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目录1

前言1

序言1

第一章　什么是交互式图形学1

1.1 引言1

1.2 图象处理即图形分析3

1.3 交互式图形学的优点3

1.4 计算机图形学的一些代表性应用5

1.5 应用的分类8

1.6 未来的交互式图形学——交互通讯的通用方式10

1.7 计算机图形学简史13

1.8 交互式图形学中程序员模型的概貌17

练习19

第二章　基本的交互式图形程序设计21

2.1 模型、图形的描述及交互作用21

2.2 简单的图形程序包介绍25

2.3 图形绘制26

2.4 开窗及裁剪28

2.5　分段31

2.6 一幅简单的图32

2.7 视图区33

2.8 字符串35

2.10　交互式图形程序——符号的布置图37

2.9 SGP的作图功能小结37

2.11　从数据结构中生成一个图形38

2.12　交互式程序设计41

2.13　使用按钮做功能调用的主程序45

2.14　使用菜单做功能调用46

2.15　定义一个名称51

2.16　在数据结构中增加符号53

2.17　删除符号61

2.18　用扫视和缩放来改变视图61

2.20　另一种实现方案70

2.19　给光栅显示增加实心面积70

2.21　小结71

练习72

第三章　图形系统的硬件75

3.1 只用于输出的技术76

3.2 置示技术81

3.3 随机扫描显示处理单元88

3.4 交互操作的输入设备99

3.5 光栅扫描显示处理单元101

练习105

4.1 SGP的概况107

第四章　一个简单图形程序包（SGP）的实现107

4.2 观察运算111

4.3　DPU程序代码的产生120

4.4 CPU-DPU的同步操作128

4.5　交互处理130

4.6 用于其它设备的分段式DPU程序131

4.7 错误处理132

4.8 与设备无关的图形学133

4.9 小结135

练习136

7.7 改变坐标系实现变换139

5.1 设备和技术的逻辑分类139

第五章　交互作用的设备和技术139

5.2 用于交互作用的物理设备140

5.3 模拟逻辑设备的技术148

5.4 交互技术156

练习160

第六章　用户与计算机作图形交互对话的设计161

6.1 语言模拟162

6.2 语言模式163

6.3 设计原则165

6.4 设计过程177

练习179

第七章　几何变换181

7.1 二维变换181

7.2 二维变换的齐次坐标及矩阵表示183

7.3 二维变换的组合185

7.4 有关效率的一些考虑187

7.5 三维变换的矩阵表示188

7.6 三维变换的组合190

练习196

第八章　三维空间的观察过程198

8.1 投影198

8.2 平面几何投影的数学基础203

8.3 确定一个任意的三维视图206

8.4 平面几何投影的计算208

8.5 以一个规范化观察空间为边界进行裁剪217

8.6 图象变换218

8.7 简单图形程序包中（SGP）的三维观察过程222

8.8 小结232

练习232

第九章　模型及物体层次235

9.1 什么是模型？235

9.2 几何模型和物体层次238

9.3 物体布置及图例变换240

9.4 用当前的变换矩阵对物体作变换242

9.5 推广到二级层次及n级层次247

9.6 如何进行层次的编码258

9.7 多级的相互关系271

9.8 属性的传递273

9.9 左乘及右乘274

9.10　将模型的遍历与观察运算组合起来275

9.11　本体坐标系中的裁剪277

9.12　外接边界（extents）281

9.13　物体窗口及图例矩形287

9.14　小结290

练习291

第十章　新型显示结构294

10.1　引言294

10.2　背景294

10.3　简单的刷新式显式器296

10.4　在图象空间中的向量变换和裁剪300

10.5　具有模型变换和观察运算的高性能显示器303

10.6　用于高性能结构的功能模型305

10.7　EVANS SUTHERLAND PS 300——又一轮循环314

10.8　光栅图形系统的扩展——Megatek 7200316

10.9　多处理器和主机-卫星机图形系统318

10.10　小结321

练习321

第十一章　光栅系统的算法和软件323

11.1　引言323

11.2　直线的扫描变换323

11.3　字符的扫描变换329

11.4　圆的扫描变换330

11.5　区域填充334

11.6　多边形裁剪337

11.7　多边形的扫描变换341

11.8　具有暂时优先数的非分段图形系统子程序包347

11.9　具有优先数的分段的图形处理子程序包352

练习356

第十二章　光栅显示器结构359

12.1　引言359

12.2　一个简单的光栅显示器系统359

12.3　光栅显示器的程序设计364

12.4　图象显示系统366

12.5　其它的光栅显示结构371

12.6　个人计算机的光栅显示结构376

练习377

13.1　引言379

第十三章　三维形体的表示379

13.2　多边形网格380

13.3　多边形网格表示法的一致性382

13.4　平面方程384

13.5　三次参数曲线386

13.6　三次参数曲面393

13.7　曲线和曲面片的变换398

13.8　双三次曲面上点的计算398

练习401

第十四章　对图象真实感的探讨403

14.1　引言403

14.2　显示深度关系的技术404

14.3　立体摄象407

14.4　视觉真实感的探讨410

第十五章　消除隐藏边和隐藏面的算法412

15.1　引言412

15.2　简化深度比较：透视变换412

15.3　避免作深度比较：外接边界414

15.4　深度排序算法415

15.5　Z缓存算法417

15.6　扫描线算法418

15.7　面积细分算法421

15.8　算法的效率424

15.9　曲面的算法425

练习426

第十六章　明暗模型428

16.1　引言428

16.2　漫反射和环境光线428

16.3　镜面反射429

16.4　多边形网格的明暗处理432

16.5　阴影434

16.6　透明表面435

16.7　表面细节437

练习439

第十七章　亮度和彩色440

17.1　引言440

17.2　消色差的颜色：亮度440

17.3　有彩色的颜色446

17.4　光栅图形用的各种颜色模型451

17.5　复制彩色的硬拷贝459

17.6　颜色协调459

17.7　在交互式图形技术中应用颜色460

练习460

参考文献462