本书是计算机图形学领域的经典著作，系统全面地介绍了计算机图形学领域的关键概念、算法、技术和应用。本书先介绍了如何创建二维和三维图像，接下来介绍了更为广泛的话题，包括图像表示和操纵、图像和信号处理、图像的缩放、纹理和纹理映射、交互技术、曲线分割、曲面分割、形状的隐式表示、网格、光、材料和散射、颜色、光传输、概率和蒙特卡洛集成、动画、空间数据结构、现代图形学硬件等内容。

出版者的话 译者序 前言 作者简介 第17章 图像表示与操作1 17.1 引言1 17.2 什么是图像1 17.2.1 一幅图像存储的信息2 17.3 图像文件格式2 17.3.1 选择图像格式3 17.4 图像合成4 17.4.1 图像合成中像素的含义5 17.4.2 计算U over V5 17.4.3 简化合成6 17.4.4 其他合成运算6 17.4.5 物理单位和合成7 17.5 其他图像类型7 17.5.1 术语8 17.6 MIP图8 17.7 讨论和延伸阅读9 17.8 练习10 第18章 图像和信号处理11 18.1 引言11 18.1.1 概述11 18.1.2 重要的术语、假设和概念13 18.2 历史动因14 18.3 卷积17 18.4 卷积的性质19 18.5 卷积的计算20 18.6 重建21 18.7 函数类21 18.8 采样22 18.9 数学考虑23 18.9.1 基于频率的合成与分析25 18.10 傅里叶变换的定义28 18.11 在一个区间上的函数的傅里叶变换28 18.11.1 采样和区间上的带宽限制30 18.12 推广到更大的区间和整个R上31 18.13 傅里叶变换的例子32 18.13.1 基本例子32 18.13.2 盒函数的变换是sinc函数32 18.13.3 区间上的例子34 18.14 采样的近似34 18.15 涉及极限的例子35 18.15.1 窄盒函数和delta函数35 18.15.2 梳子函数及其变换35 18.16 傅里叶逆变换36 18.17 傅里叶变换的性质36 18.18 应用37 18.18.1 带宽限制37 18.18.2 在频谱中解释复制39 18.19 重建和带宽限制40 18.20 再谈走样43 18.21 讨论和延伸阅读44 18.22 练习47第19章 图像缩放48 19.1 引言48 19.2 图像放大49 19.3 图像缩小51 19.4 算法实用化52 19.5 有限支撑近似54 19.5.1 实用的带限函数56 19.6 其他图像操作和效率56 19.7 讨论和延伸阅读58 19.8 练习59 第20章 纹理与纹理映射60 20.1 引言60 20.2 各种纹理映射61 20.2.1 环境映射62 20.2.2 凹凸映射62 20.2.3 轮廓绘制63 20.3 根据参数化构建切向量64 20.4 纹理图的取值范围65 20.5 确定纹理坐标66 20.6 应用实例69 20.7 采样、走样、滤波以及重构69 20.8 纹理合成71 20.8.1 基于傅里叶变换的纹理合成71 20.8.2 Perlin噪声71 20.8.3 反应扩散纹理73 20.9 数据驱动的纹理合成74 20.10 讨论和延伸阅读76 20.11 练习77第21章 交互技术79 21.1 引言79 21.2 用户界面与计算机图形学79 21.2.1 一般规则82 21.2.2 交互事件处理84 21.3 二维操作的多触点交互85 21.3.1 问题定义86 21.3.2 构建程序86 21.3.3 交互器87 21.4 三维空间中基于鼠标的物体操作90 21.4.1 跟踪球界面90 21.4.2 弧球界面93 21.5 基于鼠标的相机操作：Unicam94 21.5.1 平移94 21.5.2 旋转95 21.5.3 附加操作96 21.5.4 评估96 21.6 选择*佳界面96 21.7 一些界面实例96 21.7.1 **人称射击游戏控制96 21.7.2 3ds Max变换小工具97 21.7.3 Photoshop的自由变换模式97 21.7.4 Chateau98 21.7.5 Teddy99 21.7.6 Grabcut与通过笔画的选择99 21.8 讨论和延伸阅读100 21.9 练习102 第22章 样条曲线和细分曲线104 22.1 引言104 22.2 基本多项式曲线104 22.3 两条曲线间的拟合曲线段：Hermite曲线104 22.3.1 Bézier曲线106 22.4 曲线拼接与CatmullRom样条107 22.4.1 CatmullRom样条的推广109 22.4.2 CatmullRom样条的应用110 22.5 三次B样条110 22.5.1 其他B样条111 22.6 细分曲线112 22.7 讨论和延伸阅读113 22.8 练习113 第23章 样条曲面和细分曲面114 23.1 引言114 23.2 Bézier曲面片114 23.3 CatmullClark细分曲面116 23.4 细分曲面造型119 23.5 讨论和延伸阅读120 第24章 形状的隐式表示121 24.1 引言121 24.2 隐式曲线121 24.3 隐式曲面124 24.4 表示隐函数125 24.4.1 插值方法125 24.4.2 样条曲线126 24.4.3 数学模型及采样隐式表示127 24.5 隐式函数的其他表示127 24.6 转换成多面体网格128 24.6.1 移动立方体131 24.7 多面体网格到隐式表示的转换132 24.8 纹理隐式模型132 24.8.1 模型变换和纹理132 24.9 光线跟踪隐式曲面133 24.10 动画中的隐式形状133 24.11 讨论和延伸阅读134 24.12 练习135 第25章 网格136 25.1 引言136 25.2 网格拓扑137 25.2.1 表面三角化和有边界表面138 25.2.2 计算和存储邻接关系139 25.2.3 更多网格术语141 25.2.4 网格嵌入和网格拓扑142 25.3 网格几何143 25.3.1 网格含义144 25.4 细节层次145 25.4.1 渐进式网格148 25.4.2 其他网格简化途径151 25.5 网格应用1：移动立方体算法、网格修复、网格优化151 25.5.1 移动立方体算法的变化形式151 25.5.2 网格修复153 25.5.3 差分或拉普拉斯坐标系154 25.5.4 拉普拉斯坐标的应用156 25.6 网格应用2：变形传递和三角形排序优化158 25.6.1 变形传递158 25.6.2 有利于提高硬件效率的三角形重排序161 25.7 讨论和延伸阅读163 25.8 练习164 第26章 光165 26.1 引言165 26.2 光的物理学原理165 26.3 微观角度166 26.4 光的波动性169 26.4.1 衍射170 26.4.2 偏振171 26.4.3 光在界面的偏折172 26.5 菲涅耳定律和偏振174 26.5.1 辐射度计算与非偏振形式的菲涅耳方程175 26.6 将光建模为连续流176 26.6.1 概率密度的简单介绍177 26.6.2 进一步对光进行建模178 26.6.3 角度和立体角178 26.6.4 计算立体角180 26.6.5 一个重要的变量置换182 26.7 对光的度量184 26.7.1 辐射术语185 26.7.2 辐射度185 26.7.3 两个辐射度计算的例子186 26.7.4 辐射照度187 26.7.5 辐射出射度189 26.7.6 辐射功率或辐射通量189 26.8 其他度量190 26.9 导数的方法190 26.10 反射率191 26.10.1 相关项193 26.10.2 镜子、玻璃、互易性和BRDF194 26.10.3 L的不同写法195 26.11 讨论和延伸阅读195 26.12 练习196 第27章 材质和散射198 27.1 引言198 27.2 物体级散射198 27.3 表面散射199 27.3.1 脉冲现象199 27.3.2 散射模型的种类199 27.3.3 散射的物理约束200 27.4 散射类型200 27.5 基于经验和现象的散射模型204 27.5.1 镜面“散射”204 27.5.2 朗伯反射204 27.5.3 Phong和BlinnPhong模型206 27.5.4 Lafortune模型208 27.5.5 采样209 27.6 基于测量的模型209 27.7 镜面反射和漫反射的物理模型210 27.8 基于物理的散射模型210 27.8.1 重谈菲涅耳方程组211 27.8.2 TorranceSparrow模型212 27.8.3 CookTorrance模型214 27.8.4 OrenNayar模型215 27.8.5 波动理论模型216 27.9 表达形式的选择216 27.10 评估标准217 27.11 沿表面的变化217 27.12 对用户的适用性218 27.13 更复杂的散射218 27.13.1 参与介质218 27.13.2 次表面散射220 27.14 材质模型的软件接口221 27.15 讨论和延伸阅读222 27.16 练习223 第28章 颜色225 28.1 引言225 28.1.1 颜色的含义225 28.2 光的光谱分布226 28.3 颜色感知现象和眼睛生理学227 28.4 颜色的感知229 28.4.1 亮度感知229 28.5 颜色描述233 28.6 关于颜色的传统认识235 28.6.1 原色235 28.6.2 紫色并不是真正的颜色236 28.6.3 物体具有颜色，在白光下即可看出236 28.6.4 蓝色和绿色合成青色237 28.6.5 颜色就是RGB237 28.7 颜色感知的长处和短处237 28.8 标准的颜色描述238 28.8.1 CIE颜色描述238 28.8.2 色度图的应用241 28.9 感知颜色空间242 28.9.1 其他242 28.10 阶段小结243 28.11 白色244 28.12 亮度编码、幂指数以及γ矫正244 28.13 描述颜色245 28.13.1 RGB颜色模型246 28.14 CMY和CMYK颜色模型248 28.15 YIQ颜色模型248 28.16 视频标准249 28.17 HSV和HLS250 28.17.1 颜色选择250 28.17.2 调色板250 28.18 颜色插值251 28.19 计算机图形学中对颜色的使用252 28.20 讨论和延伸阅读253 28.21 练习253 第29章 光线传播255 29.1 引言255 29.2 光线传播概述255 29.2.1 绘制方程（**种类型）257 29.3 略做前瞻258 29.4 一般散射的绘制方程260 29.4.1 度量方程261 29.5 再谈散射262 29.6 实例263 29.7 求解绘