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第一部分 预备知识2

第1章 数据2

1.1 可视化2

1.2 离散化3

1.2.1 采样3

1.2.2 量化5

1.3 表示6

1.4 噪声11

1.5 本章小结13

参考文献14

习题14

第2章 技术16

2.1 插值16

2.1.1 线性插值17

2.1.2 双线性插值17

2.2 几何相交20

2.3 本章小结22

参考文献22

习题22

第二部分 基于图像的视觉计算24

第3章 卷积24

3.1 线性系统24

3.1.1 线性系统的响应25

3.1.2 卷积的性质27

3.2 线性滤波器28

3.2.1 全通、低通、带通和高通滤波器30

3.2.2 设计新滤波器37

3.2.3 二维滤波器的可分性40

3.2.4 相关和模式匹配41

3.3 实现细节43

3.4 本章小结44

参考文献44

习题45

第4章 谱分析47

4.1 离散傅里叶变换47

4.2 极坐标52

4.2.1 性质54

4.2.2 信号分析示例55

4.3 频域的周期性57

4.4 混叠58

4.5 推广到二维插值60

4.5.1 周期性的影响61

4.5.2 陷波器63

4.5.3 混叠效应示例63

4.6 对偶性65

4.7 本章小结67

参考文献68

习题68

第5章 特征检测71

5.1 边缘检测71

5.1.1 边缘子检测器72

5.1.2 多分辨率边缘检测81

5.1.3 边缘子聚合82

5.2 特征检测84

5.3 其他非线性滤波器86

5.4 本章小结88

参考文献88

习题88

第三部分 基于几何的视觉计算92

第6章 几何变换92

6.1 齐次坐标92

6.2 线性变换94

6.3 欧氏和仿射变换95

6.3.1 平移95

6.3.2 旋转96

6.3.3 缩放97

6.3.4 剪切98

6.3.5 一些现象99

6.4 变换的串联99

6.4.1 相对于中心点的缩放100

6.4.2 相对于任意轴的旋转101

6.5 坐标系103

6.6 串联的性质106

6.7 透视变换107

6.8 自由度108

6.9 非线性变换109

6.10 本章小结110

参考文献110

习题110

第7章 针孔相机113

7.1 针孔相机模型113

7.1.1 相机标定116

7.1.2 三维深度估计117

7.1.3 单应性119

7.2 实际相机的一些考虑122

7.3 本章小结125

参考文献125

习题125

第8章 对极几何128

8.1 背景128

8.2 多视几何中的匹配130

8.3 基础矩阵131

8.3.1 性质132

8.3.2 基础矩阵的估计133

8.3.3 仿前置双眼的相机设置134

8.4 本质矩阵135

8.5 整流136

8.6 应用对极几何138

8.6.1 根据视差恢复深度138

8.6.2 根据光流恢复深度139

8.7 本章小结141

参考文献141

习题142

第四部分 基于辐射度的视觉计算144

第9章 光照144

9.1 辐射度学144

9.1.1 双向反射分布函数146

9.1.2 光传播方程147

9.2 光度学与色彩147

9.2.1 CIE XYZ色彩空间149

9.2.2 CIE XYZ空间的认知结构152

9.2.3 认知一致色彩空间155

9.3 本章小结157

参考文献157

习题158

第10章 色彩还原160

10.1 加性色彩混合的建模161

10.1.1 设备的色域162

10.1.2 色调映射算子165

10.1.3 强度分辨率166

10.1.4 显示器示例168

10.2 色彩管理169

10.2.1 色域变换170

10.2.2 色域匹配171

10.3 减性色彩混合的建模172

10.4 局限性173

10.4.1 高动态范围成像173

10.4.2 多光谱成像176

10.5 本章小结177

参考文献178

习题179

第11章 光度处理181

11.1 直方图处理181

11.2 图像融合186

11.2.1 图像混合187

11.2.2 图像割193

11.3 光度立体视觉193

11.3.1 阴影处理196

11.3.2 光照方向计算197

11.3.3 色彩处理197

11.4 本章小结198

参考文献199

习题199

第五部分 视觉内容合成204

第12章 多样化域204

12.1 建模204

12.2 处理205

12.3 渲染206

12.4 应用208

12.5 本章小结211

参考文献212

第13章 交互式图形流程213

13.1 顶点的几何变换214

13.1.1 模型变换214

13.1.2 视图变换215

13.1.3 透视投影变换217

13.1.4 遮挡处理219

13.1.5 窗口坐标变换224

13.1.6 最终变换224

13.2 裁剪和属性的顶点插值224

13.3 光栅化和属性的像素插值229

13.4 本章小结230

参考文献230

习题231

第14章 真实感与性能232

14.1 光照232

14.2 着色235

14.3 阴影236

14.4 纹理贴图238

14.4.1 纹理至对象空间映射238

14.4.2 对象至屏幕空间映射241

14.4.3 分级细化贴图242

14.5 凹凸贴图243

14.6 环境贴图245

14.7 透明度247

14.8 累积缓存249

14.9 背面剔除250

14.10 可见性剔除251

14.10.1 包围体251

14.10.2 空间细分253

14.10.3 其他用途254

14.11 本章小结256

参考文献257

习题257

第15章 图形编程262

15.1 图形处理单元的发展262

15.2 图形API和程序库的发展266

15.3 现代GPU和CUDA267

15.3.1 GPU架构267

15.3.2 CUDA编程模型268

15.3.3 CUDA存储模型269

15.4 本章小结270

参考文献270