《計算機圖形學原理及應用》內容適合各類大學本科生學習計算機圖形學的基本理論和算法。全書共分為9章。主要內容有：計算機圖形處理系統(tǒng)的功能、硬件設備、圖形標準；基本圖形的生成算法：幾何變換與裁剪；曲線與曲面；真實感圖形與交互式繪圖技術。除此以外，還對計算機動畫和一些常用CAD技術做了簡單介紹，并給出了許多基于OpenGL的實用例子。《計算機圖形學原理及應用》是作者根據(jù)多年講授計算機圖形學課程的經驗，在整理各自課程講稿的基礎之上，參考國內外相關書籍，通力合作編寫而成的�！队嬎銠C圖形學原理及應用》可作為電子類（通信、計算機、信息等專業(yè)）和機械類本科生的教材，也可供計算機圖形學愛好者和相關專業(yè)技術人員自學參考。
第1章 緒論
1.1 計算機圖形學的概念及研究內容
1.1.1 圖形與圖像
1.1.2 研究內容
1.1.3 相關學科
1.2 計算機圖形學的發(fā)展
1.2.1 圖形硬件的發(fā)展
1.2.2 圖形軟件及圖形軟件標準的發(fā)展
1.2.3 圖形專用算法的發(fā)展
1.3 計算機圖形學的應用
1.3.1 計算機輔助設計（CAD）及計算機輔助制造（CAM）
1.3.2 科學計算可視化
1.3.3 計算機動畫
1.3.4 人機交互
1.3.5 計算機藝術
1.3.6 計算機輔助教學（CAI）
習題1
第2章 計算機圖形系統(tǒng)
2.1 計算機圖形系統(tǒng)構成和功能
2.1.1 計算機圖形系統(tǒng)構成
2.1.2 計算機圖形系統(tǒng)功能
2.2 輸入設備
2.2.1 鍵盤（Keyboard）
2.2.2 鼠標（Mouse）
2.2.3 光筆（LightPen）
2.2.4 觸摸屏（TouchScreen）
2.2.5 數(shù)字化儀（Digitizer）
2.2.6 掃描儀（Scanner）
2.2.7 游戲桿（JoyStick）和跟蹤球（Traekball）
2.2.8 數(shù)據(jù)手套（DataGlove）
2.3 輸出設備
2.3.1 顯示設備
2.3.2 硬拷貝設備
2.4 光柵掃描顯示系統(tǒng)
2.4.1 光柵掃描顯示系統(tǒng)的組成
2.4.2 相關概念
2.4.3 PC圖形顯示卡
2.5 計算機圖形標準
習題2
第3章 基本圖形的生成算法
3.1 直線的掃描轉換
3.1.1 數(shù)值微分算法
3.1.2 中點畫線算法
3.1.3 Bresenham畫線算法
3.2 圓的掃描轉換
3.2.1 中點畫圓算法
3.2.2 Bresenham畫圓算法
3.3 橢圓的掃描轉換
3.4 實面積圖形的生成
3.4.1 多邊形的填充
3.4.2 種子填充算法
3.5 光柵圖形反走樣算法
3.5.1 過取樣
3.5.2 簡單區(qū)域取樣
3.5.3 加權區(qū)域取樣
3.6 屬性處理
3.6.1 線屬性
3.6.2 區(qū)域填充屬性
3.7 字符處理
3.7.1 點陣式字符
3.7.2 矢量式字符
3.8 OpenGL基本圖元的繪制
3.8.1 點的繪制
3.8.2 線的繪制
3.8.3 多邊形的繪制
習題3
第4章 幾何變換
4.1 幾何變換的數(shù)學基礎
4.1.1 矩陣運算
4.1.2 矩陣運算的基本性質
4.1.3 二維坐標系統(tǒng)
4.2 二維圖形幾何變換
4.2.1 二維圖形的基本變換
4.2.2 組合變換
4.3 三維圖形的幾何變換
4.3.1 三維圖形的基本變換
4.3.2 組合變換
4.4 投影變換
4.4.1 基本概念
4.4.2 平行投影
4.4.3 透視投影變換
4.5 窗口一視區(qū)變換
4.5.1 基本概念
4.5.2 視窗變換實例WindowToViewport的設計
4.5.3 編寫過程中的技術要點
4.6 二維圖形的裁剪
4.6.1 點的裁剪
4.6.2 直線的裁剪
4.6.3 多邊形的裁剪
4.6.4 曲線和文字的裁剪
4.7 OpenGI圖形變換基礎
習題4
第5章 曲線與曲面
5.1 曲線、曲面參數(shù)表示的基礎知識
5.1.1 矢量
5.1.2 曲線與曲面的參數(shù)表示
5.1.3 插值、逼近、擬合與光順
5.1.4 曲線的參數(shù)連續(xù)性和幾何連續(xù)性
5.2 Bezier曲線
5.2.1 Bezier曲線的定義
5.2.2 Bezier曲線的性質
5.2.3 Bezier曲線的矩陣表示
5.2.4 Bezier曲線的拼接
5.3 B樣條曲線
5.3.1 B樣條曲線的定義
5.3.2 B樣條曲線的性質
5.3.3 B樣條曲線分類
5.4 非均勻有理B樣條曲線
5.4.1 NURBS曲線的定義
5.4.2 NURBS的齊次坐標表示
5.4.3 NURBS的優(yōu)缺點
5.5 Bezier曲面
5.5.1 Bezier曲面的定義
5.5.2 Bezier曲面片的拼接
5.6 B樣條曲面
5.6.1 B樣條曲面的數(shù)學表示
5.6.2 B樣條曲面片的拼接
5.7 非均勻有理B樣條曲面
5.8 OpenGL中自由曲線的繪制
5.8.1 Bezier曲線的繪制
5.8.2 NURBS曲線的繪制
習題5
第6章 真實感圖形
第7章 交互式繪圖技術
第8章 計算機動畫
第9章 實用CAD系統(tǒng)介紹
參考文獻
第1章 緒論
據(jù)統(tǒng)計，人類對外部世界的感知80％來自于視覺，俗話說：“百聞不如一見”，就是一個非常形象的說法。在生產活動中，“圖樣”是交流技術思想：表達設計意圖和指導生產的重要工具。千百年來，人們使用三角板、圓規(guī)、丁字尺等各種工具手工繪制各種圖形。為了繪制圖樣和提高繪圖效率，人們不斷改進工具和繪圖方法，但是仍難改變手工繪圖速度慢、精度低且繁瑣、勞動量大等問題，所以人們一直希望用自動繪圖代替手工繪圖，計算機繪圖的出現(xiàn)使這個愿望變成了現(xiàn)實。隨著計算機繪圖軟硬件技術的不斷發(fā)展，人們對相關理論和算法的深入研究，逐漸形成了一門新興的學科——計算機圖形學（ComputerGraphics，CG），它是一門涉及物理學、數(shù)學、工程圖學、數(shù)據(jù)結構、計算機技術等多門學科的交叉學科。通過幾十年的發(fā)展，計算機圖形學已經在工業(yè)、商業(yè)、軍事、教育和娛樂等各個領域得到了廣泛應用，成為計算機科學中發(fā)展最快、影響最大的學科之一，并在應用中日益顯示出其重要性和不可替代性。
1．1計算機圖形學的概念及研究內容
1．1．1 圖形與圖像
能夠在人的視覺中形成視覺印象的客觀對象都可以稱為圖形，包括各種幾何圖形以及由函數(shù)式、代數(shù)方程和表達式所描述的圖形，也包括來自于各種媒體的圖景、圖片、圖案和形體實體等。在計算機中，表示帶有顏色和形狀信息的圖和形一般有兩種方法：點陣法和參數(shù)法。點陣法用具有灰度或顏色信息的點陣來表示圖形，強調圖形由哪些點組成，并具有什么灰度和色彩。參數(shù)法是以計算機中記錄圖形的形狀參數(shù)和屬性參數(shù)來表示圖形的一種方法。形狀參數(shù)可以是形狀的方程參數(shù)、線段的起點和終點等幾何屬性的描述；屬性參數(shù)則描述灰度、色彩、線形等非幾何屬性。因此，可以將參數(shù)法描述的圖形稱做圖形（Graphic），一般指直線、圓、圓弧、任意曲線和圖表等計算機繪制的畫面；而把點陣法描述的圖形叫做圖像（Image），一般以BMP、PCX、TIF、GIFD等格式存儲在計算機中。
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