逼近算法
2.1.3.3 正負法
2.1.3.4 算法
2.1.4 多邊形域的掃描填充算法
2.1.4.1 掃描線算法
2.1.4.2 邊界標志算法
2.1.4.3 種子填充算法
2.1.4.4 種子掃描線算法
2.1.5 字符
2.1.5.1 點陣字符
2.1.5.2 矢量字符
2.2 計算機圖形相關算法
2.2.1 圖形交切
2.2.1.1 相交
2.2.1.2 相切
2.2.2 窗口裁剪
2.2.2.1 直線段裁剪
2.2.2.2 多邊形裁剪
2.2.2.3 字符裁剪
2.2.3 內(nèi)外輪廓識別
2.2.4 畫剖面線
2.3 圖形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2.3.1 數(shù)據(jù)的基本組織技術概述
2.3.1.1 線性表
2.3.1.2 二叉樹
2.3.2 基于圖形元素的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2.3.2.1 點、線、圓弧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2.3.2.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的操作
2.3.3 基于圖形元素的存儲結(jié)構(gòu)
2.3.3.1 線集數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2.3.3.2 環(huán)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2.3.3.3 參數(shù)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
第3章 幾何造型技術及其應用
3.1 引 言
3.2 基本幾何造型技術
3.2.1 邊界表示法（B-rep）
3.2.2 構(gòu)造實體幾何表示法（CSG）
3.2.3 掃描法（Sweeping）
3.2.4 分解表示法
3.2.5 特征表示
3.3 參數(shù)曲線、曲面造型技術
3.3.1 B6zier曲線與曲面
3.3.1.1 B6zier。曲線的定義和性質(zhì)
3.3.1.2 B4zier曲面
3.3.2 B樣條曲線與曲面
3.3.2.1 B樣條曲線
3.3.2.2 B樣條曲面
3.3.3 曲線與曲面
3.3.3.1 非均勻有理B樣條
3.3.3.2 NURBS曲面的定義和性質(zhì)
3.3.4 Coons曲面
3.3.4.1 基本概念
3.3.4.2 雙線性（200ns曲面
3.3.4.3 雙三次（200ns曲面
3.4 隱式曲面造型技術
3.4.1 隱式曲面的特點
3.4.2 隱式曲面的發(fā)展
3.4.3 隱式曲面表示
3.4.4 隱式曲面CSG方法
3.4.5 隱式曲面交互造型
3.4.6 隱式曲面的顯示
3.4.7 隱式曲面與參數(shù)曲面的相互轉(zhuǎn)換
3.5 其他造型技術
3.5.1 描述造型（Declaration Modeling）
3.5.2 基于物理的造型（Physically Based Modeling）
3.5.3 不規(guī)則形體的造型
3.6 幾何造型技術的應用
3.6.1 航空工業(yè)中的應用
3.6.2 汽車工業(yè)的應用
3.6.3 船舶工業(yè)的應用
3.6.4 塑料加工業(yè)的應用
3.6.5 機電產(chǎn)品的應用
3.6.6 醫(yī)學上的應用
3.6.7 建筑工程中的應用
3.6.8 服裝業(yè)的應用
3.6.9 計算機動畫制作
3.6.10 人體造型
3.6.11 計算機輔助教學
第4章 圖形顯示技術
4.1 反走樣
4.1.1 提高分辨率
4.1.2 區(qū)域采樣
4.1.3 加權區(qū)域取樣
4.2 消隱
4.2.1 消隱的分類
4.2.2 線消隱
4.2.3 面消隱
4.2.3.1 畫家算法
4.2.3.2 z緩沖區(qū)（z—Buffer）算法
4.2.3.3 掃描線Z—Buffer算法
4.2.3.4 區(qū)間掃描線算法
4.3 真實感顯示（渲染）
4.3.1 顏色模型
4.3.1.1 基本概念
4.3.1.2 三色學說
4.3.1.3 CIE色度圖
4.3.1.4 顏色模型
4.3.2 紋理
4.3.2.1 紋理的概述
4.3.2.2 二維紋理域的映射
4.3.2.3 三維紋理域的映射
4.3.2.4 幾何紋理
4.3.3 實時真實感圖形學技術
4.3.3.1 層次細節(jié)顯示和簡化
4.3.3.2 基于圖象的繪制技術
第5章 平面圖形繪制
5.1 AutoCAD基礎
5.1.1 AutoCAD的主界面
5.1.2 坐標系
5.1.3 基本操作方法
5.1.4 簡單繪圖命令
5.1.5 編輯命令初步
5.1.6 文件操作
5.1.7 繪圖環(huán)境設置
練習題5—1
5.2 精確繪圖及圖形顯示控制
5.2.1 捕捉、柵格和正交
5.2.2 正交
5.2.3 對象捕捉
5.2.4 對象捕捉追蹤與極軸追蹤
5.2.5 圖形顯示控制
練習題5—2
5.3 平面圖形繪制
5.3.1 繪制構(gòu)造線
5.3.2 編輯和繪制多線
5.3.3 繪制和編輯多段線
5.3.4 繪制正多邊形
5.3.5 繪制圓弧
5.3.6 繪制圓環(huán)
5.3.7 繪制和編輯樣條曲線
5.3.8 繪制橢圓和橢圓弧
5.3.9 塊的定義和使用
5.3.10 設置點樣式和繪制點
5.3.11 圖案填充與圖案填充編輯
5.3.12 繪制修訂云線
5.3.13 繪制擦除
5.3.14 設置文本樣式、輸入和編輯文本
5.3.15 徒手繪圖
5.4 圖形編輯
5.4.1 對象選擇方法
5.4.2 常用編輯命令
5.4.3 使用夾點編輯圖形對象
5.4.4 對象編組處理
5.4.5 設置和管理對象選擇模式
綜合練習：平面圖形繪制
練習題5—3
練習題5—4
練習題5—5
5.5 尺寸標注及編輯
5.5.1 概述
5.5.2 標注術語
5.5.3 關聯(lián)／非關聯(lián)尺寸標注
5.5.4 創(chuàng)建和修改尺寸標注樣式
5.5.5 尺寸標注命令
5.5.6 編輯標注文字
綜合練習：圖形繪制與尺寸標注
練習題5—6
練習題5—7
練習題5—8
參考文獻