電腦圖形學基礎(OpenGL版)(第2版)

徐文鵬 都偉冰 曾艷陽 雒芬

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商品描述

《計算機圖形學基礎(OpenGL版)(第2版)》以OpenGL為工具,
來輔助學習與掌握圖形學相關知識與技術。
學習體系上採用自頂向下和循序漸進的方式,內容上以經典計算機圖形學體係為主,
主要包括緒論、圖形系統、二維圖形生成、幾何變換、三維觀察、三維造型和真實感圖形技術。
每章給出1~2個OpenGL編程實例來幫助讀者更好地理解相關知識與技術,
使讀者能快速掌握如何生成二維圖形與三維圖形。
書後附有課程實驗指導和模擬試題。
《計算機圖形學基礎(OpenGL版)(第2版)》注重對計算機圖形學原理的理解和圖形編程技術的掌握,
非常適合作為高等院校計算機及相關專業計算機圖形學本科課程的教材,
也可作為地理信息系統、機械工程等專業選修計算機圖形學課程的教材。
同時,本書也適合作為具有熟練編程經驗的其他專業學生和專業技術人員學習圖形學及圖形編程的自學教材。

目錄大綱

目錄
第1章緒論1
1.1計算機圖形學的定義與內容1
1.1.1圖形及其與圖像的區別1
1.1.2計算機圖形學的定義5
1.1.3圖形學相關學科8
1.2計算機圖形學的目標與應用領域8
1.2.1計算機圖形學的核心目標9
1.2.2計算機圖形學的應用領域9
1.3計算機圖形學的發展14
1.3.1計算機圖形學的發展簡史14
1.3.2計算機圖形學的發展趨勢16
習題1 19

第2章圖形系統20
2.1圖形系統概述20
2.1.1圖形系統組成結構20
2.1.2圖形系統分類23
2.2圖形硬件25
2.2.1圖形顯示設備25
2.2.2圖形顯示方式29
2.2. 3光柵掃描顯示系統30
2.2.4顯卡和圖形處理器33
2.3圖形軟件36
2.3.1圖形軟件的層次和標準36
2.3.2圖形應用軟件39
2.3.3圖形支撐軟件41
2.4圖形流水線45
2.4.1圖形流水線三階段45
2.4.2圖形流水線關鍵步驟46
2.4.3 OpenGL:流水線的一種實現47
2.4.4可編程圖形流水線和GLSL 48
2.4.5 OpenGL程序實例分析48
習題2 51

第3章二維基本圖形光柵化與裁剪52
3.1光柵化問題概述52
3.2直線段光柵化53
3.2.1數值微分算法53
3.2.2 Bresenham畫線法55
3.2.3中點畫線算法58
3.3圓弧光柵化60
3.3.1圓的對稱性及其應用60
3.3.2 Bresenham畫圓算法61
3.3.3中點畫圓算法62
3.4區域填充64
3.4.1多邊形填充算法64
3.4.2種子填充算法68
3.5字符70
3.5.1字符的編碼70
3.5. 2點陣字符71
3.5.3矢量字符71
3.6反走樣技術72
3.7裁剪75
3.7.1點的裁剪75
3.7.2直線裁剪75
3.7.3多邊形裁剪81
3.7.4字符裁剪82
習題3 83

第4章圖形幾何變換84
4.1二維幾何變換84
4.1.1基本變換84
4.1.2齊次坐標87
4.1.3變換的齊次坐標表示88
4.1.4二維幾何變換通式與總結91
4.1. 5逆變換93
4.1.6二維複合變換93
4.1.7二維坐標系變換97
4.2三維幾何變換99
4.2.1基本變換100
4.2.2三維複合變換104
4.2.3三維坐標系變換106
4.3複合變換分析的兩種思考模式106
4.3.1全局固定坐標系模式106
4.3.2活動局部坐標系模式108
4.4編程實例—三角形與矩形變換及正方形旋轉動畫109
4.4.1自定義矩陣變換實例—三角形變換109
4.4.2 OpenGL幾何變換實例—矩形變換115
4.4.3變換應用實例—正方形旋轉動畫119
習題4 122

第5章三維觀察123
5.1三維觀察的流程123
5.2觀察變換129
5.2.1觀察坐標系構建129
5.2 .2觀察變換分析130
5.2.3幾何變換方法131
5.2.4基變換方法134
5.3投影變換136
5.3.1投影分類136
5.3.2平行投影137
5.3.3透視投影145
5.4 OpenGL三維觀察154
5.4.1觀察體及其規範化154
5.4.2 OpenGL透視投影變換160
5.4.3 OpenGL其他觀察函數163
5.5編程實例164
5.5.1二維實例—紅藍三角形164
5.5.2三維實例—立方體透視投影166
習題5 168

第6章三維造型169
6.1三維造型概述169
6.2三維造型方法170
6.2.1計算機表示方法171
6.2.2構造方法174
6.3多邊形網格表示176
6.3.1基本幾何元素176
6.3.2幾何信息與拓撲信息177
6.3.3常用數據結構178
6.3.4編程實例—簡單實體構建180
6.4曲線/曲面造型183
6.4.1曲線/曲面基礎183
6.4.2三次樣條188
6.4.3 Bezier曲線/曲面191
6.4.4 B樣條曲線/曲面199
6.4.5 NURBS曲線/曲面207
6.4.6編程實例—OpenGL曲線/曲面生成210
習題6 214

第7章真實感圖形技術216
7.1真實感圖形分析與圖形繪製策略216
7.1.1真實感圖形216
7.1.2圖形繪製的兩種基本策略217
7.2消隱算法220
7.2.1消隱概述220
7.2.2深度緩衝器算法224
7.2.3畫家算法227
7.3顏色模型229
7.3 .1物體的顏色229
7.3.2顏色空間230
7.3.3常用顏色模型231
7.3.4 OpenGL中的顏色模型232
7.4光照明模型233
7.4.1局部光照明模型233
7.4.2整體光照明模型237
7.5著色239
7.5.1多邊形著色239
7.5.2透明與陰影244
7.6光線跟踪算法246
7.7紋理映射技術249
7.7.1概述249
7.7.2顏色紋理映射250
7.7.3幾何紋理映射253
7.7.4環境映射254
7.8 OpenGL真實感圖形255
7.8.1 OpenGL光照函數255
7.8.2物體表面特性函數259
7.8.3 OpenGL紋理映射260
7.8.4編程實例—紋理映射263
7.9圖形流水線再分析266
習題7 268
參考文獻269
附錄A課程實驗指導270
附錄B模擬試題316