計算機圖形學, 4/e Computer Graphics with OpenGL

本書是一本內容豐富、取材新穎的電腦圖形學著作，在前一版的基礎上進行了全面擴充，增加了許多新的內容，覆蓋了近年來電腦圖形學的最新發展和成就。全書層次分明、重點突出，並附有使用OpenGL編寫的大量程序及各種效果圖，是一本難得的優秀教材。全書共分為24章及3個附錄，全面系統地講解了電腦圖形學的基本概念和相關技術。作者首先對電腦圖形學進行綜述；然後講解二維圖形的對象表示、算法及應用，三維圖形的相關技術、建模和變換等；接著介紹光照模型、顏色模型和動畫技術。本書還新增了有關分層建模與動畫的介紹，以及對OpenGL的全面介紹；最後的附錄給出了電腦圖形學中用到的基本數學概念、圖形文件格式及OpenGL的相關內容等。

目錄
第1章 電腦圖形學綜述
1.1 圖和表
1.2 電腦輔助設計
1.3 虛擬現實環境
1.4 數據可視化
1.5 教學與培訓
1.6 電腦藝術
1.7 娛樂
1.8 圖像處理
1.9 圖形用戶界面
1.10 小結

參考文獻

第2章 電腦圖形硬件
2.1 視頻顯示設備
2.2 光柵掃描系統
2.3 圖形工作站和觀察系統
2.4 輸入設備
2.5 硬拷貝設備
2.6 圖形網絡
2.7 因特網上的圖形
2.8 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第3章 電腦圖形軟件
3.1 坐標表示
3.2 圖形功能
3.3 軟件標準
3.4 其他圖形軟件包
3.5 OpenGL簡介
3.6小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第4章 輸出圖元
4.1 坐標系
4.2 在OpenGL中指定二維世界坐標系
4.3 OpenGL畫點函數
4.4 OpenGL畫線函數
4.5 OpenGL曲線函數
4.6 填充區圖元
4.7 多邊形填充區
4.8 OpenGL多邊形填充區函數
4.9 OpenGL頂點數組
4.10 像素陣列圖元
4.11 OpenGL像素陣列函數
4.12 字符圖元
4.13 OpenGL字符函數
4.14 圖形分割
4.15 OpenGL顯示表
4.16 OpenGL顯示窗口重定形函數
4.17 小結
示例程序
參考文獻
練習題
附加綜合題

第5章 圖元的屬性
5.1 OpenGL狀態變量
5.2 顏色和灰度
5.3 OpenGL顏色函數
5.4點的屬性
5.5 OpenGL點屬性函數
5.6 線的屬性
5.7 OpenGL線屬性函數
5.8 曲線屬性
5.9 填充區屬性
5.10 OpenGL填充區屬性函數
5.11 字符屬性
5.12 OpenGL字符屬性函數
5.13 OpenGL反走樣函數
5.14 OpenGL查詢函數
5.15 OpenGL屬性組
5.16 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第6章 實現圖元及屬性的算法
6.1 畫線算法
6.2 並行畫線算法
6.3 設定幀緩存值
6.4 圓生成算法
6.5 橢圓生成算法
6.6 其他曲線
6.7 並行曲線算法
6.8 像素編址和對象的幾何要素
6.9 直線段和曲線屬性的實現
6.10 通用多邊形掃描線填充算法
6.11 凸多邊形的掃描線填充
6.12 曲線邊界區域的掃描線填充
6.13 不規則邊界區域的填充方法
6.14 填充模式的實現方法
6.15 反走樣的實現方法
6.16 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第7章 二維幾何變換
7.1 基本的二維幾何變換
7.2 矩陣表示和齊次坐標
7.3 逆變換
7.4 二維復合變換
7.5 其他二維變換
7.6 幾何變換的光柵方法
7.7 OpenGL光柵變換
7.8 二維坐標系間的變換
7.9 OpenGL二維幾何變換函數
7.10 OpenGL幾何變換程序示例
7.11 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第8章二維觀察

8.1 二維觀察流水線
8.2 裁剪窗口
8.3 規範化和視口變換
8.4 OpenGL二維觀察函數
8.5 裁剪算法
8.6 二維點裁剪
8.7 二維線段裁剪
8.8 多邊形填充區裁剪

8.9 曲線的裁剪
8.10 文字的裁剪
8.11 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第9章 三維幾何變換
9.1 三維平移
9.2 三維旋轉
9.3 三維縮放
9.4 三維復合變換
9.5 其他三維變
9.6 三維坐標系間的變換
9.7 仿射變換
9.8 OpenGL幾何變換函數
9.9 OpenGL幾何變換編程示例
9.10 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第10章 三維觀察
10.1 三維觀察概念綜述
10.2 三維觀察流水線
10.3 三維觀察坐標系參數
10.4 世界坐標繫到觀察坐標系的變換
10.5 投影變換
10.6 正投影
10.7 斜投影
10.8 透視投影
10.9 視口變換和三維屏幕坐標系
10.10 OpenGL三維觀察函數
10.11 三維裁剪算法
10.12 OpenGL任選裁剪平面
10.13 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第11章 層次建模
11.1 基本建模概念
11.2 建模軟件包
11.3 通用層次建模方法
11.4 使用OpenGL顯示表的層次建模
11.5 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第12章 電腦動畫
12.1 電腦動畫的光柵方法
12.2 動畫序列的設計
12.3 傳統動畫技術
12.4 通用電腦動畫功能
12.5 電腦動畫語言
12.6 關鍵幀系統
12.7 運動的描述
12.8 角色動畫
12.9 周期性運動
12.10 OpenGL動畫子程序
12.11 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第13章 三維對象的表示
13.1 多面體
13.2 OpenGL多面體函數
13.3 曲面
13.4 二次曲面
13.5 超二次曲面
13.6 OpenGL二次曲面和三次曲面函數
13.7 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第14章樣條表示

14.1 插值和逼近樣條
14.2 參數連續性條件
14.3 幾何連續性條件
14.4 樣條描述
14.5 樣條曲面
14.6 修剪樣條曲面
14.7 三次樣條插值方法
14.8 Bézier樣條曲線
14.9 Bézier曲面
14.10 B樣條曲線
14.11 B樣條曲面
14.12 beta樣條
14.13 有理樣條
14.14 樣條表示之間的轉換
14.15 樣條曲線和曲面的顯示
14.16 OpenGL的逼近樣條函數
14.17 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第15章 其他三維對象的表示
15.1 柔性對象
15.2 掃描表示法
15.3 結構實體幾何法
15.4 八叉樹
15.5 BSP樹
15.6 基於物理的方法
15.7 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第16章 可見面判別算法
16.1 可見面判別算法的分類
16.2 後向面判別
16.3 深度緩存算法

16.4 A緩存算法
16.5 掃描線算法
16.6 深度排序算法
16.7 BSP樹算法
16.8 區域細分算法

16.9 八叉樹算法
16.10 光線投射算法
16.11 可見性檢測算法的比較
16.12 曲面
16.13 線框圖可見性算法
16.14 OpenGL可見性檢查函數
16.15 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第17章 光照模型與面繪制算法
17.1 光源
17.2 錶面光照效果
17.3 基本光照模型
17.4 透明錶面
17.5 霧氣效果
17.6 陰影
17.7 照相機參數
17.8 光強度顯示
17.9 半色調模式和抖動技術
17.10 多邊形繪制算法
17.11 OpenGL光照和錶面繪制函數
17.12 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第18章 紋理與錶面細節添加方法
18.1 用多邊形模擬錶面細節
18.2 紋理映射
18.3 凹凸映射
18.4 幀映射
18.5 OpenGL紋理函數
18.6 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第19章 顏色模型和顏色應用
19.1 光的特性
19.2 顏色模型
19.3 標準基色和色度圖
19.4 RGB顏色模型
19.5 YIQ顏色模型
19.6 CMY和CMYK顏色模型
19.7 HSV顏色模型
19.8 HLS顏色模型
19.9 顏色選擇及其應用
19.10 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第20章 圖形用戶界面和交互輸入方法
20.1 圖形數據的輸入
20.2 輸入設備的邏輯分類
20.3 圖形數據的輸入功能
20.4 交互式構圖技術
20.5 虛擬現實環境
20.6 OpenGL支持交互式輸入設備的函數
20.7 OpenGL的菜單函數
20.8 圖形用戶界面的設計
20.9 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第21章 全局光照
21.1 光線跟蹤方法
21.2 輻射度光照模型
21.3 環境映射
21.4 光子映射
21.5 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第22章 可編程著色器
22.1 著色語言的發展歷史
22.2 OpenGL渲染流水線
22.3 OpenGL著色語言
22.4 著色器效果
22.5 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第23章 基於算法的建模
23.1 分形幾何方法
23.2 粒子系統
23.3 形狀語法和其他過程方法
23.4 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

第24章 數據集可視化
24.1 標量場的可視化表示
24.2 向量場的可視化表示
24.3 張量場的可視化表示
24.4 多變量數據場的可視化表示
24.5 小結
參考文獻
練習題
附加綜合題

索引

OpenGL函數索引