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第1章 计算机图形学基础1

1.1 计算机图形学的研究内容1

1.2 计算机图形学与图像处理2

1.3 计算机图形学的发展3

1.4 计算机图形学的应用领域4

习题6

第2章 图形与图像技术基础8

2.1 图形系统8

2.1.1 图形系统的基本功能8

2.1.2 图形系统的组成9

2.2 计算机图形系统的基本术语9

2.2.1 图形与图像10

2.2.2 矢量图与点阵图11

2.2.3 图像的分类12

2.2.4 分辨率12

2.2.5 图像的存储格式14

2.3 图形用户界面15

2.3.1 图形用户界面设计的相关理论15

2.3.2 图形用户界面的特征17

2.3.3 图形用户界面的设计技术18

习题22

第3章 交互式Visual C＋＋图形基础编程23

3.1 Visual C＋＋软件设计方法23

3.1.1 开发环境和开发工具概述23

3.1.2 实用AppWizard生成一个图形应用重要程序的框架25

3.1.3 实用资源编辑器生成图形用户界面27

3.1.4 利用消息映射和消息处理交互式绘图29

3.2 图形编程基础32

3.2.1 图形设备接口33

3.2.2 设备环境33

3.2.3 设备环境类33

3.2.4 GDI对象37

3.2.5 DC与GDI设备之间的关系38

3.3 在视图内绘图38

3.3.1 OnDraw成员函数38

3.3.2 Windows设备环境38

3.3.3 常见绘图39

3.4 映射模式41

3.4.1 Windows映射模式简介41

3.4.2 如何设量映射模式42

3.5 OpenGL图形标准42

3.5.1 OpenGL简介42

3.5.2 OpenGL的主要特点和功能43

3.5.3 OpenGL开发库的基本组成44

3.5.4 在Visual C＋＋中使用OpenGL库函数的方法44

习题45

第4章 计算机基本图形生成46

4.1 直线段的生成46

4.1.1 数值微分法46

4.1.2 中点Bresenham算法48

4.1.3 改进的中点Bresenham算法50

4.2 圆与椭圆的生成51

4.2.1 圆的特点51

4.2.2 中点Bresenham画圆法52

4.2.3 椭圆的特点54

4.2.4 中点Bresenham椭圆绘制法55

4.3 区域填充59

4.3.1 多边形区域填充59

4.3.2 边填充62

4.3.3 种子填充65

4.4 二维图像裁剪66

4.4.1 窗口区与视图区66

4.4.2 直线段裁剪67

4.4.3 多边形裁剪74

4.4.4 其他裁剪78

4.5 线宽与线型的处理79

4.5.1 直线线宽的处理79

4.5.2 线型的处理81

习题81

第5章 图形变换83

5.1 基本概念83

5.1.1 几何变换83

5.1.2 齐次坐标83

5.1.3 二维变换矩阵84

5.1.4 三维变换矩阵84

5.2 二维基本几何变换85

5.2.1 平移变换85

5.2.2 比例变换86

5.2.3 旋转变换87

5.2.4 对称变换88

5.2.5 错切变换89

5.2.6 二维图形几何变换的计算90

5.3 复合变换91

5.3.1 二维复合平移变换91

5.3.2 二维复合比例变换91

5.3.3 二维复合旋转变换92

5.3.4 其他二维复合变换92

5.3.5 相对任意参考点的二维几何变换92

5.3.6 相对任意方向的二维几何变换93

5.4 三维几何变换94

5.4.1 三维基本几何变换94

5.4.2 三维复合几何变换97

5.5 三维平行投影变换100

5.5.1 正平行投影101

5.5.2 斜平行投影105

5.6 三维透视投影变换106

5.6.1 一点透视106

5.6.2 二点透视107

5.6.3 三点透视108

习题108

第6章 曲线和曲面110

6.1 参数表示曲线和曲面的基础知识110

6.1.1 曲线和曲面的表示方法110

6.1.2 位置矢量、切矢量、法矢量111

6.1.3 样条表示112

6.2 Hermite曲线114

6.2.1 n次参数多项式曲线114

6.2.2 三次Hermite曲线的定义115

6.2.3 三次Hermite曲线的矩阵表示116

6.2.4 三次Hermite曲线的生成117

6.3 Bezier曲线120

6.3.1 Bezier曲线的定义120

6.3.2 Bezier曲线的性质122

6.3.3 Bezier曲线的生成124

6.4 B样条曲线127

6.4.1 B样条曲线的定义127

6.4.2 B样条曲线的表示及性质128

6.4.3 B样条曲线的生成132

6.5 Bezier曲面135

6.5.1 Bezier曲面的定义及性质135

6.5.2 Bezier曲面的生成136

6.6 B样条曲面138

6.7 有理样条曲线139

6.7.1 有理Bezier曲线140

6.7.2 有理B样条曲线141

6.7.3 非均匀有理B样条（NURBS）曲线143

6.7.4 NURBS曲线的生成144

6.7.5 NURBS曲面的生成146

习题150

第7章 真实感图形技术151

7.1 概述151

7.1.1 真实感图形生成流程151

7.1.2 真实感图形特点152

7.2 消隐技术153

7.2.1 消隐的定义和分类153

7.2.2 Z缓冲区算法154

7.2.3 画家算法157

7.2.4 隐藏面消隐算法实例161

7.3 颜色模型164

7.3.1 物体的颜色165

7.3.2 颜色空间166

7.3.3 常用颜色模型166

7.3.4 OpenGL中的颜色模型167

7.3.5 颜色模型算法实例169

7.4 简单的光照模型171

7.4.1 基本的光学原理171

7.4.2 环境光172

7.4.3 漫反射光172

7.4.4 镜面反射光173

7.4.5 Phong光照模型175

7.4.6 光照模型实例175

7.5 光线跟踪178

7.5.1 基本的光线跟踪算法178

7.5.2 光线与物体的求交180

7.5.3 光线跟踪算法的加速183

7.6 纹理图案映射185

7.6.1 纹理的定义185

7.6.2 二维纹理映射186

7.6.3 三维纹理映射187

7.6.4 几何纹理187

7.7 OpenGL真实感图形188

7.7.1 OpenGL光照函数188

7.7.2 物体表面特性函数192

7.7.3 OpenGL纹理映射193

7.7.4 纹理映射实例196

习题199

第8章 动画技术200

8.1 计算机动画技术的起源、发展与应用200

8.1.1 计算机动画技术的起源与发展200

8.1.2 计算机动画技术的应用201

8.1.3 计算机动画技术的未来202

8.2 传统动画202

8.2.1 动画的定义202

8.2.2 传统动画片的制作过程203

8.2.3 动作效果与画面切换204

8.3 计算机动画204

8.3.1 计算机动画研究内容204

8.3.2 计算机动画系统的分类205

8.3.3 计算机辅助二维动画205

8.3.4 计算机辅助三维动画206

8.3.5 实时动画和逐帧动画207

8.4 动画文件格式207

8.4.1 GIF格式207

8.4.2 FLI/FLC格式207

8.4.3 SWF格式207

8.4.4 AVI格式208

8.4.5 MOV格式208

8.5 常见的二维动画软件208

8.6 常见的三维动画软件208

8.6.1 3DS MAX208

8.6.2 Maya 3D209

习题210

第9章 图像处理软件Photoshop211

9.1 Photoshop基础211

9.1.1 Photoshop基础配置211

9.1.2 程序界面211

9.1.3 工具箱的简单介绍213

9.2 图像的编辑修改与质量改善216

9.2.1 图像的编辑修改216

9.2.2 图像的质量改善217

9.3 图像滤镜218

9.3.1 模糊效果218

9.3.2 图像变形220

9.3.3 噪声效果221

9.3.4 锐化效果223

9.4 图像合成224

9.5 产品设计与实训225

9.5.1 素材准备与分析226

9.5.2 操作思路226

9.5.3 操作步骤226

9.5.4 酒杯的制作227

9.5.5 餐具的制作229

9.6 包装设计与实训230

9.6.1 手提袋的制作233

9.6.2 化妆品的包装235

习题239