本书重点介绍了计算机图形学中各类基本图形的生成算法及程序设计，详细介绍了三维真实感图形的数据结构、生产算法及程序设计，提出了二维图形的改进算法，给出了多种图形生成算法的实例。全书内容丰富，强调理论与实践相结合，动脑与动手相结合，可以作为计算机专业及相关专业本科生的教材，也可以作为研究生的参考书，还适用于计算机图形学的初学者。

本书是作者根据多年的教学经验并参考国内外最新版本的著作编写而成的。书中附有一定例题可以帮助读者理解算法。对主要算法，书中列出了程序源代码，有利于读者进行程序设计。

全书共分10章。第1章介绍与图形学相关的基本知识；第2章介绍图形系统；第3章介绍二维图形生成算法：第4章介绍结构和层次建模；第5章介绍图形用户界面和交互输入方法；第6章介绍图形变换；第7章介绍图形裁剪；第8章介绍曲面的生成；第9章介绍消除隐藏线和隐藏面；第10章介绍真实感图形技术。

本书是一本通俗易懂、集理论与实践为一体的具有一定特色的专业教材。它可以作为计算机专业及相关专业本科生的教材，也可以作为研究生的参考书，还适用于计算机图形学的初学者。

本书附带的部分教学课件及演示程序，请登录www.b-xr.com网站下载。

第1章 基本知识

1.1所用数学方法

1.1.1矢量及其运算

1.1.2矩阵方法

1.1.3行列式

1.2显式方程和隐式方程

1.3参数方程

1.4坐标系

第2章 图形系统

2.1计算机图形学的发展及应用

2.1.1计算机图形学的发展简史

2.1.2计算机图形学在我国的发展

2.1.3计算机图形学的应用

2.1.4计算机图形学的发展方向

2.2图形硬件设备

2.2.1图形输入设备

2.2.2图形显示设备

2.2.3硬拷贝输出设备

2.3图形软件系统

2.3.1图形软件的组成

2.3.2基本图形软件

第3章 二维图形生成算法

3.1直线图形

3.1.1数值微分法

3.1.2中点画线法

3.1.3Bresenham画线算法

3.1.4直线线宽的处理

3.2圆与椭圆图形

3.2.1简单方程产生圆弧

3.2.2中点画圆算法

3.2.3Bresenham画圆算法

3.2.4椭圆算法

3.3曲线图形

3.3.1曲线的生成算法

3.3.2B样条曲线

3.4字符

3.4.1点阵字符

3.4.2矢量字符

3.5区域填充

3.5.1种子填充算法

3.5.2多边形域填充

3.5.3区域填充图案

3.6图形反走样基础

3.6.1过取样

3.6.2简单区域取样

第4章 结构和层次建模

4.1结构的概念

4.1.1基本结构函数

4.1.2设置结构属性

4.2编辑结构

4.2.1结构表和元素指针

4.2.2设置编辑模式

4.2.3插入结构元素

4.2.4复制元素

4.3基本建模的概念

4.3.1模型表示

4.3.2符号层次

4.3.3建模软件包

4.4使用结构建立层次式模型

4.4.1局部坐标和建模变换

4.4.2模型变换

4.4.3结构层次

第5章 图形用户界面和交互输入方法

5.1用户对话

5.1.1窗口和图符

5.1.2适应多种用户

5.1.3一致性

5.1.4减少记忆量

5.1.5回退和出错处理

5.1.6反馈

5.2图形数据的输入

5.2.1输入设备的逻辑分类

5.2.2定位设备

5.2.3笔划设备

5.2.4字符串设备

5.2.5定值设备

5.2.6选择设备

5.2.7拾取设备

5.3输入模式

5.3.1输入模式

5.3.2请求模式

5.3.3取样模式

5.3.4事件模式

5.3.5输入模式的并行处理

5.4输入设备参数的初值

5.5交互式构图技术

5.5.1基本的定位方法

5.5.2约束

5.5.3网格

5.5.4引力场

5.5.5橡皮条方法

5.5.6拖曳

5.5.7着色和绘图

5.6虚拟现实环境

第6章 图形变换

6.1窗口视图的变换

6.1.1窗口区和视图区

6.1.2窗口区和视图区的坐标变换

6.2图形的几何变换

6.2.1二维图形的几何变换

6.2.2三维图形的几何变换

6.3形体的投影变换

6.3.1投影变换的分类

6.3.2平行投影

6.3.3透视投影

6.3.4投影空间

第7章 图形裁剪

7.1二维裁剪

7.1.1Cohen-Sutherland端点编码算法

7.1.2中点分割算法

7.1.3凸多边形窗口的Cyrus-Beck线裁剪算法

7.1.4内裁剪与外裁剪

7.1.5凸多边形的判定与内法线的确定

7.1.6凹多边形的分割算法

7.1.7Sutherland-Hodgman逐次多边形裁剪算法

7.1.8Weiler-Atherton多边形裁剪算法

7.1.9字符裁剪

7.2三维裁剪

7.2.1三维Cohen-Sutherland端点编码算法

7.2.2三维中点分割算法

7.2.3三维Cyrus-Beck算法

7.2.4坐标裁剪

第8章 曲面的生成

8.1参数曲面的定义

8.2切矢、扭矢和法矢

8.2.1切矢和扭矢

8.2.2法矢

8.3双线性曲面

8.4单线性曲面

8.5Coons曲面

8.6Bezier曲面及其拼合

8.6.1Bezier曲面

8.6.2Bezier曲面的拼合

8.7B样条曲面

第9章 消除隐藏线和隐藏面

9.1隐藏线和隐藏面

9.2Roberts法消除隐藏线

9.3隐藏面消除

9.3.1Z缓冲器算法

9.3.2画家算法

9.3.3扫描线算法

9.3.4可见面光线追踪算法

第10章 真实感图形技术

10.1终端彩色模型

10.2简单光照模型

10.3多边形表示的明暗处理

10.3.1恒定光强的多边形绘制

10.3.2Gourand明暗处理

10.3.3Phong明暗处理

10.4纹理显示

10.4.1颜色纹理显示

10.4.2凹凸纹理显示

10.5透明处理与阴影显示

10.5.1透明处理

10.5.2阴影显示

10.6整体光照模型与光线跟踪算法

10.6.1整体光照模型

10.6.2Whitted整体光照模型

10.6.3光线跟踪算法

10.7颜色

10.7.1色度与三刺激理论

10.7.2CIE色度图

10.7.3颜色系统之间的转换

10.7.4几种颜色系统

参考文献