安吉尔（Edward Angel），美国新墨西哥大学计算机科学系、  电气与计算机工程系以及媒体艺术系荣誉退休教授，他曾经是该大学首位兼任教学工作的研究生。Edward获得了美国南加州大学哲学博士学位和加州理工学院工程理学学士学位。他还是新墨西哥大学艺术、研究、技术和科学实验室（http：//artslab.unm.edu）的主任。

　　《交互式计算机图形学：基于OpenGL的自顶向下方法（第5版）》覆盖了计算机图形学基础课程中的所有主题，包括光与材质的相互作用、明暗绘制、建模、曲线和曲面、反走样、光栅化、纹理映射和图像合成等内容。在广泛结合OpenGL并注重图形应用编程的基础上，《交互式计算机图形学：基于OpenGL的自顶向下方法（第5版）》向读者介绍了计算机图形学的核心概念。书中代码采用C和C＋＋语言，并使用了自顶向下和面向编程的方法，使读者能够迅速地创建自己的三维图形。在结构安排上，《交互式计算机图形学：基于OpenGL的自顶向下方法（第5版）》在读者学会了编写交互式图形程序之后再介绍底层的算法，如线段的绘制以及多边形填充等算法。
　　《交互式计算机图形学：基于OpenGL的自顶向下方法（第5版）》可作为计算机及相关专业本科生和研究生的计算机图形学教材，也适合作为相关程序员、工程技术人员及科研人员的参考书。

　　第1章  图形系统和模型
　　也许，21世纪最显著的特征是：计算机和通信技术成为了人们生活中的支配力量。当这些技术改变我们日常生活方式的时候，社会活动的许多方面，比如电影制作、出版业、银行业和教育业，都在持续地经历着翻天覆地的变化。计算机、网络和复杂的人类视觉系统通过计算机图形学结合起来，使得我们能够以崭新的方式来显示信息、观察虚拟世界以及与人和机器进行通信。
　　计算机图形学（computer graphics）考虑的是用计算机生成图片或者图像的方方面面。大约在50年前，阴极射线管（CRT）可以显示几条线，这个领域由此起步，不过在当时并没有受到重视；而现在，我们可以用计算机生成和真实物体的照片不可区分的图像。仿真飞机能够生成虚拟环境的实时图形显示，由此可以训练飞行员，这已经不稀奇了。完全由计算机制作的长篇电影不仅获得了好评，在经济上也取得了成功。大型多人游戏可以同时容纳上万名玩家。
　　这一章将首先简短地讨论计算机图形学的应用，然后简单介绍图形系统和图像的生成。自始至终，本书的方法是强调计算机图形学与手画或者拍照这些人们更熟悉的成像过程之间的联系。后面会讲到，这种联系可以帮助人们设计应用程序、图形库和图形系统的体系结构。
　　本书将介绍一个特定的图形软件系统——OpenGL。在开发图形应用程序方面，OpenGL已经成为一个被广泛接受的标准。很幸运，OpenGL易于学习，而且它也具备其他流行的图形系统的大多数特征。本书采用自顶向下的方法。我们希望读者能够尽快开始编写具有图形输出的应用程序。在读者开始编写简单的程序之后，会讨论底层的图形库和硬件是如何实现的。本章将为读者开始编写程序提供足够的概要介绍。

第1章 图形系统和模型.
1.1 计算机图形学的应用
1.2 图形系统
1.3 图像：物理的和合成的
1.4 成像系统
1.5 虚拟照相机模型
1.6 程序员接口
1.7 图形绘制系统的体系结构
1.8 可编程流水线
1.9 性能特征
小结和注释
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第2章 图形学编程
2.1 Sierpinsh镂垫
2.2 编写二维图形应用程序
2.3 OpenGLAPI
2.4 图元和属性
2.5 颜色
2.6 观察
2.7 控制函数
2.8 Sieinski镂垫绘制程序
2.9 多边形和递归
2.10 三维Sielpinsh镂垫
2.11 绘制隐函数曲线
小结和注释
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第3章 输入和交互
3.1 交互
3.2 输人设备
3.3 客户和服务器
3.4 显示列表
3.5 显示列表和建模
3.6 事件驱动输入编程
3.7 菜单
3.8 拾取
3.9 一个简单的CAD程序
3.10 建立交互式模型
3.11 交互式动画程序
3.12 交互式程序的设计
3.13 逻辑运算
小结和注释
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第4章 几何对象和变换
4.1 标量、点和向量
4.2 三维图元
4.3 坐标系和标架
4.4 OpenGL中的标架
4.5 建模一个彩色立方体
4.6 仿射变换
4.7 平移、旋转和缩放
4.8 变换的齐次坐标表示
4.9 变换的级联
4.10 OpenGL变换矩阵
4.11 三维应用程序的接口
4.12 四元数
小结和注释
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第5章 观察
5.1 经典观察和计算机观察
5.2 计算机观察
5.3 定位照相机
5.4 简单的投影
5.5 OpenGL中的投影
5.6 隐藏面消除
5.7 交互式网格显示
5.8 平行投影变换矩阵
5.9 透视投影变换矩阵
5.10 投影和阴影
小结和注释
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第6章 光照和明暗绘制
6.1 光线和材质
6.2 光源
6.3 Phong光照模型
6.4 向量的计算
6.5 多边形明暗绘制
6.6 通过递归细分逼近球面
6.7 OpenGL中的光源
6.8 OpenGL中的材质属性
6.9 球面模型的明暗绘制
6.10 全局照明
小结和注释
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第7章 从顶点到片元
7.1 图形绘制流水线的基本实现策略
7.2 图形绘制系统的4个主要任务
7.3 裁剪
7.4 线段的裁剪
7.5 多边形的裁剪
7.6 其他图元的裁剪
7.7 三维裁剪
7.8 光栅化
7.9 Bresenham算法..
7.10 多边形光栅化算法
7.11 隐藏面消除
7.12 反走样
7.13 显示方面的问题
小结和注释
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第8章 离散技术
8.1 缓存
8.2 数字图像
8.3 缓存的写操作
8.4 OpenGL中的位操作与像素操作
8.5 举例
8.7 纹理映射
8.8 OpenGL中的纹理映射
8.9 纹理生成
8.10 环境贴图
8.11 合成技术
8.12 多通道绘制与累积缓存
8.13 采样与走样
小结和注释
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第9章 可编程着色器
9.1 可编程流水线
9.2 着色语言
9.3 OpenGL扩展
9.4 OpenGL着色语言
9.5 OpenGL着色语言
9.6 着色器与OpenGL程序的连接
9.7 移动顶点
9.8 基于顶点程序的光照计算
9.9 片元着色器
9.10 基于顶点与基于片元的光照计算
9.11 sampler变量类型
9.12 立方体贴图
9.13 凹凸映射
小结和注释
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第10章 层级建模方法
10.1 图符和实例
10.2 层级模型
10.3 机器人手臂
10.4 树与树的遍历
10.5 使用树形数据结构
10.6 动画
10.7 图形对象
10.8 场景图
10.9 一个简单的场景图API
10.10 开放场景图(OSG)
10.11 图形和因特网
10.12 其他树形结构
小结和注释
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第11章 过程建模方法
11.1 基于算法的模型
11.2 基于物理的模型和粒子系统
11.3 牛顿粒子
11.4 求解粒子系统方程
11.5 约束条件
11.6 一个简单的子系统
11.7 基于语言的模型
11.8 递归方法和分形
11.9 过程噪声
小结和注释
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第12章 曲线和曲面
12.1 曲线和曲面的表示形式
12.2 设计准则
12.3 三次参数多项式曲线
12.4 插值
12.5 Hermite曲线和曲面
12.6 Bezier曲线和曲面
12.7 三次B样条
12.8 普通B样条
12.9 曲线和曲面的绘制
12.10 Utah茶壶模型
12.11 代数曲面
12.12 OpenGL中的曲线和曲面
小结和注释
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第13章 高级绘制
13.1 超越流水线绘制结构
13.2 光线跟踪
13.3 构建一个简单的光线跟踪器
13.4 绘制方程
13.5 辐射度方法
13.6 RenderMan
13.7 并行绘制
13.8 基于图像的绘制
小结和注释
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习题

附录A 示例程序
附录B 空间
附录C 矩阵
附录D OpenGL函数简介
参考文献