标题：计算机图形学学习指导与习题解答
基本信息
作者：Zhigang Xiang著,龚亚萍等译
ISBN：9787302238515
定价：39.5元
印次：1-1
装帧：平装
印刷日期：2010-12-30
内容简介
计算机图形学是使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。简单地说，计算机图形学主要是研究如何在计算机中表示图形以及利用计算机进行图形计算、处理和显示的相关原理与算法。
本书介绍计算机图形学的基本原理，内容全面丰富。
本书详细说明重要知识点，用丰富的例子，让读者全面透彻地理解和掌握概念。每章最后都有大量习题和补充题，覆盖面广，难易适中，并给出详尽答案，使读者能举一反三，灵活运用理论知识解决实际问题，并检验知识的掌握程度。本书可单独作为有关计算机图形学基本原理的教材，它还是有价值的参考书。本书面向学习目标，讨论计算机图像生成过程中的重要概念、数学基础知识以及实现的算法。书中有数百道习题与解析，可帮助读者更深入地理解图形学概念，另外，还有许多实例辅助说明解题技巧。
本书讲解计算机图形学领域相对持久的关键知识。书中清晰地解释基本概念以及它们之间的相互关系，不涉及与高级设备或计算环境相关的信息。这里讨论计算机图形学的整体框架，重点说明数学知识和算法实现。算法用伪代码表示，不用特定的编程语言。所有示例都有详细的说明，可以轻松转换为特定计算机系统的工作版本。
基于这种编写原则，所有读者均能从中获益。如果您只想了解计算机图形学，不去做具体实现，那么，可以将本书作为一本入门读物；对于相关专业的教师和学生，可将本书作为任何基础教材的补充参考；对于从事计算机图形学的人员，因为本书易于理解，没有图形系统程序员手册那么晦涩难懂，所以，可以将本书作为实践路途中的垫脚石。
目录
第1章 计算机图形学基础1
1.1 概述1
1.1.1 图像处理4
1.1.2 人机交互4
1.2 本书概述4第2章 图像表示5
2.1 RGB颜色模型5
2.2 直接编码7
2.3 查找表7
2.4 显示器8
2.4.1 彩色显示器9
2.5 打印机10
2.5.1 半色调10
2.5.2 半色调逼近10
2.5.3 抖动12
2.5.4 误差扩散12
2.6 图像文件13
2.7 设置像素的颜色属性14
2.8 综合实例： 可视化曼德布洛特集合15
2.8.1 朱里阿集合17
习题与解析17
补充题22第3章 扫描转换23
3.1 扫描转换点23    计算机图形学学习指导与习题解答(第2版)目录      3.2 扫描转换直线24
3.2.1 直接使用直线方程24
3.2.2 DDA算法24
3.2.3 Bresenham画线算法25
3.3 扫描转换圆27
3.3.1 定义圆27
3.3.2 Bresenham画圆算法28
3.3.3 中点画圆算法30
3.3.4 任意圆心位置的圆31
3.4 扫描转换椭圆32
3.4.1 多项式定义椭圆32
3.4.2 极坐标定义椭圆32
3.4.3 旋转椭圆轴33
3.4.4 中点画椭圆算法33
3.5 弧和扇形弧的扫描转换36
3.5.1 扇形37
3.6 矩形的扫描转换38
3.7 区域填充38
3.7.1 4连通和8连通39
3.7.2 边界填充算法39
3.7.3 扩散递归区域填充40
3.7.4 扫描转换算法40
3.8 扫描转换字符42
3.8.1 位图字体42
3.8.2 轮廓字体42
3.9 消除锯齿43
3.9.1 阶梯形43
3.9.2 亮度不等43
3.9.3 细节失真问题43
3.9.4 消除锯齿技术44
3.9.5 预过滤和后过滤44
3.9.6 区域采样44
3.9.7 超取样45
3.9.8 低通滤波45
3.9.9 像素移相46
3.10 综合实例： 递归定义的图形46
3.10.1 C曲线46
3.10.2 Koch曲线47
3.10.3 Sierpinski三角形47
习题与解析48
补充题61第4章 二维变换62
4.1 几何变换62
4.1.1 平移变换62
4.1.2 绕原点旋转变换63
4.1.3 相对原点的缩放变换63
4.1.4 关于坐标轴的镜面反射变换64
4.1.5 几何逆变换64
4.2 坐标变换64
4.2.1 平移变换64
4.2.2 绕原点旋转变换65
4.2.3 相对原点的缩放变换65
4.2.4 关于坐标轴的镜面反射变换65
4.2.5 坐标逆变换66
4.3 组合变换67
4.3.1 基本变换的矩阵表示67
4.3.2 矩阵连接68
4.3.3 矩阵表示注意事项69
4.4 图例变换69
4.4.1 嵌套图例和多级结构70
习题与解析71
补充题80第5章 二维观察与裁剪82
5.1 窗口到视区映射83
5.2 点裁剪84
5.3 线段裁剪84
5.3.1 Cohen-Sutherland算法84
5.3.2 中点分割算法86
5.3.3 Liang-Barsky算法87
5.4 多边形裁剪88
5.4.1 凸多边形裁剪窗口88
5.4.2 Sutherland-Hodgman算法89
5.4.3 Weiler-Atherton算法90
5.5 综合实例： 二维图形处理流程91
5.5.1 摇移和缩放93
5.5.2 双缓冲区93
5.5.3 查找表动画93
习题与解析93
补充题105第6章 三维变换106
6.1 几何变换106
6.1.1 平移106
6.1.2 缩放106
6.1.3 旋转107
6.1.4 绕?z?轴旋转107
6.1.5 绕?y?轴旋转107
6.1.6 绕?x?轴旋转107
6.2 坐标变换108
6.3 组合变换109
6.4 图例变换109
习题与解析110
补充题116第7章 数学投影118
7.1 投影分类118
7.2 透视投影119
7.2.1 基本原理119
7.2.2 透视投影的数学描述119
7.2.3 透视异常120
7.3 平行投影122
7.3.1 基本原理122
7.3.2 平行投影的数学表示122
习题与解析123
补充题139第8章 三维观察与裁剪140
8.1 三维观察140
8.1.1 指定视平面140
8.1.2 视平面坐标140
8.1.3 指定观察体142
8.2 裁剪143
8.2.1 通过有限观察体裁剪143
8.2.2 裁剪策略144
8.2.3 裁剪算法146
8.3 观察变换146
8.3.1 规范化观察坐标146
8.3.2 屏幕投影平面146
8.3.3 构造三维观察147
8.4 综合实例： 三维图形处理流程147
习题与解析148
补充题161第9章 几何表示162
9.1 简单的几何形体162
9.1.1 点和线162
9.1.2 折线162
9.1.3 多边形162
9.2 线框模型163
9.2.1 多边形网格模型的表示163
9.2.2 多面体表示164
9.2.3 线框模型的优缺点164
9.3 曲面表示164
9.4 曲线绘制164
9.5 多项式基函数165
9.5.1 三次Hermite多项式165
9.5.2 B样条166
9.5.3 Bernstein多项式166
9.6 插值问题167
9.6.1 拉格朗日多项式插值167
9.6.2 三次Hermite插值167
9.6.3 样条插值168
9.7 逼近问题169
9.7.1 Bézier-Bernstein逼近169
9.7.2 Bézier-Bernstein逼近特性169
9.7.3 贝塞尔-B样条逼近170
9.7.4 闭合曲线170
9.7.5 贝塞尔-B样条逼近的特性171
9.8 曲面绘制171
9.8.1 有向网格171
9.8.2 插值面片172
9.9 曲线和曲面变换173
9.10 二次曲面174
9.10.1 球体174
9.10.2 椭圆体174
9.10.3 单体双曲面174
9.10.4 双体双曲面174
9.10.5 椭圆柱体175
9.10.6 椭圆抛物面175
9.10.7 双曲抛物面176
9.11 综合实例： 地形图生成176
9.11.1 中点位移176
9.11.2 Brownian碟形分布177
习题与解析178
补充题182第10章 隐藏面消隐183
10.1 深度比较183
10.2 ?Z?-缓冲区算法185
10.3 后向面消隐186
10.4 画家算法186
10.4.1 指定优先级187
10.4.2 测试?P?是否遮挡?Q?187
10.4.3 算法188
10.5 扫描转换算法188
10.5.1 ?y?扫描188
10.5.2 ?x?扫描188
10.5.3 连贯性类型189
10.5.4 扫描线算法189
10.6 细分算法191
10.6.1 环绕多边形隐藏的多边形消隐192
10.6.2 细分算法193
10.7 消除隐藏线193
10.8 绘制数学曲面193
10.8.1 绘制曲面的周长算法194
10.8.2 可见性测试195
10.8.3 绘制数学曲面的Wright算法195
习题与解析196
补充题211第11章 颜色与着色模型212
11.1 光与色212
11.1.1 光的基本特征213
11.1.2 广义三原色理论213
11.1.3 CIE ?XYZ?颜色模型214
11.1.4 CIE色度图214
11.1.5 颜色域映像215
11.1.6 NTSC ?YIQ?颜色模型216
11.2 Phong模型216
11.3 插值的着色方法218
11.3.1 恒量着色218
11.3.2 Gouraud着色219
11.3.3 Phong着色220
11.4 纹理220
11.4.1 投影纹理220
11.4.2 映射纹理221
11.4.3 实体纹理222
习题与解析223
补充题229第12章 光线跟踪231
12.1 单孔摄影231
12.2 递归的光线跟踪算法232
12.3 光线的参数向量表示234
12.4 光线与物体表面求交234
12.4.1 与坐标系平面求交234
12.4.2 与任意平面求交235
12.4.3 与球面求交236
12.4.4 与一般隐式表示的曲面求交237
12.5 执行效率237
12.5.1 自适应深度控制技术237
12.5.2 包围盒技术238
12.5.3 多层包围盒技术238
12.5.4 空间相关性技术或空间再分技术238
12.6 图形保真239
12.6.1 超取样239
12.6.2 自适应超取样239
12.6.3 随机超取样239
12.7 其他视觉效果239
12.7.1 环境映射239
12.7.2 软阴影240
12.7.3 模糊反射240
12.7.4 半透明240
12.7.5 运动模糊241
习题与解析241
补充题249附录A 二维计算机图形数学251
A.1 二维笛卡儿坐标系251
A.1.1 在笛卡儿坐标系中测量距离252
A.1.2 在笛卡儿坐标系中测量角度252
A.1.3 描述笛卡儿坐标系中的直线252
A.1.4 曲线与参数方程253
A.2 极坐标系254
A.2.1 坐标系转换254
A.3 向量255
A.3.1 向量属性255
A.3.2 坐标向量和分量256
A.3.3 点积257
A.4 矩阵257
A.4.1 矩阵运算特征257
A.4.2 逆矩阵和单位矩阵259
A.5 函数和变换259
A.5.1 函数图形260
A.5.2 复合函数260
A.5.3 反函数261
习题与解析261附录B 三维计算机图形数学274
B.1 三维笛卡儿坐标274
B.1.1  方向274
B.1.2 右手规则274
B.1.3 三维空间中点的笛卡儿坐标275
B.1.4 距离公式275
B.2 三维曲线和三维曲面275
B.2.1 三维曲线275
B.2.2 三维曲面276
B.3 三维向量277
B.3.1 直线的向量方程279
B.3.2 平面的向量方程279
B.4 齐次坐标系280
B.4.1 二维投影面280
B.4.2 投影面上点和线的齐次坐标281
B.4.3 齐次坐标与笛卡儿坐标的关系281
B.4.4 三维投影面和齐次坐标282
习题与解析282补充题答案292