計算機圖形學基礎(chǔ)教程(VisualC++版)習題解答與編程實踐圖書目錄

第1章 導論1

一、 習題解答1

二、 習題拓展5第2章 Visual C++ 6.0繪圖基礎(chǔ)8

一、 習題解答8

二、 習題拓展31第3章 基本圖形的掃描轉(zhuǎn)換35

一、 習題解答35

二、 習題拓展58第4章 多邊形填充62

一、 習題解答62

二、 習題拓展98第5章 二維變換和裁剪101

一、 習題解答101

二、 習題拓展112第6章 三維變換和投影115

一、 習題解答115

二、 習題拓展138第7章 自由曲線曲面141

一、 習題解答141

二、 習題拓展170第8章 分形幾何173

一、 習題解答173

二、 習題拓展199第9章 動態(tài)消隱202

一、 習題解答202

二、 習題拓展225第10章 真實感圖形228

一、 習題解答228

二、 習題拓展274參考文獻277

計算機圖形學是使用數(shù)學算法將二維或三維圖形轉(zhuǎn)化為計算機顯示器的柵格形式的科學。簡單地說，計算機圖形學主要是研究如何在計算機中表示圖形以及利用計算機進行圖形計算、處理和顯示的相關(guān)原理與算法。

本書介紹計算機圖形學的基本原理，內(nèi)容全面豐富。

本書詳細說明重要知識點，用豐富的例子，讓讀者全面透徹地理解和掌握概念。每章最后都有大量習題和補充題，覆蓋面廣，難易適中，并給出詳盡答案，使讀者能舉一反三，靈活運用理論知識解決實際問題，并檢驗知識的掌握程度。本書可單獨作為有關(guān)計算機圖形學基本原理的教材，它還是有價值的參考書。本書面向?qū)W習目標，討論計算機圖像生成過程中的重要概念、數(shù)學基礎(chǔ)知識以及實現(xiàn)的算法。書中有數(shù)百道習題與解析，可幫助讀者更深入地理解圖形學概念，另外，還有許多實例輔助說明解題技巧。

本書講解計算機圖形學領(lǐng)域相對持久的關(guān)鍵知識。書中清晰地解釋基本概念以及它們之間的相互關(guān)系，不涉及與高級設(shè)備或計算環(huán)境相關(guān)的信息。這里討論計算機圖形學的整體框架，重點說明數(shù)學知識和算法實現(xiàn)。算法用偽代碼表示，不用特定的編程語言。所有示例都有詳細的說明，可以輕松轉(zhuǎn)換為特定計算機系統(tǒng)的工作版本。

基于這種編寫原則，所有讀者均能從中獲益。如果您只想了解計算機圖形學，不去做具體實現(xiàn)，那么，可以將本書作為一本入門讀物;對于相關(guān)專業(yè)的教師和學生，可將本書作為任何基礎(chǔ)教材的補充參考;對于從事計算機圖形學的人員，因為本書易于理解，沒有圖形系統(tǒng)程序員手冊那么晦澀難懂，所以，可以將本書作為實踐路途中的墊腳石。

本書采用面向?qū)ο笳Z言Visual C++6.0的MFC編程環(huán)境作為開發(fā)平臺,系統(tǒng)講解"基本圖形的掃捕轉(zhuǎn)換"、"二維變換和裁剪"、"三維變換和投影"、"自由曲線和曲面"、"分形幾何"、"動態(tài)消隱"和"真實感圖形"的實現(xiàn)原理和算法。

本書原理講解透徹、知識點覆蓋全面,從基于光柵掃描顯示器的掃描轉(zhuǎn)換開始,講解了反走樣技術(shù)、三維坐標變換、透視投影變換、Z-Buffer消隱算法、帶有材質(zhì)和紋理的光照模型原理等內(nèi)容。

第1章 緒論

1.1 計算機圖形學的研究內(nèi)容

1.2 計算機圖形學發(fā)展的歷史回顧

1.3 計算機圖形學的應用及研究前沿

1.3.1 計算機輔助設(shè)計與制造

1.3.2 可視化

1.3.3 真實感圖形實時繪制與自然景物仿真

1.3.4 計算機動畫

1.3.5 用戶接口

1.3.6 計算機藝術(shù)

1.4 圖形設(shè)備

1.4.1 圖形顯示設(shè)備

1.4.2 圖形處理器

1.4.3 圖形輸入設(shè)備

習題

第2章 光柵圖形學

2.1 直線段的掃描轉(zhuǎn)換算法

2.1.1 DDA法

2.1.2 中點畫線法

2.1.3 Bresenham算法

2.2 圓弧的掃描轉(zhuǎn)換算法

2.2.1 圓的特征

2.2.2 中點畫圓法

2.3 多邊形的掃描轉(zhuǎn)換與區(qū)域填充

2.3.1 多邊形的掃描轉(zhuǎn)換

2.3.2 區(qū)域填充算法

2.4 字符

2.4.1 點陣字符

2.4.2 矢量字符

2.4.3 字符屬性

2.5 裁剪

2.5.1 直線段裁剪

2.5.2 多邊形裁剪

2.5.3 字符裁剪

2.6 反走樣

2.6.1 提高分辨率

2.6.2 區(qū)域采樣

2.6.3 加權(quán)區(qū)域采樣

2.7 消隱

2.7.1 消隱的分類

2.7.2 消除隱藏線

2.7.3 消除隱藏面

習題

第3章 幾何造型技術(shù)

3.1 參數(shù)曲線和曲面

3.1.1 曲線曲面的表示

3.1.2 曲線的基本概念

3.1.3 插值、擬合和光順

3.1.4 參數(shù)化

3.1.5 參數(shù)曲線的代數(shù)和幾何形式

3.1.6 連續(xù)性

3.1.7 參數(shù)曲面的基本概念

3.2 Bezier曲線與曲面

3.2.1 Bezier曲線的定義和性質(zhì)

3.2.2 Bezier曲線的遞推(de Casteljau)算法

3.2.3 Bezier曲線的拼接

3.2.4 Bezier曲線的升階與降階

3.2.5 Bezier曲面

3.2.6 三邊Bezier曲面片

3.3 B樣條曲線與曲面

3.3.1 B樣條的遞推定義和性質(zhì)

3.3.2 B樣條曲線的性質(zhì)

3.3.3 de Boor算法

3.3.4 節(jié)點插入算法

3.3.5 B樣條曲面

3.4 NURBS曲線與曲面

3.4.1 NURBS曲線的定義

3.4.2 齊次坐標表示

3.4.3 權(quán)因子的幾何表示

3.4.4 圓錐曲線的NURBS表洋

3.4.5 NURBS曲線的修改

3.4.6 非均勻有理B樣條(NURBS)曲面

3.5 Coons曲面

3.5.1 基本概念

3.5.2 雙線性Coons曲面

3.5.3 雙三次Coons曲面

3.6 形體在計算機內(nèi)的表示

3.6.1 引言

3.6.2 形體表示模型

3.6.3 形體的邊界表示模型

3.7 求交分類

3.7.1 求交分類簡介

3.7.2 求交分類策略

3.7.3 基本的求交算法

3.8 實體造型系統(tǒng)簡介

3.8.1 Parasolid系統(tǒng)

3.8.2 ACIS系統(tǒng)

習題

第4章 真實感圖形學

4.1 顏色視覺

4.1.1 基本概念

4.1.2 三色學說

4.1.3 CIE色度圖

4.1.4 常用的顏色模型

4.2 簡單光照明模型

4.2.1 相關(guān)知識

4.2.2 Phong光照明模型

4.2.3 增量式光照明模型

4.2.4 陰影的生成

4.3 局部光照明模型

4.3.1 理論基礎(chǔ)

4.3.2 局部光照明模型

4.4 光透射模型

4.4.1 透明效果的簡單模擬

4.4.2 Whitted光透射模型

4.4.3 Hall光透射模型

4.4.4 簡單反射透射模型

4.5 紋理及紋理映射

4.5.1 紋理概述

4.5.2 二維紋理域的映射

4.5.3 三維紋理域的映射

4.5.4 幾何紋理

4.6 整體光照明模型

4.6.1 光線跟蹤算法

4.6.2 輻射度方法

4.7 實時真實感圖形學技術(shù)

4.7.1 層次細節(jié)顯示和簡化

4.7.2 基于圖像的繪制技術(shù)

習題

第5章 圖形標準

5.1 Open GL

5.1.1 Open GL概述

5.1.2 Open GL程序結(jié)構(gòu)

5.1.3 基本幾何元素

5.1.4 坐標變換

5.1.5 光照處理

5.2 VRML

5.2.1 VRML簡介

5.2.2 線性變換

5.2.3 場景交互

5.2.4 VRML節(jié)點

5.2.5 VRML展望

習題

附錄A 計算機圖形學的數(shù)學基礎(chǔ)

附錄B 圖形的幾何變換

附錄C 形體的投影變換

參考文獻