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目录1

出版说明1

前言1

第1章 计算机图形学概述1

1.1 计算机图形学的发展1

1.2 计算机图形学研究的内容3

1.3 计算机图形学的应用4

1.4 面向对象的计算机图形学概述8

1.4.1 面向对象技术及其特点8

1.4.2 面向图形对象技术及其特点10

1.5 计算机图形学的基本术语13

1.6.1 计算机图形系统的组成14

1.6 计算机图形系统的组成和功能14

1.6.2 计算机图形系统的功能15

1.7 常用的图形输入输出设备15

1.7.1 图形显示系统16

1.7.2 微机中常见的显示器和图形适配器20

1.7.3 常用的图形输入设备21

1.7.4 常用的图形输出设备22

1.8 习题24

第2章 图形对象及其分类25

2.1 图形对象的特征25

2.1.1 图形对象的基本特征25

2.1.2 图形对象的基本性质31

2.1.3 基本图元及其特征34

2.2.1 图形属性的特殊性35

2.2 图形属性及处理方法35

2.2.2 常见的图形属性36

2.3 图形的分类方法38

2.3.1 图形的普通分类法38

2.3.2 图形对象的应用分类法40

2.4 计算机图形软件标准42

2.4.1 计算机图形核心系统GKS42

2.4.2 程序员层次交互式图形系统PHIGS43

2.5 习题44

3.1.1 图形分辨率和屏幕坐标系45

3.1.2 常用的颜色模型45

3.1 图像中的色彩和光线45

第3章 图像处理软件——Adobe Photoshop45

3.1.3 图形颜色的特性48

3.1.4 灯光对图像的影响49

3.2 图像层次和色彩通道49

3.2.1 图像层次50

3.2.2 图形通道52

3.3 图像绘制和图像编辑53

3.3.1 处理区的选定和剪裁53

3.3.2 图像着色与编辑57

3.4 图像变换和图像色彩调整65

3.4.1 图像变换与图像处理66

3.4.2 图像的色彩调整67

3.5.1 图像编辑的实例69

3.5 Photoshop图像处理实例69

3.5.2 图像变换和修改实例71

3.5.3 滤镜功能的使用实例73

3.5.4 破旧照片的修复处理77

3.5.5 使用路径和通道设计立体效果图80

3.6 习题85

第4章 图形表示及造型技术86

4.1 图形表示法综述86

4.1.1 图形表示应遵循的基本原则86

4.1.2 图形表示的环境约束87

4.1.3 表示图形对象的基本方法87

4.1.4 图形对象中实例的结构88

4.2.1 点集表示法及数据压缩方法89

4.2 点阵图形的数学表示法89

4.2.2 四元树／八元树表示法的理论及实现技术90

4.3 几何图形的数学表示法93

4.3.1 数学方程法93

4.3.2 用多项式进行曲线拟合93

4.3.3 复合图形的表示方法——CSG树表示法96

4.3.4 边界表示法96

4.4 图形数据模型与图形数据库97

4.4.1 图形类的数学表示及图形类库模式97

4.4.2 图形对象的数学模型99

4.5 造型技术100

4.5.1 特征造型技术100

4.5.2 分形造型技术104

4.5.3 体绘制技术107

4.5.4 从二维图像信息构造三维形体107

4.5.5 从二维正投影图构造三维形体108

4.5.6 实体造型技术108

4.5.7 几何造型中的元素表示113

4.6 习题115

第5章 图形变换117

5.1 图形变换综述117

5.1.1 图形变换的类别和性质117

5.1.2 实现图形变换的基本技术119

5.2 平面图形变换119

5.2.1 平面图形的比例变换120

5.2.2 平面图形的平移变换121

5.2.3 平面图形的旋转变换122

5.2.4 平面图形的对称变换123

5.2.5 平面图形的错切变换125

5.3 平面图形的窗口／视口变换126

5.3.1 窗口／视口变换的基本方法126

5.3.2 窗口／视口变换矩阵的求法127

5.4 立体图形的几何变换127

5.4.1 立体图形的比例变换和平移变换阵128

5.4.2 立体图形的旋转变换128

5.5 立体图形的投影变换130

5.5.1 立体图形的平行投影变换131

5.5.2 立体图形的透视投影变换132

5.6 向视平面坐标系的转变133

5.6.1 与视平面转变相关的几个视图参数133

5.6.2 向视平面坐标系转变的方法133

5.7 图形变换的实现135

5.7.1 图形变换的处理策略136

5.7.2 图形变换处理过程的中心问题分析136

5.8 习题138

第6章 图形的生成与计算139

6.1 直线生成的算法139

6.1.1 直线生成的算法要求139

6.1.2 逐点比较法140

6.1.3 数值微分法140

6.2 圆的生成算法141

6.3 多项式曲线图的绘制142

6.3.1 多项式计算的差分法142

6.3.2 差分法计算步骤143

6.3.3 多项式曲线图绘制的程序设计144

6.4 内插法绘制曲线图的方法147

6.4.1 内插法的原理和特点147

6.4.2 用内插法实现曲线圆滑处理方法149

6.4.3 用内插法实现曲线圆滑处理的程序设计150

6.5 贝塞尔法曲线和B样条曲线151

6.5.1 贝塞尔曲线152

6.5.2 B样条曲线154

6.6.1 点阵式字符的生成方法156

6.6 字符的生成156

6.6.2 矢量式字符的生成方法157

6.6.3 方向编码式字符157

6.6.4 轮廓字形技术158

6.7 习题158

第7章 图形操作159

7.1 图形操作的形式化理论159

7.1.1 图形操作的性质159

7.1.2 图形操作类结构160

7.1.3 图形操作的数学表示162

7.1.4 图形操作的OCI方法模型163

7.2.1 几何图形的布尔运算164

7.2 图形对象的运算操作164

7.2.2 点阵图形的布尔运算165

7.2.3 点阵图形的二进制布尔运算166

7.3 图形对象的删除处理168

7.3.1 图形删除的种类和处理策略168

7.3.2 图形删除的实施方法169

7.4 图形的裁剪处理169

7.4.1 图形裁剪的基本原则169

7.4.2 线段裁剪方法及算法描述170

7.4.3 多边形的裁剪方法173

7.4.4 三维图形的裁剪处理175

7.5 区域填充算法177

7.5.1 区域填充的基础知识177

7.5.2 扫描线填色算法178

7.5.3 种子填色算法184

7.6 习题185

第8章 真实感处理186

8.1 三维图形的消隐处理186

8.1.1 消隐处理的背面移去法186

8.1.2 图形消隐的画家算法188

8.1.3 三维图形的隐线消除法190

8.2 光照模型191

8.2.1 光源特性和物体表面特性191

8.2.2 光照模型及其实现192

8.2.3 明暗的光滑处理196

8.3.1 光线跟踪的基本原理197

8.3 光线跟踪197

8.3.2 光线与实体的求交199

8.3.3 光线跟踪算法201

8.4 表面图案与纹理206

8.4.1 表面图案的描绘206

8.4.2 表面纹理的描绘207

8.5 习题208

第9章 图形用户界面209

9.1 图形用户界面设计技术综述209

9.1.1 图形用户界面设计的目标和策略209

9.1.2 图形用户界面的特征211

9.2 图形用户界面设计的直观问题212

9.2.1 图形用户界面设计的基本技术——屏幕布局方法212

9.2.2 图形用户界面设计的重要工具——闪烁和色彩技术214

9.3 图形选单系统的设计与管理216

9.3.1 图形选单的工作流程及系统组成216

9.3.2 选单数据结构及选单数据编码217

9.3.3 图形选单的抽象形式和选单库模型218

9.3.4 选单程序设计方法221

9.3.5 下拉式选单系统及实现222

9.4 图形用户界面的屏幕构件224

9.4.1 图形用户界面的屏幕构件层次和类别224

9.4.2 图形用户界面的屏幕构件作用及设计225

9.5 图表的设计与实现229

9.5.1 图表的数据组织及布局特点229

9.5.2 图表生成软件的系统模型231

9.6 习题235

第10章 图像量化和图像模式识别236

10.1 基于图像模式识别的图像预处理操作236

10.1.1 点阵图形的图像变换处理236

10.1.2 图像解析方法239

10.2 图像模式识别系统及技术241

10.2.1 基于统计方法的图像模式识别241

10.2.2 基于图像语言及结构方法的图像模式识别244

10.3 基于模糊神经网络技术的图像识别方法246

10.3.1 模糊图像模式识别原理246

10.3.2 模糊神经网络技术在图像识别中的应用249

10.3.3 模糊图像模式识别处理的关键问题252

10.4 习题255