标题：计算机图形学学习指导与习题解答（第2版）
图书信息
作者：Zhigang Xiang著,龚亚萍等译
图书详细信息： ISBN：9787302238515 定价：39.5元 印次：1-1 装帧：平装 印刷日期：2010-12-30
图书简介
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。
图书前言
在我们生活的这个世界中，科技在飞速发展，计算机图形学也不例外。近年来，人们越来越关注计算机图形学。每台计算机几乎都有图形用户界面，用户与计算机系统之间可通过文字或图形方式交互；无论老幼，人们对最新科技辅助制作的电影和视频游戏都颇感兴趣；在电视广告中，也会看到计算机图形学的神奇之处。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。尽管本书主要读者对象是计算机科学或计算机工程专业的学生，但只要希望了解计算机图形学，就能利用本书入门。要学习本书，需要了解如下知识：计算机系统的简单工作原理，相当于一两个学期的程序设计，初步掌握数据结构和算法以及线性代数和解析几何。计算机图形学领域有两个特点，一是最新应用的技术发展迅速，二是图形系统层出不穷。图形硬件的生命周期越来越短，计算机图形学的工业标准更替频繁，一种标准还没制订完成就可能已经过时，上学期间流行的设计图形应用程序的编程语言，毕业时可能已经要被淘汰了。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。 迄今为止，本书第1版已发表了10多年。非常感谢做了大量基础工作的合作者。此版本在原有版本的基础上做了许多改进，有的章节完全更新，其他章节也有修改。希望本书能为读者带来帮助。感谢您慧眼识珠选择本书，希望本书物有所值，在您的工作和学习生涯中助您一臂之力。
图书目录
第1章 计算机图形学基础11.1 概述11.1.1 图像处理41.1.2 人机交互41.2 本书概述4第2章 图像表示52.1 RGB颜色模型52.2 直接编码72.3 查找表72.4 显示器82.4.1 彩色显示器92.5 打印机102.5.1 半色调102.5.2 半色调逼近102.5.3 抖动122.5.4 误差扩散122.6 图像文件132.7 设置像素的颜色属性142.8 综合实例： 可视化曼德布洛特集合152.8.1 朱里阿集合17习题与解析17补充题22第3章 扫描转换233.1 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243.2.1 直接使用直线方程243.2.2 DDA算法243.2.3 Bresenham画线算法253.3 扫描转换圆273.3.1 定义圆273.3.2 Bresenham画圆算法283.3.3 中点画圆算法303.3.4 任意圆心位置的圆313.4 扫描转换椭圆323.4.1 多项式定义椭圆323.4.2 极坐标定义椭圆323.4.3 旋转椭圆轴333.4.4 中点画椭圆算法333.5 弧和扇形弧的扫描转换363.5.1 扇形373.6 矩形的扫描转换383.7 区域填充383.7.1 4连通和8连通393.7.2 边界填充算法393.7.3 扩散递归区域填充403.7.4 扫描转换算法403.8 扫描转换字符423.8.1 位图字体423.8.2 轮廓字体423.9 消除锯齿433.9.1 阶梯形433.9.2 亮度不等433.9.3 细节失真问题433.9.4 消除锯齿技术443.9.5 预过滤和后过滤443.9.6 区域采样443.9.7 超取样453.9.8 低通滤波453.9.9 像素移相463.10 综合实例： 递归定义的图形463.10.1 C曲线463.10.2 Koch曲线473.10.3 Sierpinski三角形47习题与解析48补充题61第4章 二维变换624.1 几何变换624.1.1 平移变换624.1.2 绕原点旋转变换634.1.3 相对原点的缩放变换634.1.4 关于坐标轴的镜面反射变换644.1.5 几何逆变换644.2 坐标变换644.2.1 平移变换644.2.2 绕原点旋转变换654.2.3 相对原点的缩放变换654.2.4 关于坐标轴的镜面反射变换654.2.5 坐标逆变换664.3 组合变换674.3.1 基本变换的矩阵表示674.3.2 矩阵连接684.3.3 矩阵表示注意事项694.4 图例变换694.4.1 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825.1 窗口到视区映射835.2 点裁剪845.3 线段裁剪845.3.1 Cohen-Sutherland算法845.3.2 中点分割算法865.3.3 Liang-Barsky算法875.4 多边形裁剪885.4.1 凸多边形裁剪窗口885.4.2 Sutherland-Hodgman算法895.4.3 Weiler-Atherton算法905.5 综合实例： 二维图形处理流程915.5.1 摇移和缩放935.5.2 双缓冲区935.5.3 查找表动画93习题与解析93补充题105第6章 三维变换1066.1 几何变换1066.1.1 平移1066.1.2 缩放1066.1.3 旋转1076.1.4 绕?z?轴旋转1076.1.5 绕?y?轴旋转1076.1.6 绕?x?轴旋转1076.2 坐标变换1086.3 组合变换1096.4 图例变换109习题与解析110补充题116第7章 数学投影1187.1 投影分类1187.2 透视投影1197.2.1 基本原理1197.2.2 透视投影的数学描述1197.2.3 透视异常1207.3 平行投影1227.3.1 基本原理1227.3.2 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1408.1 三维观察1408.1.1 指定视平面1408.1.2 视平面坐标1408.1.3 指定观察体1428.2 裁剪1438.2.1 通过有限观察体裁剪1438.2.2 裁剪策略1448.2.3 裁剪算法1468.3 观察变换1468.3.1 规范化观察坐标1468.3.2 屏幕投影平面1468.3.3 构造三维观察1478.4 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1629.1 简单的几何形体1629.1.1 点和线1629.1.2 折线1629.1.3 多边形1629.2 线框模型1639.2.1 多边形网格模型的表示1639.2.2 多面体表示1649.2.3 线框模型的优缺点1649.3 曲面表示1649.4 曲线绘制1649.5 多项式基函数1659.5.1 三次Hermite多项式1659.5.2 B样条1669.5.3 Bernstein多项式1669.6 插值问题1679.6.1 拉格朗日多项式插值1679.6.2 三次Hermite插值1679.6.3 样条插值1689.7 逼近问题1699.7.1 Bézier-Bernstein逼近1699.7.2 Bézier-Bernstein逼近特性1699.7.3 贝塞尔-B样条逼近1709.7.4 闭合曲线1709.7.5 贝塞尔-B样条逼近的特性1719.8 曲面绘制1719.8.1 有向网格1719.8.2 插值面片1729.9 曲线和曲面变换1739.10 二次曲面1749.10.1 球体1749.10.2 椭圆体1749.10.3 单体双曲面1749.10.4 双体双曲面1749.10.5 椭圆柱体1759.10.6 椭圆抛物面1759.10.7 双曲抛物面1769.11 综合实例： 地形图生成1769.11.1 中点位移1769.11.2 Brownian碟形分布177习题与解析178补充题182第10章 隐藏面消隐18310.1 深度比较18310.2 ?Z?-缓冲区算法18510.3 后向面消隐18610.4 画家算法18610.4.1 指定优先级18710.4.2 测试?P?是否遮挡?Q?18710.4.3 算法18810.5 扫描转换算法18810.5.1 ?y?扫描18810.5.2 ?x?扫描18810.5.3 连贯性类型18910.5.4 扫描线算法18910.6 细分算法19110.6.1 环绕多边形隐藏的多边形消隐19210.6.2 细分算法19310.7 消除隐藏线19310.8 绘制数学曲面19310.8.1 绘制曲面的周长算法19410.8.2 可见性测试19510.8.3 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21211.1 光与色21211.1.1 光的基本特征21311.1.2 广义三原色理论21311.1.3 CIE ?XYZ?颜色模型21411.1.4 CIE色度图21411.1.5 颜色域映像21511.1.6 NTSC ?YIQ?颜色模型21611.2 Phong模型21611.3 插值的着色方法21811.3.1 恒量着色21811.3.2 Gouraud着色21911.3.3 Phong着色22011.4 纹理22011.4.1 投影纹理22011.4.2 映射纹理22111.4.3 实体纹理222习题与解析223补充题229第12章 光线跟踪23112.1 单孔摄影23112.2 递归的光线跟踪算法23212.3 光线的参数向量表示23412.4 光线与物体表面求交23412.4.1 与坐标系平面求交23412.4.2 与任意平面求交23512.4.3 与球面求交23612.4.4 与一般隐式表示的曲面求交23712.5 执行效率23712.5.1 自适应深度控制技术23712.5.2 包围盒技术23812.5.3 多层包围盒技术23812.5.4 空间相关性技术或空间再分技术23812.6 图形保真23912.6.1 超取样23912.6.2 自适应超取样23912.6.3 随机超取样23912.7 其他视觉效果23912.7.1 环境映射23912.7.2 软阴影24012.7.3 模糊反射24012.7.4 半透明24012.7.5 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251A.1 二维笛卡儿坐标系251A.1.1 在笛卡儿坐标系中测量距离252A.1.2 在笛卡儿坐标系中测量角度252A.1.3 描述笛卡儿坐标系中的直线252A.1.4 曲线与参数方程253A.2 极坐标系254A.2.1 坐标系转换254A.3 向量255A.3.1 向量属性255A.3.2 坐标向量和分量256A.3.3 点积257A.4 矩阵257A.4.1 矩阵运算特征257A.4.2 逆矩阵和单位矩阵259A.5 函数和变换259A.5.1 函数图形260A.5.2 复合函数260A.5.3 反函数261习题与解析261附录B 三维计算机图形数学274B.1 三维笛卡儿坐标274B.1.1 方向274B.1.2 右手规则274B.1.3 三维空间中点的笛卡儿坐标275B.1.4 距离公式275B.2 三维曲线和三维曲面275B.2.1 三维曲线275B.2.2 三维曲面276B.3 三维向量277B.3.1 直线的向量方程279B.3.2 平面的向量方程279B.4 齐次坐标系280B.4.1 二维投影面280B.4.2 投影面上点和线的齐次坐标281B.4.3 齐次坐标与笛卡儿坐标的关系281B.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[1]