孔令德编著的《计算机图形学基础教程(Visual C++版第2版)》提供了丰富的教学资源，涵盖了计算机图形学原理的主要知识点，由于采用VC++的MFC编程可以模拟真实感光照以及纹理等效果，对学生很有吸引力，对提升计算机图形学的教学效果也很有帮助。原理的案例化可以让学生面对枯燥的图形数学模型及绘制算法，能尽快直观地体验到真实效果并深刻理解绘制算法的原理。

作为省级精品课程“计算机图形学”的建设成果，孔令德编著的《计算机图形学基础教程(Visual C++版第2版)》采用面向对象语言Visual C++ 6.0的MFC框架作为开发平台，系统地讲解“基本图形的扫描转换”、“多边形填充”、“二维变换与裁剪”、“三维变换与投影”、“自由曲线与曲面”、“分形几何”、“建模与消隐”和“真实感图形”的实现原理及算法。

《计算机图形学基础教程(Visual C++版第2版)》以生成真实感光照模型为主线，引导读者重点掌握直线的扫描转换原理、多边形的填充原理、三维物体的几何变换与透视投影原理、光滑曲面的建模与深度缓冲动态隐面原理、Gouraud双线性光强插值与Phong双线性法矢插值原理、图像纹理与几何纹理映射原理、基于简单光照模型、简单透明模型与简单阴影模型的真实感图形绘制等原理。系统学习完本书后，读者可以在简单光照模型场景中渲染出光源与材质交互作用的真实感三维物体，同时支持鼠标与键盘的交互操作，为进一步从事游戏开发奠定理论基础。

本书配套的《计算机图形学实践教程（Visual C++版）（第2版）》 (ISBN 978-7-302-29751-2）给出了与本书各章节原理相对应的源程序代码，共计60个案例。这些配套教学资源可以从作者的个人网站（http://www.klingde.com）免费下载。

本书不仅可以作为大学本科生教材，还可供计算机图形学爱好者的自学使用。

第1章 导论1

 1.1 计算机图形学的应用领域1

1.1.1 计算机游戏1

1.1.2 计算机辅助设计1

1.1.3 计算机艺术2

1.1.4 虚拟现实4

1.1.5 计算机辅助教学5

 1.2 计算机图形学的概念5

 1.3 计算机图形学的相关学科6

 1.4 计算机图形学的确立与发展6

 1.5 图形显示器的发展及其工作原理8

1.5.1 阴极射线管8

1.5.2 随机扫描显示器9

1.5.3 直视存储管显示器9

1.5.4 光栅扫描显示器10

1.5.5 液晶显示器15

1.5.6 三维图形显示原理及立体显示器16

 1.6 图形软件标准18

 1.7 计算机图形学研究的热点技术19

1.7.1 层次细节技术19

1.7.2 图像绘制技术20

 1.8 本章小结21

 习题121

第2章 MFC绘图基础25

 2.1 面向对象程序设计基础25

2.1.1 类和对象25

2.1.2 构造函数与析构函数26

2.1.3 对象的动态建立与释放32

2.1.4 继承与派生37

 2.2 MFC上机操作步骤40

 2.3 MFC基本绘图函数43

2.3.1 CDC类结构与GDI对象43

2.3.2 映射模式48

2.3.3 使用GDI对象51

2.3.4 CDC类绘图成员函数56

2.3.5 双缓冲机制79

2.3.6 设备上下文的调用与释放80

2.3.7 MFC绘图的几种方法81

 2.4 本章小结84

 习题284

第3章 基本图形的扫描转换88

 3.1 直线的扫描转换88

3.1.1 算法原理89

3.1.2 构造中点误差项90

3.1.3 递推公式90

3.1.4 绘制任意斜率的直线91

 3.2 圆的扫描转换95

3.2.1 算法原理95

3.2.2 构造中点误差项97

3.2.3 递推公式97

 3.3 椭圆的扫描转换98

3.3.1 算法原理98

3.3.2 构造上半部分I的中点误差项99

3.3.3 上半部分I的递推公式100

3.3.4 构造下半部分II的中点误差项100

3.3.5 下半部分II的递推公式101

 3.4 反走样技术102

 3.5 Wu反走样算法104

3.5.1 算法原理104

3.5.2 构造距离误差项105

3.5.3 计算机化106

3.5.4 彩色直线段的反走样106

 3.6 本章小结106

 习题3107

第4章 多边形填充110

 4.1 多边形的扫描转换110

4.1.1 多边形的定义111

4.1.2 多边形的表示112

4.1.3 多边形着色模式112

4.1.4 填充多边形113

4.1.5 填充区域114

 4.2 有效边表填充算法114

4.2.1 填充原理114

4.2.2 边界像素的处理原则115

4.2.3 有效边与有效边表117

4.2.4 桶表与边表120

 4.3 边缘填充算法121

4.3.1 填充原理121

4.3.2 填充过程121

 4.4 区域填充算法122

4.4.1 填充原理122

4.4.2 四邻接点与八邻接点123

4.4.3 四连通域与八连通域123

4.4.4 种子填充算法124

4.4.5 扫描线种子填充算法125

 4.5 本章小结126

 习题4126

第5章 二维变换与裁剪130

 5.1 图形几何变换基础130

5.1.1 规范化齐次坐标131

5.1.2 矩阵相乘131

5.1.3 二维几何变换矩阵131

5.1.4 物体变换与坐标变换132

5.1.5 二维几何变换形式132

 5.2 二维图形基本几何变换矩阵132

5.2.1 平移变换矩阵133

5.2.2 比例变换矩阵133

5.2.3 旋转变换矩阵134

5.2.4 反射变换矩阵134

5.2.5 错切变换矩阵135

 5.3 二维复合变换137

5.3.1 复合变换原理137

5.3.2 相对于任意参考点的二维几何变换137

5.3.3 相对于任意方向的二维几何变换138

 5.4 二维图形裁剪140

5.4.1 图形学中常用的坐标系140

5.4.2 窗口与视区143

5.4.3 窗视变换矩阵143

 5.5 Cohen-Sutherland直线段裁剪算法145

5.5.1 编码原理145

5.5.2 裁剪步骤146

5.5.3 交点计算公式147

 5.6 中点分割直线段裁剪算法148

5.6.1 中点分割算法原理148

5.6.2 中点计算公式148

 5.7 Liang-Barsky直线段裁剪算法149

5.7.1 Liang-Barsky裁剪算法原理149

5.7.2 算法分析150

5.7.3 算法的几何意义150

 5.8 多边形裁剪算法152

 5.9 本章小结154

 习题5154

第6章 三维变换与投影157

 6.1 三维图形几何变换157

6.1.1 三维几何变换矩阵157

6.1.2 三维几何变换形式157

 6.2 三维基本几何变换矩阵158

6.2.1 平移变换158

6.2.2 比例变换158

6.2.3 旋转变换159

6.2.4 反射变换160

6.2.5 错切变换161

 6.3 三维复合变换162

6.3.1 相对于任意参考点的三维几何变换162

6.3.2 相对于任意方向的三维几何变换162

 6.4 坐标系变换164

6.4.1 二维坐标系变换165

6.4.2 三维坐标系变换165

 6.5 平行投影167

6.5.1 正交投影矩阵167

6.5.2 三视图168

6.5.3 斜投影171

 6.6 透视投影173

6.6.1 透视变换坐标系173

6.6.2 世界坐标系到观察坐标系的变换174

6.6.3 观察坐标系到屏幕坐标系的变换178

6.6.4 透视投影分类180

6.5.5 屏幕坐标系的透视深度坐标183

 6.7 本章小结185

 习题6186

第7章 自由曲线与曲面189

 7.1 基本概念189

7.1.1 曲线与曲面的表示形式189

7.1.2 插值与逼近190

7.1.3 连续性条件190

 7.2 Bezier曲线191

7.2.1 Bezier曲线的定义192

7.2.2 Bernstein基函数的性质194

7.2.3 Bezier曲线的性质194

7.2.4 de Casteljau递推算法197

7.2.5 Bezier曲线的拼接198

 7.3 Bezier曲面200

7.3.1 Bezier曲面的定义200

7.3.2 双三次Bezier曲面的定义201

7.3.3 双三次Bezier曲面的拼接202

 7.4 B样条曲线203

7.4.1 B样条曲线的定义204

7.4.2 二次B样条曲线204

7.4.3 三次B样条曲线205

7.4.4 B样条曲线的性质207

7.4.5 构造特殊的三次B样条曲线的技巧209

 7.5 B样条曲面210

7.5.1 B样条曲面的定义210

7.5.2 双三次B样条曲面的定义211

7.5.3 双三次B样条曲面的连续性212

 7.6 本章小结214

 习题7214

第8章 分形几何218

 8.1 分形与分维218

8.1.1 分形的诞生218

8.1.2 分形的基本特征219

8.1.3 分形的定义220

8.1.4 分形维数的定义221

 8.2 递归模型222

8.2.1 Cantor集223

8.2.2 Koch曲线223

8.2.3 Peano-Hilbert曲线225

8.2.4 Sierpinski垫片与地毯228

8.2.5 Menger海绵230

8.2.6 C字曲线233

8.2.7 Cayley树234

 8.3 L系统模型235

8.3.1 L系统文法构图法235

8.3.2 Koch曲线236

8.3.3 分形草237

8.3.4 Peano-Hilbert曲线238

8.3.5 分形灌木丛238

 8.4 IFS迭代函数系统模型240

8.4.1 仿射变换240

8.4.2 IFS242

8.4.3 Koch曲线244

8.4.4 Sierpinski垫片246

8.4.5 Barnsley蕨248

8.4.6 拼贴与IFS码的确定248

 8.5 本章小结250

 习题8250

第9章 建模与消隐256

 9.1 三维物体的数据结构256

9.1.1 物体的几何信息与拓扑信息256

9.1.2 三表结构257

9.1.3 物体的描述模型258

9.1.4 双表结构259

9.1.5 常用物体的几何模型261

 9.2 消隐算法分类274

 9.3 隐线算法274

9.3.1 凸多面体消隐算法274

9.3.2 曲面体消隐算法277

 9.4 隐面算法278

9.4.1 深度缓冲器算法278

9.4.2 深度排序算法282

 9.5 本章小结283

 习题9284

第10章 真实感图形289

 10.1 颜色模型289

10.1.1 原色系统290

10.1.2 RGB颜色模型291

10.1.3 HSV颜色模型292

10.1.4 CMYK颜色模型293

 10.2 简单光照模型294

10.2.1 材质模型295

10.2.2 环境光模型296

10.2.3 漫反射光模型296

10.2.4 镜面反射光模型297

10.2.5 光强衰减299

10.2.6 增加颜色299

 10.3 光滑着色302

10.3.1 直线的光滑着色302

10.3.2 Gouraud明暗处理303

10.3.3 Phong明暗处理306

 10.4 简单透明模型307

 10.5 阴影模型309

 10.6 纹理映射310

10.6.1 颜色纹理311

10.6.2 三维纹理320

10.6.3 几何纹理321

10.6.4 简单纹理反走样324

 10.7 本章小结326

 习题10326

附录A 配套实践教程的案例设置及与本书的对应关系332

参考文献335