本书参考和总结计算机图形学近年来的新成果，力图全面、准确地介绍计算机图形学的原理、算法及实现。本书首先概括计算机图形学学科的研究内容，然后介绍基本图形的生成算法，采取循序渐进的内容安排，由简单到复杂，由二维到三维，最后再介绍真实感图形显示的有关内容。

本书系统地介绍了计算机图形学的有关原理、算法及实现，其主要内容包括：计算机图形硬件、基本图形的生成、图形几何变换、曲线和曲面造型、几何造型、基本的图形运算、典型的隐藏线与隐藏面的消除算法、生成真实感图形的相关技术。本书可作为大专院校本科生、研究生学习计算机图形学的教材，也可作为从事CAD和计算机图形学技术研究的广大科技人员的参考书。为方便教师教学，本书配有免费电子课件，欢迎选用本书作为教材的老师登录www.cmpedu.com下载或发邮件到llm7785@sina.com索取。

第一章 计算机图形学简介1

 第一节 计算机图形学1

 第二节 计算机图形学的起源2

 第三节 计算机图形学的应用及发展动向3

 第四节 图形系统的硬件4

 第五节 计算机图形标准6

第二章 图形基元的显示8

 第一节 直线扫描转换算法8

一、DDA直线扫描转换算法8

二、中点画线法10

三、Bresenham画线算法12

 第二节 圆的扫描转换算法14

一、中点画圆法15

二、Bresenham画圆算法18

 第三节 椭圆扫描转换算法21

 第四节 线宽与线型的处理25

一、线型的处理25

二、直线线宽的处理26

三、其他线宽处理方式28

四、曲线的线型和线宽28

 第五节 区域填充29

一、种子填充算法29

二、多边形的扫描转换算法36

三、边填充算法40

四、图案填充42

第三章 图形变换45

 第一节 变换的数学基础46

一、向量及向量运算46

二、矩阵及矩阵运算46

三、齐次坐标49

 第二节 二维图形变换49

 第三节 二维视见变换54

 第四节 三维图形变换56

一、平移变换56

二、比例变换57

三、旋转变换58

 第五节 投影61

一、平行投影62

二、透视投影64

三、透视投影转化为平行投影69

 第六节 裁剪70

一、直线段裁剪算法70

二、其他图形的裁剪75

三、三维图形的裁剪78

第四章 曲线和曲面85

 第一节 曲线和曲面表示的基础知识85

一、曲线和曲面参数表示85

二、基本概念86

 第二节 Hermite多项式88

一、Lagrange插值89

二、三次Hermite插值90

三、规范化三次Hermite插值91

四、分段3次Hermite插值92

 第三节 Coons曲面95

一、给定边界曲线的曲面片96

二、给定边界曲线和跨界切向量的曲面片97

三、给定四角点及其切向量和扭曲向量的曲面片99

 第四节 Bezier曲线101

一、Bezier曲线的定义102

二、Bezier曲线的性质104

三、Bezier曲线的拼接105

四、Bezier曲线的绘制105

五、Bezier曲线的升阶113

六、有理Bezier曲线114

 第五节 Bezier曲面114

一、Bezier曲面的定义114

二、Bezier曲面的性质115

三、Bezier曲面示例116

四、Bezier曲面的拼接118

五、Bezier曲面与Coons曲面的转换120

 第六节 B样条曲线122

一、B样条曲线的定义122

二、B样条曲线的性质125

三、均匀B样条曲线126

四、准均匀B样条曲线132

五、B样条曲线的绘制135

六、非均匀有理B样条曲线140

 第七节 B样条曲面143

第五章 图形运算148

 第一节 线段的交点计算148

一、两条线段求交148

二、多条线段求交149

 第二节 多边形表面的交线计算152

 第三节 平面中的凸壳算法155

 第四节 包含与重叠157

一、简单多边形的包含算法157

二、凸多边形的包含算法159

三、凸多边形重叠计算160

 第五节 简单多边形的三角剖分163

第六章 形体的表示及其数据结构170

 第一节 二维形体的表示170

一、二维图形的边界表示170

二、平面图形的四叉树表示方法173

 第二节 三维几何模型176

一、几何元素176

二、线框、表面及实体表示177

三、三维实体表示方法179

四、八叉树181

 第三节 分形185

一、分形的概念185

二、分形一般算法188

三、Von Koch算法189

四、Julia和Mandelbrot集191

第七章 消除隐藏线和隐藏面的算法197

 第一节 线面比较法消除隐藏线197

 第二节 曲面隐藏线消除的浮动水平线算法201

 第三节 深度排序算法203

 第四节 画家算法205

 第五节 z-缓冲算法208

 第六节 扫描线算法209

 第七节 区域分割算法212

 第八节 BSP树算法215

 第九节 八叉树算法216

 第十节 光线投射算法217

第八章 真实感图形的绘制219

 第一节 漫反射及具体光源的照明220

 第二节 多边形网的明暗处理223

 第三节 阴影226

 第四节 纹理227

 第五节 整体光照明模型228

 第六节 光线跟踪230

 第七节 加速光线跟踪算法232

 第八节 辐射度方法234

 第九节 色彩模型237

参考文献242