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第一部分3

第1章 绪论3

1.1 概念3

1.2 研究内容及应用领域3

1.2.1 图形和图像的关系3

1.2.2 图形输入输出硬件技术4

1.2.3 计算机图形学的主要研究内容4

1.2.4 计算机图形学的应用领域6

1.3 发展历史8

1.3.1 萌芽阶段8

1.3.2 发展阶段8

1.3.3 推广应用阶段9

1.3.4 实用化阶段9

1.3.5 标准化、智能化阶段10

1.3.6 多学科融合发展阶段10

1.4 学科发展10

第2章 图形开发工具及使用13

2.1 VC＋＋开发系统简介13

2.1.1 VC6.0系统介绍13

2.1.2 VC＋＋相关设计流程18

2.2 VC＋＋基本图素的绘制方法21

2.2.1 相关类及函数21

2.2.2 基本像素点的交互式绘制方法22

2.2.3 非模式对话框交互式实现方法及颜色对话框的使用23

第3章 基本图形的生成29

3.1 直线的扫描转换29

3.1.1 直线扫描转换原理29

3.1.2 数值微分法30

3.1.3 中点画线算法33

3.1.4 Bresenham画线算法36

3.1.5 图形程序设计及VC＋＋的橡皮筋和双缓存交互技术39

3.2 圆的扫描转换44

3.2.1 圆的扫描转换概述44

3.2.2 中点画圆算法45

3.2.3 Bresenham画圆算法46

3.2.4 圆弧段的扫描转换48

3.3 椭圆的扫描转换54

3.4 多边形的扫描转换及区域填充57

3.4.1 多边形的扫描转换57

3.4.2 区域填充69

3.5 字符和汉字的表示72

3.6 线宽和线型处理73

3.6.1 线宽处理73

3.6.2 线型处理76

3.7 反走样技术76

第4章 裁剪79

4.1 点和直线的裁剪79

4.1.1 点的裁剪79

4.1.2 直线裁剪79

4.2 多边形裁剪85

4.2.1 多边形裁剪概述85

4.2.2 矩形及凸多边形裁剪窗口裁剪85

4.2.3 任意形状多边形的裁剪95

4.3 圆裁剪107

4.3.1 圆裁剪概述107

4.3.2 圆形窗口的线段裁剪107

4.3.3 任意多边形窗口对圆的裁剪109

4.4 字符裁剪114

第5章 图形变换116

5.1 图形变换的数学基础116

5.1.1 矢量的定义及运算116

5.1.2 矩阵的定义及运算117

5.1.3 齐次坐标118

5.2 二维图形几何变换119

5.2.1 二维几何变换概述119

5.2.2 二维图形基本变换120

5.2.3 二维组合变换125

5.2.4 交互技术实现图形变换130

5.3 三维图形几何变换141

5.3.1 三维图形基本变换及组合变换141

5.3.2 三维图形的线框拉伸造型方法146

5.3.3 投影变换153

5.3.4 三维形体的交互技术156

5.3.5 透视投影变换164

第6章 消隐技术170

6.1 消隐相关概念及算法类型170

6.2 凸多面体的消隐171

6.2.1 凸、凹多面体的区分171

6.2.2 利用平面外法线判断可见性171

6.3 一般多面体的消隐176

6.3.1 消隐分析176

6.3.2 隐线算法176

6.3.3 画家算法178

6.3.4 深度缓冲器算法179

6.3.5 基于扫描线的消隐算法180

第7章 真实感图形绘制210

7.1 相关物理知识210

7.1.1 基本光学原理210

7.1.2 颜色与光的关系211

7.2 光照模型212

7.2.1 简单光照模型212

7.2.2 整体光照模型222

7.3 纹理226

7.3.1 概述226

7.3.2 二维纹理映射和三维纹理映射227

第8章 曲线曲面229

8.1 曲线曲面基础知识229

8.1.1 曲线和曲面的表示方法229

8.1.2 连续性、样条及曲线曲面构造方式230

8.2 Bézier曲线曲面231

8.2.1 Bézier曲线定义231

8.2.2 Bézier曲线的性质232

8.2.3 低次Bézier曲线及矩阵表示233

8.2.4 Bézier曲线的拼接234

8.2.5 Bézier曲线的递推生成算法235

8.2.6 Bézier曲面235

8.3 B样条曲线曲面236

8.3.1 B样条的一般定义236

8.3.2 二次和三次B样条曲线段236

8.3.3 双三次B样条曲面239

8.3.4 B样条递推定义239

8.3.5 B样条曲线的类型240

8.3.6 反求B样条曲线控制点241

8.3.7 B样条曲线绘制241

8.3.8 曲面拉伸造型方法248

8.4 NURBS方法257

第9章 计算机动画与仿真260

9.1 计算机动画与仿真的概念及基本原理260

9.2 计算机动画与仿真的实现方法261

9.2.1 逐帧动画261

9.2.2 实时动画262

9.3 计算机实时动画实践263

第二部分275

第10章 基于OpenGL的图形开发技术275

10.1 OpenGL开发环境配置及相关规范介绍275

10.1.1 VC6.0环境OpenGL配置方法275

10.1.2 OpenGL相关规范介绍281

10.2 基本图形及真实感图形绘制282

10.2.1 基本图形绘制282

10.2.2 图形变换与三维绘图294

10.2.3 真实感图形显示301

10.3 OpenGL图像处理技术319

10.3.1 位图图像319

10.3.2 像素图像321

10.3.3 图像操作324

10.4 OpenGL纹理映射技术329

10.4.1 纹理映射的一般步骤329

10.4.2 纹理对象333

10.4.3 纹理透明336

10.4.4 一维纹理337

10.4.5 球体纹理339

10.4.6 立方图纹理及天空盒绘制和表面反射342

10.5 OpenGL曲线曲面技术350

10.5.1 绘制二次曲面350

10.5.2 绘制Bézier曲线曲面353

10.5.3 绘制NURBS曲线曲面358

10.5.4 NURBS曲面修剪364

10.5.5 曲面纹理映射367

第11章 Web图形开发技术369

11.1 Web绘图技术的结构概述369

11.1.1 HTML网页文档结构369

11.1.2 JavaScript概述371

11.1.3 canvas中的图形372

11.2 Web环境下基本图形的生成373

11.2.1 直线的绘制374

11.2.2 封闭多边形的绘制375

11.2.3 多边形的扫描填充376

11.2.4 多边形的裁剪378

11.2.5 二维图形的组合变换382

11.2.6 二维图形拉伸生成三维图形391

11.2.7 三维图形的组合变换393

11.3 基于WebGL的3D图形398

11.3.1 Three.js绘制3D图形的结构399

11.3.2 Web下的三维模型的显示400

参考文献402