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計(jì)算機(jī)圖形學(xué)

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)

作者：許社教
出版社：西安電子科技大學(xué)出版社出版時(shí)間：2023-04-01
開(kāi)本： 其他 頁(yè)數(shù)： 312
本類榜單：教材銷(xiāo)量榜
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計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 版權(quán)信息

計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 本書(shū)特色

本書(shū)的特點(diǎn)有以下幾方面：　
（1） 站在設(shè)計(jì)圖形軟件系統(tǒng)的角度進(jìn)行取材和內(nèi)容敘述。
（2） 內(nèi)容與工程緊密結(jié)合。
（3） 加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)。本書(shū)以O(shè)penGL作為實(shí)踐的編程工具，實(shí)用性強(qiáng)、起點(diǎn)高；配合教學(xué)效果，設(shè)計(jì)了三次大作業(yè)；精心設(shè)計(jì)了一些操作性強(qiáng)、利于內(nèi)容掌握和能力培養(yǎng)的練習(xí)題，放在各章習(xí)題中。
（4） 課程思政的融入。
（5） 內(nèi)容系統(tǒng)、完整。

計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 內(nèi)容簡(jiǎn)介

本書(shū)從圖形系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度介紹計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的主要理論和算法、圖形軟件設(shè)計(jì)技術(shù)。教材內(nèi)容與工程實(shí)際緊密結(jié)合并融入課程思政元素，旨在將價(jià)值引領(lǐng)與知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合。
本書(shū)共9章，主要內(nèi)容包括：　計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的組成、幾何元素之間的位置判斷與求交計(jì)算、多邊形的分解與網(wǎng)格劃分、交互任務(wù)與交互技術(shù)、用戶接口與圖形軟件界面設(shè)計(jì)、OpenGL系統(tǒng)及其應(yīng)用開(kāi)發(fā)、圖形幾何變換與投影變換、圖形裁剪、插值曲線與曲面、逼近曲線與曲面、NURBS曲線與曲面、實(shí)體造型方法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、三維布爾運(yùn)算算法、隱藏線與隱藏面消除算法、基本光照明模型與明暗處理、整體光照明模型及光線跟蹤計(jì)算、紋理及紋理映射、彩色云圖生成技術(shù)、分形幾何、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)技術(shù)等。各章均附有習(xí)題，附錄中還提供了大作業(yè)要求、基于課程思政的“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程教學(xué)效果考核方法。
本書(shū)可作為高等院校研究生、計(jì)算機(jī)類或相關(guān)專業(yè)本科生學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”的教材，也可供技術(shù)人員從事相關(guān)工作時(shí)參考。

計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 目錄

第1章 緒論 1 1.1 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的概念 1 1.2 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究?jī)?nèi)容 1 1.3 計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的組成 6 1.4 點(diǎn)陣圖形顯示器簡(jiǎn)介 7 1.5 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用 8 習(xí)題1 12 第2章 圖形處理中的幾何問(wèn)題 13 2.1 圖形坐標(biāo)系 13 2.1.1 世界坐標(biāo)系 14 2.1.2 局部坐標(biāo)系 14 2.1.3 觀察坐標(biāo)系 15 2.1.4 設(shè)備坐標(biāo)系 15 2.1.5 規(guī)范化設(shè)備坐標(biāo)系 16 2.2 幾何元素的定義及特點(diǎn) 17 2.3 平面圖形的幾何性質(zhì) 18 2.4 幾何元素之間的位置判斷 20 2.5 幾何元素之間的求交計(jì)算 23 2.6 多邊形及其凸凹性 28 2.6.1 基本概念 28 2.6.2 多邊形凸凹性的判斷 30 2.7 多邊形的分解與網(wǎng)格劃分 31 2.7.1 凸多邊形的三角分解 31 2.7.2 凹多邊形的分解 31 2.7.3 帶內(nèi)環(huán)多邊形的分解與基于單調(diào)鏈的凸分解 32 2.7.4 Delaunay三角剖分 35 2.7.5 用于三角剖分的前沿推進(jìn)法 36 習(xí)題2 39 第3章 圖形軟件設(shè)計(jì)技術(shù) 40 3.1 軟件的模塊化設(shè)計(jì) 40 3.2 交互任務(wù) 41 3.3 交互技術(shù) 44 3.4 用戶接口 49 3.4.1 用戶接口的設(shè)計(jì)目標(biāo) 49 3.4.2 用戶接口的設(shè)計(jì)步驟 50 3.4.3 用戶接口的風(fēng)格 50 3.4.4 用戶接口的設(shè)計(jì)原則 52 3.5 交互式圖形軟件的界面構(gòu)成及界面元素 54 3.5.1 圖形軟件主界面 54 3.5.2 圖形軟件子界面及其主要組成元素 56 3.6 圖形軟件標(biāo)準(zhǔn) 57 3.6.1 GKS系統(tǒng)和GKS3D系統(tǒng) 58 3.6.2 PHIGS系統(tǒng) 60 3.7 OpenGL系統(tǒng)及其應(yīng)用開(kāi)發(fā) 61 3.7.1 OpenGL的功能 61 3.7.2 OpenGL開(kāi)發(fā)庫(kù)的組成 62 3.7.3 OpenGL繪圖的基本步驟 67 3.7.4 VC環(huán)境下進(jìn)行OpenGL編程的步驟 69 3.7.5 OpenGL 編程示例 70 習(xí)題3 84 第4章 圖形變換與裁剪 85 4.1 二維圖形的幾何變換 86 4.1.1 點(diǎn)的變換與仿射變換 86 4.1.2 基本變換 86 4.1.3 齊次坐標(biāo) 90 4.1.4 組合變換 92 4.2 窗口到視區(qū)的坐標(biāo)變換 95 4.3 二維圖形的裁剪問(wèn)題 96 4.4 二維圖形裁剪的經(jīng)典算法 99 4.4.1 直線段裁剪與CohenSutherland算法 99 4.4.2 多邊形裁剪與SutherlandHodgman算法 101 4.4.3 WeilerAtherton算法 104 4.5 三維圖形的處理流程 106 4.6 三維圖形幾何變換之模型變換 107 4.6.1 三維基本變換 107 4.6.2 三維組合變換 115 4.7 正平行投影變換 117 4.8 透視投影變換 120 4.8.1 滅點(diǎn)與透視投影特性 120 4.8.2 點(diǎn)的透視變換 121 4.8.3 物體的透視變換與透視圖 123 4.9 局部坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)變換 125 4.10 三維裁剪 132 習(xí)題4 135 第5章 曲線與曲面 137 5.1 曲線、曲面基礎(chǔ) 137 5.2 插值曲線 143 5.2.1 Hermite曲線 143 5.2.2 Cardinal樣條曲線 146 5.2.3 三次參數(shù)樣條曲線 148 5.3 逼近曲線 151 5.3.1 Bézier曲線 151 5.3.2 均勻B樣條曲線 157 5.3.3 *小二乘法擬合曲線 163 5.4 擬合曲面 165 5.4.1 張量積曲面的概念 165 5.4.2 Bézier曲面 167 5.4.3 均勻B樣條曲面 171 5.4.4 Coons曲面 174 5.5 一般B樣條與NURBS樣條 178 5.5.1 一般B樣條曲線 178 5.5.2 一般B樣條曲面 185 5.5.3 NURBS曲線 186 5.5.4 NURBS曲面 191 習(xí)題５ 193 第6章 幾何造型 196 6.1 幾何造型基礎(chǔ) 197 6.1.1 物體的幾何信息和拓?fù)湫畔? 197 6.1.2 三維形體的表示形式 199 6.1.3 正則形體與歐拉公式 201 6.1.4 實(shí)體造型中的體素 202 6.1.5 布爾運(yùn)算與正則布爾運(yùn)算 203 6.1.6 實(shí)體模型的表示與造型方法 205 6.1.7 局部造型與歐拉操作 210 6.2 實(shí)體造型中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 212 6.3 三維布爾運(yùn)算的實(shí)現(xiàn) 216 6.3.1 三維布爾運(yùn)算算法 216 6.3.2 二維布爾運(yùn)算算法 220 習(xí)題6 222 第7章 消隱處理 224 7.1 概述 224 7.2 單個(gè)凸多面體的消隱算法 226 7.3 一般平面立體的消隱算法 227 7.4 深度存儲(chǔ)算法 232 7.5 掃描線算法 233 習(xí)題7 235 第8章 真實(shí)感圖形的生成 236 8.1 概述 236 8.2 顏色模型 237 8.3 光照明模型與基本光照明模型 243 8.3.1 光照明模型的概念 243 8.3.2 基本光照明模型 244 8.4 多邊形表面的明暗處理 248 8.5 透明處理 251 8.6 陰影處理 253 8.7 整體光照明模型 255 8.8 紋理及其映射技術(shù) 260 8.8.1 紋理與光照明模型的關(guān)系 260 8.8.2 顏色紋理定義及其映射 261 8.8.3 幾何紋理及其實(shí)現(xiàn) 264 習(xí)題8 266 第9章 圖形學(xué)研究專題 267 9.1 彩色云圖技術(shù) 267 9.2 分形幾何 273 9.2.1 分形幾何基礎(chǔ) 274 9.2.2 分形布朗運(yùn)動(dòng)模型 277 9.2.3 L系統(tǒng) 280 9.2.4 迭代函數(shù)系統(tǒng) 283 9.2.5 粒子系統(tǒng) 284 9.3 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà) 285 9.3.1 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)的應(yīng)用與發(fā)展 287 9.3.2 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)的實(shí)現(xiàn)方式 289 9.3.3 計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)的類型 290 9.3.4 畫(huà)面生成與動(dòng)畫(huà)建模技術(shù) 291 習(xí)題9 297 附錄 298 附錄A 課程大作業(yè) 298 附錄B 基于課程思政的“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程教學(xué)效果考核方法 300 參考文獻(xiàn) 304
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