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交互式計算機圖形學-基于WebGL的自頂向下方法-(第七版)

交互式計算機圖形學-基于WebGL的自頂向下方法-(第七版)

作者：安杰爾
出版社：電子工業(yè)出版社出版時間：2016-04-01
開本： 16開 頁數(shù)： 510
本類榜單：教材銷量榜
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交互式計算機圖形學-基于WebGL的自頂向下方法-(第七版) 版權信息

交互式計算機圖形學-基于WebGL的自頂向下方法-(第七版) 內(nèi)容簡介

本書是作者多年來教學與科研工作的總結，采用自頂向下的結構進行講解，涵蓋了基于WebGL編程工具的交互式圖形編程、三維可編程繪制流水線、變換與觀察、光照與明暗繪制、曲線曲面建模等基本的計算機圖形學內(nèi)容，以及離散技術、層級建模、過程建模、光線跟蹤、并行繪制和體繪制等高級內(nèi)容。并為讀者進一步深入學習和研究，在每章后面提供了相關的建議閱讀資料。

交互式計算機圖形學-基于WebGL的自頂向下方法-(第七版) 目錄

目 錄 第1章 圖形系統(tǒng)和模型 1.1 計算機圖形學的應用 1.1.1 信息的顯示 1.1.2 設計 1.1.3 仿真和動畫 1.1.4 用戶界面 1.2 圖形系統(tǒng) 1.2.1 像素和幀緩存 1.2.2 CPU與GPU 1.2.3 輸出設備 1.2.4 輸入設備 1.3 物理圖像與合成圖像 1.3.1 對象和觀察者 1.3.2 光和圖像 1.3.3 成像模型 1.4 成像系統(tǒng) 1.4.1 針孔照相機 1.4.2 人類視覺系統(tǒng) 1.5 虛擬照相機模型 1.6 應用程序編程接口 1.6.1 筆式繪圖儀模型 1.6.2 三維API 1.6.3 使用WebGL API繪制的一系列 圖像 1.6.4 建模-繪制模式 1.7 圖形繪制系統(tǒng)的體系結構 1.7.1 顯示處理器 1.7.2 流水線體系結構 1.7.3 圖形繪制流水線 1.7.4 頂點處理 1.7.5 裁剪和圖元組裝 1.7.6 光柵化 1.7.7 片元處理 1.8 可編程流水線 1.9 性能特征 1.10OpenGL版本和WebGL 小結和注釋 建議閱讀資料 習題 第2章 圖形學編程 2.1 Sierpinski鏤墊 2.2 編寫二維圖形應用程序 2.3 WebGL應用程序編程接口 2.3.1 圖形函數(shù) 2.3.2 圖形繪制流水線和狀態(tài)機 2.3.3 OpenGL和WebGL 2.3.4 WebGL接口 2.3.5 坐標系 2.4 圖元和屬性 2.4.1 多邊形的基本概念 2.4.2 WebGL中的多邊形 2.4.3 利用多邊形近似球面 2.4.4 三角剖分 2.4.5 文本 2.4.6 曲線和曲面對象 2.4.7 屬性 2.5 顏色 2.5.1 RGB顏色 2.5.2 索引顏色 2.5.3 設置顏色屬性 2.6 觀察 2.6.1 正投影 2.6.2 二維觀察 2.7 控制函數(shù) 2.7.1 和窗口系統(tǒng)的交互 2.7.2 寬高比和視口 2.7.3 應用程序組織結構 2.8 Sierpinski鏤墊繪制程序 2.8.1 向GPU發(fā)送數(shù)據(jù) 2.8.2 繪制Sierpinski鏤墊的 點數(shù)據(jù) 2.8.3 頂點著色器 2.8.4 片元著色器 2.8.5 組合代碼段 2.8.6 initShaders()函數(shù) 2.8.7 init()函數(shù) 2.8.8 從應用程序讀入著色器 2.9 多邊形和遞歸 2.10三維Sierpinski鏤墊 2.10.1 使用三維點 2.10.2 命名規(guī)范 2.10.3 使用多邊形的三維Sierpinski 鏤墊 2.10.4 隱藏面消除 小結和注釋 建議閱讀資料 習題 第3章 交互和動畫 3.1 動畫 3.1.1 旋轉(zhuǎn)的正方形 3.1.2 顯示過程 3.1.3 雙緩存 3.1.4 使用定時器 3.1.5 使用requestAnimFrame 函數(shù) 3.2 交互 3.3 輸入設備 3.4 物理輸入設備 3.4.1 鍵盤碼 3.4.2 光筆 3.4.3 鼠標和跟蹤球 3.4.4 數(shù)據(jù)板、 觸摸板和觸摸屏 3.4.5 操作桿 3.4.6 多維輸入設備 3.4.7 邏輯設備 3.4.8 輸入模式 3.5 客戶和服務器 3.6 事件驅(qū)動輸入編程 3.6.1 事件和事件監(jiān)聽器 3.6.2 增加按鈕 3.6.3 菜單 3.6.4 使用鍵碼 3.6.5 滑動條 3.7 位置輸入 3.8 窗口事件 3.9 拾取 3.10建立交互式模型 3.11交互式程序的設計 小結和注釋 建議閱讀資料 習題 第4章 幾何對象和變換 4.1 標量、 點和向量 4.1.1 幾何對象 4.1.2 與坐標無關的幾何 4.1.3 數(shù)學的觀點： 向量空間和仿射 空間 4.1.4 計算機科學的觀點 4.1.5 幾何ADT 4.1.6 直線 4.1.7 仿射加法 4.1.8 凸性 4.1.9 點積和叉積 4.1.10平面 4.2 三維圖元 4.3 坐標系和標架 4.3.1 向量的表示和n元組 4.3.2 坐標系的變換 4.3.3 舉例： 不同基下的表示之間的 變換 4.3.4 齊次坐標 4.3.5 舉例： 標架變換 4.3.6 對表示進行處理 4.4 WebGL中的標架 4.5 矩陣和向量類型 4.6 建模一個彩色立方體 4.6.1 建模立方體的面 4.6.2 向內(nèi)和向外的面 4.6.3 表示對象的數(shù)據(jù)結構 4.6.4 彩色立方體 4.6.5 顏色插值 4.6.6 顯示立方體 4.6.7 使用元素繪制網(wǎng)格 4.7 仿射變換 4.8 平移、 旋轉(zhuǎn)和縮放 4.8.1 平移 4.8.2 旋轉(zhuǎn) 4.8.3 縮放 4.9 變換的齊次坐標表示 4.9.1 平移 4.9.2 縮放 4.9.3 旋轉(zhuǎn) 4.9.4 錯切 4.10 變換的級聯(lián) 4.10.1 不動點在任意位置的 旋轉(zhuǎn) 4.10.2 一般的旋轉(zhuǎn) 4.10.3 實例變換 4.10.4 繞任意軸的旋轉(zhuǎn) 4.11 WebGL中的變換矩陣 4.11.1 當前變換矩陣 4.11.2 基本矩陣函數(shù) 4.11.3 旋轉(zhuǎn)、 平移和縮放 4.11.4 繞任意不動點的旋轉(zhuǎn) 4.11.5 變換的順序 4.12使立方體旋轉(zhuǎn)起來 4.13三維應用程序的接口 4.13.1 使用屏幕區(qū)域 4.13.2 虛擬跟蹤球 4.13.3 平滑的旋轉(zhuǎn) 4.13.4 增量式旋轉(zhuǎn) 4.14四元數(shù) 4.14.1 復數(shù)和四元數(shù) 4.14.2 四元數(shù)和旋轉(zhuǎn) 4.14.3 四元數(shù)和萬向節(jié)死鎖 小結和注釋 建議閱讀資料 習題 第5章 觀察 5.1 經(jīng)典觀察和計算機觀察 5.1.1 經(jīng)典觀察 5.1.2 正投影 5.1.3 軸測投影 5.1.4 斜投影 5.1.5 透視觀察 5.2 計算機觀察 5.3 定位照相機 5.3.1 照相機標架的定位 5.3.2 兩個觀察API 5.3.3 lookAt函數(shù) 5.3.4 其他觀察API 5.4 平行投影 5.4.1 正投影 5.4.2 WebGL中的平行投影 5.4.3 投影的規(guī)范化 5.4.4 正投影變換矩陣 5.4.5 斜投影 5.4.6 交互式觀察立方體 5.5 透視投影 5.6 WebGL中的透視投影 5.7 透視投影變換矩陣 5.7.1 透視投影的規(guī)范化 5.7.2 WebGL中的透視投影 變換 5.7.3 透視投影示例程序 5.8 隱藏面消除 5.9 顯示網(wǎng)格 5.9.1 顯示網(wǎng)格曲面 5.9.2 多邊形偏移 5.9.3 在場景中漫游 5.10 投影和陰影 5.11 陰影映射 小結和注釋 建議閱讀資料 習題 第6章 光照和著色 6.1 光線和材質(zhì) 6.2 光源 6.2.1 彩色光源 6.2.2 環(huán)境光 6.2.3 點光源 6.2.4 聚光燈 6.2.5 遠距離光源 6.3 Phong反射模型 6.3.1 環(huán)境光反射 6.3.2 漫反射 6.3.3 鏡面反射 6.3.4 改進的Phong模型 6.4 計算向量 6.4.1 法向量 6.4.2 反射角 6.5 多邊形的著色 6.5.1 均勻著色 6.5.2 平滑著色 6.5.3 Phong著色 6.6 通過遞歸細分逼近球面 6.7 指定光照參數(shù) 6.7.1 光源 6.7.2 材質(zhì) 6.8 實現(xiàn)光照模型 6.8.1 在WebGL應用程序代碼中應用 光照模型 6.8.2 繪制效率 6.8.3 在頂點著色器中實現(xiàn)光照 計算 6.9 球面模型的著色 6.10 基于每個片元的光照計算 6.11 非真實感著色 6.12 全局光照 小結和注釋 建議閱讀資料 習題 第7章 離散技術 7.1 緩存 7.2 數(shù)字圖像 7.3 映射方法 7.4 二維紋理映射 7.5 WebGL的紋理映射 7.5.1 紋理對象 7.5.2 紋理圖像數(shù)組 7.5.3 紋理坐標和紋理采樣器 7.5.4 紋理采樣 7.5.5 使用紋理坐標 7.5.6 多紋理映射 7.6 紋理生成 7.7 環(huán)境貼圖 7.8 反射貼圖示例程序 7.9 凹凸映射 7.9.1 計算凹凸貼圖 7.9.2 凹凸貼圖示例程序 7.10 融合技術 7.10.1 不透明度與融合 7.10.2 圖像融合 7.10.3 WebGL中圖像的融合 7.10.4 再探反走樣 7.10.5 從后向前或從前向后繪制 多邊形 7.10.6 場景反走樣和多重采樣 7.10.7 圖像處理 7.10.8 其他的多通道繪制方法 7.11 GPGPU 7.12 幀緩存對象 7.13 緩存交換 7.14 拾取 小結和注釋 建議閱讀資料 習題 第8章 從幾何到像素 8.1 圖形繪制流水線的基本實現(xiàn) 策略 8.2 圖形繪制系統(tǒng)的四個主要 任務 8.2.1 建模 8.2.2 幾何處理 8.2.3 光柵化 8.2.4 片元處理 8.3 裁剪 8.4 線段的裁剪 8.4.1 Cohen-Sutherland裁剪 算法 8.4.2 Liang-Barsky裁剪算法 8.5 多邊形的裁剪 8.6 其他圖元的裁剪 8.6.1 包圍盒與包圍體 8.6.2 曲線、 曲面和字符的裁剪 8.6.3 幀緩存中的裁剪 8.7 三維裁剪 8.8 光柵化 8.9 Bresenham算法 8.10 多邊形光柵化算法 8.10.1 內(nèi)外測試法 8.10.2 WebGL與凹多邊形 8.10.3 填充與分類 8.10.4 漫水填充算法 8.10.5 處理奇點 8.11 隱藏面消除 8.11.1 對象空間和圖像空間消隱 算法 8.11.2 排序與隱藏面消除 8.11.3 掃描線填充算法 8.11.4 背面剔除 8.11.5 z緩存算法 8.11.6 基于z緩存的掃描轉(zhuǎn)換 算法 8.11.7 深度排序和畫家算法 8.12 反走樣 8.13 顯示方面的問題 8.13.1 顏色系統(tǒng) 8.13.2 顏色矩陣 8.13.3 γ校正 8.13.4 抖動輸出技術和半色調(diào)輸出 技術 小結和注釋 建議閱讀資料 習題 第9章 層級建模方法 9.1 圖符和實例 9.2 層級模型 9.3 機器人手臂 9.4 樹與遍歷 9.5 使用樹數(shù)據(jù)結構 9.6 動畫 9.7 圖形對象 9.7.1 方法、 屬性和消息 9.7.2 一個立方體對象 9.7.3 對象與層級結構 9.7.4 幾何和非幾何對象 9.8 場景圖 9.9 實現(xiàn)場景圖 9.10 其他樹結構 9.10.1 CSG樹 9.10.2 BSP樹 9.10.3 四叉樹和八叉樹 小結和注釋 建議閱讀資料 習題 第10章 過程建模方法 10.1 基于算法的建模 10.2 基于物理的建模和粒子系統(tǒng) 10.3 牛頓粒子 10.3.1 獨立的粒子 10.3.2 彈簧力 10.3.3 吸引力與排斥力 10.4 求解粒子系統(tǒng)方程 10.5 約束條件 10.5.1 碰撞 10.5.2 軟約束 10.6 一個簡單的粒子系統(tǒng) 10.6.1 繪制粒子 10.6.2 更新粒子的位置 10.6.3 碰撞 10.6.4 作用力 10.6.5 群聚行為 10.7 基于agent的建模 10.8 基于語言的建模 10.9 遞歸方法和分形 10.9.1 標尺和長度 10.9.2 分形維數(shù) 10.9.3 中點劃分及布朗運動 10.9.4 分形山脈 10.9.5 Mandelbrot集 10.9.6 Mandelbrot片元著色器 10.10 過程噪聲 小結和注釋 建議閱讀資料 習題 第11章 曲線和曲面 11.1 曲線和曲面的表示形式 11.1.1 顯式表示形式 11.1.2 隱式表示形式 11.1.3 參數(shù)表示形式 11.1.4 參數(shù)多項式曲線 11.1.5 參數(shù)多項式曲面 11.2 設計準則 11.3 三次參數(shù)多項式曲線 11.4 插值 11.4.1 調(diào)和函數(shù) 11.4.2 三次插值曲面片 11.5 Hermite曲線和曲面 11.5.1 Hermite形式 11.5.2 幾何與參數(shù)連續(xù)性 11.6 Bzier曲線和曲面 11.6.1 Bzier曲線 11.6.2 Bzier曲面片 11.7 三次B樣條 11.7.1 三次B樣條曲線 11.7.2 B樣條和基函數(shù) 11.7.3 樣條曲面 11.8 普通B樣條 11.8.1 B樣條的遞歸定義 11.8.2 均勻樣條 11.8.3 非均勻B樣條 11.8.4 NURBS 11.8.5 Catmull-Rom樣條 11.9 曲線和曲面的繪制 11.9.1 多項式求值方法 11.9.2 遞歸細分Bzier多項式 11.9.3 基于細分算法的其他多項式 曲線的繪制 11.9.4 細分Bzier曲面 11.10 Utah茶壺模型 11.11 代數(shù)曲面 11.11.1 二次曲面 11.11.2 使用光線跟蹤繪制 曲面 11.12 曲線和曲面的細分 11.13 從數(shù)據(jù)生成網(wǎng)格 11.13.1 回顧高度場 11.13.2 Delaunay三角剖分 11.13.3 點云 11.14 支持曲線和曲面的圖形API 11.14.1 曲面細分著色 11.14.2 幾何著色 小結和注釋 建議閱讀資料 習題 第12章 高級繪制 12.1 超越流水線繪制結構 12.2 光線跟蹤 12.3 構建一個簡單的光線跟蹤器 12.3.1 光線跟蹤遞歸算法 12.3.2 計算交點 12.3.3 其他不同形式的光線 跟蹤 12.4 繪制方程 12.5 輻射度方法 12.5.1 輻射度方程 12.5.2 求解輻射度方程 12.5.3 計算排列因子 12.5.4 實現(xiàn)輻射度算法 12.6 全局光照和路徑跟蹤 12.7 RenderMan 12.8 并行繪制 12.8.1 sort-middle繪制方法 12.8.2 sort-last繪制方法 12.8.3 sort-first繪制方法 12.9 GPU硬件實現(xiàn) 12.10 隱函數(shù)和等高線圖 12.10.1 步進方格 12.10.2 步進三角形 12.11 體繪制 12.11.1 體數(shù)據(jù)集 12.11.2 隱函數(shù)的可視化 12.12 等值面與步進立方體 12.13 步進四面體 12.14 網(wǎng)格簡化 12.15 直接體繪制 12.15.1 指定顏色和透明度 12.15.2 拋雪球算法 12.15.3 體光線跟蹤 12.15.4 基于紋理映射的體繪制 12.16 基于圖像的繪制 小結和注釋 建議閱讀資料 習題 附錄A 初始化著色器 附錄B 空間 附錄C 矩陣 附錄D 采樣與走樣 參考文獻
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