《计算机图形学》经典计算机图形学的基本知识、原理及相关技术，包括图形系统、经典光栅图形学、实体造型、曲线曲面、图形变换与观察、交互技术、消隐，同时还对真实感图形绘制技术作了详细的介绍。书后有3个附录，分别为图形学的相关数学基础、课程实验指导与模拟试题及答案。《计算机图形学》可作为高等院校相关专业的本科生教材，也可供从事计算机图形学或相关领域的科技人员和爱好者参考。

    第1章  绪论
    图形图像是现代社会信息化的重要支柱。计算机图形学便是与图形图像密切联系的一门综合性学科。所有现代科学和工程领域几乎都可以采用计算机图形以加强信息的传递与表达，因此无论科学家还是工程师都需要具备计算机图形学的基本知识。从应用领域来看，计算机图形学在造船、航空航天、汽车、电子、机械、建筑、影视、轻纺化工等众多领域有着广泛的应用，而这些应用又在不断地推动着计算机图形学的发展，进一步充实和丰富了它的内容。
    本章将从计算机图形学的研究领域、应用领域及其历史发展三方面概括地介绍计算机图形学的有关内容，使读者对计算机图形学有一个初步的认识。
    1.1  计算机图形学研究领域
    计算机图形学是一门旨在研究用计算机来生成、显示和处理图形信息的学科。毫无疑问，它的研究对象是图形。
    1.1.1  图形概念
    人们生活在一个客观的世界中，大部分的事物都是有“形”的，看得见摸得着，可以描述它们的形状。“形”因此成为人们认识事物和相互交流的一个关键元素，正是因为它的存在，人们在交流时，一谈到某种事物，人们首先就会联想到它的形状。图形具有不同于语言和文字的独特功能，它能够表达一些语言和文字难以表达的信息。图形信息表达直观，易于理解。在科学技术高度发达的今天，图形信息显示出任何语言无法比拟的优越性，它能直接反映出客观世界变幻无穷的图像，供全人类所共享，不受语言和文化的限制。图形还具有让人在一瞬间把握整体的特点，它比文字更加简明精练，不像文字那样需要逐字、逐句、逐段联系起来才能理解，这就是为什么有时通篇大段的语言文字所描述的信息反倒不及一幅简单图形所包含的信息清楚明晰的原因。另外，图形包含的信息量较大，所谓“一图胜千言”，“百闻不如一见”，图1.1正是体现了图形表达信息准确、直观、海量的这些优点。
    同时，图形信息是人类从外界获得信息的主要来源。据统计，在一个人所获得的所有信息中，约有80％～90％的信息来自视觉。人们认识客观世界，首先是靠眼睛观察事物的外表形象，至于语言、文字、符号，都是在此以后经过千万年的进化才逐渐形成的。
    如今，图形已成为科技与工程领域中的一门通用语言，在工程上用来构思、设计、指导生产、交流；在科学研究中用来处理各种实验数据、图示和图解各种研究问题等。可以说，各行各业都离不开图形。

出版说明
前言
第1章 绪论
1.1 计算机图形学研究领域
1.1.1 图形概念
1.1.2 计算机图形学研究内容
1.1.3 计算机图形学与相关学科的关系

1.2 计算机图形学应用领域
1.2.1 计算机辅助设计与制造（CAD／CAM）
1.2.2 计算机仿真和模拟
1.2.3 娱乐动画
1.2.4 地理信息系统

1.3 计算机图形学的发展
1.3.1 计算机图形学的诞生（1950-1960）
1.3.2 线框图形学（1960-1970）
1.3.3 光栅图形学（1970-1980）
1.3.4 真实感图形学（1980-1990）
1.3.5 实时图形学（1990-至今）
1.4 习题

第2章 图形系统
2.1 图形系统概述
2.1.1 图形系统组成结构
2.1.2 图形系统分类

2.2 图形硬件显示原理
2.2.1 图形显示设备及工作原理
2.2.2 图形显示方式
2.2.3 光栅扫描图形显示系统

2.3 图形系统的体系结构
2.3.1 概述
2.3.2 应用程序阶段
2.3.3 几何处理阶段
2.3.4 光栅阶段

2.4 图形支撑软件
2.4.1 OpenGL
2.4.2 DirectX
2.4.3 Java2D和3D
2.5 习题

第3章 基本图形光栅化
3.1 直线光栅化
3.1.1 DDA画线算法
3.1.2 中点画线算法
3.1.3 Bresenham画线算法

3.2 圆的光栅化
3.2.1 圆的八对称性
3.2.2 中点画圆算法
3.2.3 Bresenham画圆算法

3.3 区域填充
3.3.1 多边形填充算法
3.3.2 边填充算法
3.3.3 种子填充算法

3.4 字符表示
3.4.1 点阵字符
3.4.2 矢量字符

3.5 反走样
3.5.1 光栅图形走样
3.5.2 常用反走样技术
3.6 习题

第4章 实体造型与曲线曲面
4.1 三维实体表示基础
4.1.1 基本几何元素
4.1.2 几何信息与拓扑信息
4.1.3 实体定义

4.2 三维实体表示方法
4.2.1 边界表示
4.2.2 扫描表示
4.2.3 构造实体几何表示
4.2.4 空间细分表示

4.3 三次参数曲线
4.3.1 基本知识
4.3.2 Hermite曲线
4.3.3 Bezier曲线
4.3.4 B样条曲线

4.4 双三次参数曲面
4.4.1 Coons曲面
4.4.2 Bezier曲面
4.4.3 B样条曲面
4.4.4 双三次参数曲面片的绘制
4.5 习题

第5章 图形变换与观察
5.1 二维几何变换
5.1.1 基本几何变换
5.1.2 齐次坐标
5.1.3 变换矩阵功能分区
5.1.4 复合变换

5.2 三维几何变换
5.2.1 基本几何变换
5.2.2 复合变换

5.3 投影变换
5.3.1 基本概念
5.3.2 平行投影
5.3.3 透视投影

5.4 三维观察流程
5.4.1 坐标系统
5.4.2 建模变换
5.4.3 观察变换
5.4.4 投影变换
5.4.5 窗口一视区变换

5.5 裁剪
5.5.1 点的裁剪
5.5.2 直线裁剪
5.5.3 多边形裁剪
5.5.4 其他裁剪

5.6 OpenGL中的图形变换
5.6.1 视点变换与模型变换
5.6.2 投影变换与视口变换
5.7 习题

第6章 交互技术
6.1 基本交互技术
6.1.1 定位
6.1.2 选择
6.1.3 数值输入和文字输入

6.2 高级交互技术
6.2.1 分组与图层
6.2.2 几何约束
6.2.3 拖动、旋转、缩放与形变
6.2.4 橡皮筋
6.2.5 双缓存
6.2.6 全图的漫游、缩放
6.2.7 三维交互
6.3 习题

第7章 消隐
7.1 概述
7.1.1 消隐的定义
7.1.2 消隐算法的分类
7.1.3 消隐的基本原则

7.2 多面体的消隐算法
7.2.凸多面体消隐
7.2.2 任意多面体的消隐

7.3 深度缓冲器算法
7.3.1 算法基本思想
7.3.2 算法描述
7.3.3 深度值的计算
7.3.4 深度缓冲器算法特点

7.4 扫描线深度缓存算法
7.4.1 算法基本思想
7.4.2 算法描述
7.4.3 扫描线与多边形面片求交算法的实现
7.4.4 扫描线消隐算法特点

7.5 画家算法
7.5.1 画家算法的基本思想
7.5.2 深度优先级表的建立
7.5.3 深度优先级冲突解决的排序算法
7.5.4 画家算法的特点

7.6 光线追踪算法（RayCasting）
7.6.1 算法基本思想
7.6.2 算法描述
7.7 习题

第8章 真实感图形绘制
8.1 简单光照明模型
8.1.1 基本光学原理
8.1.2 环境光
8.1.3 漫反射光
8.1.4 镜面反射光
8.1.5 Phong光照明模型

8.2 多边形绘制
8.2.1 恒定光强的多边形绘制
8.2.2 双线性光强明暗处理
8.2.3 双线性法向明暗处理

8.3 透明与阴影
8.3.1 透明处理
8.3.2 阴影

8.4 纹理与纹理映射
8.4.1 纹理概述
8.4.2 常见纹理映射技术

8.5 整体光照模型和光线跟踪
8.5.1 整体光照模型
8.5.2 Whitted光照模型
8.5.3 光线跟踪算法

8.6 实时真实感图形学技术
8.6.1 层次细节显示和简化
8.6.2 基于图像的绘制技术

8.7 OpenGL光照
8.7.1 OpenGL颜色模型
8.7.2 光源
8.7.3 光照模型
8.7.4 材质和纹理
8.8 习题

附录
附录A 线性代数基础知识
A.1 矢量及其运算
A.2 矩阵及其运算

附录B 课程实验指导
B.1 实验总体方案
B.2 实验具体方案

附录C 模拟试题及参考答案
模拟试题A
模拟试题B
模拟试题A参考答案
模拟试题B参考答案
参考文献