本书主要介绍计算机图形学的基本原理、相关技术及其应用。对计算机图形学的基本概念和特点、计算机图形显示系统和输入/输出设备、常用图形函数和C语言图形程序设计、二维图形和三维图形的生成和变换技术、图形的填充、裁剪和消隐技术、几何造型和真实感图形生成技术、计算机动画生成技术和开发工具、虚拟现实技术和VRML语言等相关知识做了详细而系统的论述。此外,本书还给出了大量计算机图形学的应用程序实例和实验大纲。
本书可作为本、专科院校计算机及相关专业的“计算机图形学”课程教材,也可供从事计算机图形处理技术及其他有关的工程技术人员阅读使用。

第1章 概述
1.1 计算机图形学的概念与研究内容
1.1.1 什么是计算机图形学
1.1.2 图像处理、模式识别与计算机图形学
1.1.3 计算机绘图与CAD/CAM技术的关系
1.1.4 计算机图形学研究的内容及当前的热点课题
1.2 计算机图形学发展概况
1.3 计算机图形学特点和应用
1.3.1 计算机图形学的特点
1.3.2 计算机图形学的应用领域
1.4 计算机图形生成和输出的流水线
1.4.1 图形生成和输出的流水线概述
1.4.2 基本图形的点阵转换
1.4.3 区域填充
1.4.4 图形变换
1.4.5 图形裁剪
1.4.6 三维图形生成和输出的流水线(真实感图像的绘制)
习题
第2章 计算机图形系统
2.1 计算机图形系统的组成
2.1.1 图形系统的结构
2.1.2 图形系统的基本功能及其硬件性能要求
2.1.3 图形系统分类及硬件工作平台
2.2 计算机图形显示器
2.2.1 CRT显示器
2.2.2 液晶显示器
2.2.3 等离子显示器
2.2.4 其他类型的显示器
2.3 计算机图形输入/输出设备
2.3.1 计算机图形输入设备
2.3.2 计算机图形输出设备
2.4 图形核心系统简介
2.4.1 GKS的功能
2.4.2 GKS的基本概念
2.4.3 GKS图形输出原语
2.4.4 图段
2.4.5 GKS图形输入设备
2.4.6 GKS-3D简介
2.5 通用图形软件简介
2.5.1 通用图形软件的分类
2.5.2 典型图形软件及图形库一览
2.5.3 主流图形接口及软件简介
习题
第3章 C语言图形程序设计基础
3.1 屏幕设置
3.1.1 屏幕显示模式与坐标系
3.1.2 图形驱动程序与图形模式
3.1.3 图形系统初始化和模式控制
3.1.4 图形坐标的设置
3.1.5 屏幕窗口操作
3.2 图形颜色设置
3.2.1 颜色的设置
3.2.2 调色板
3.2.3 获取颜色信息
3.3 线的特性设定和填充
3.3.1 线的特性设定
3.3.2 填充
3.4 图形模式下文本处理
3.4.1 文本输出函数
3.4.2 输出文本的设置
3.5 图形存取处理
3.5.1 检测所需内存
3.5.2 把图形存入内存
3.5.3 从内存复制图形到屏幕
3.6 常用画图函数简介
3.6.1 直线类函数
3.6.2 多边形类函数
3.6.3 圆弧类函数
3.6.4 填充类函数
3.7 绘图程序实例
3.8 C++语言环境下绘图
3.8.1 Borland C++开发图形程序环境设置
3.8.2 在VC++ 6.0中使用Borland的图形程序包
习题
第4章 二维图形生成和变换技术
第5章 三维图形生成和变换技术
第6章 真实感图形生成技术
第7章 几何造型简介
第8章 计算机动画技术
第9章 计算机动画实践
第10章 虚拟现实技术及VRML语言
附录A 实验
附录B 标准显示模式及扩充VGA显示模式
参考文献

第1章 概述
1.1 计算机图形学的概念与研究内容
1.1.1 什么是计算机图形学
计算机图形学(computer Graphics,CG)是计算机应用领域中的一个重要研究方向,目前尚属一门新兴的学科。计算机绘图技术在科学研究、工程设计和生产实践中得到了广泛的应用。人们在不断解决所提出的各种新问题的同时,又进一步丰富了这门学科的内容,推动了这门学科的发展。计算机绘图显著提高了绘图的速度和**度,把工程技术人员从烦琐的手工制图中解放出来,同时由于计算机的快速图形显示可以实现对目标的实时跟踪和控制,因此,利用计算机绘图已成为必然的趋势。
可以对计算机图形学作如下定义:“计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形,并在专用显示设备(例如显示器)上显示的原理、方法和技术的学科”。从这个定义中可以看出,虽然计算机图形学和计算机图像处理(Image Processing)这两者*后得到的都是图形或者图像,但它们之间是存在区别的,前者是数据到图形的过程,而后者是图形到图形的过程。计算机图形学的过程涵盖了3个基本部分,即数据、计算机和显示设备。数据可以是由用户给出的原始输入,如用以描述图形的几何参数、数学方程等,或计算机产生的结果,也可以是来自图形工作站操作者的命令。而显示设备则用于将基本对象的视觉表示形式展示在可视屏幕上,将人们不能感觉到其形态的抽象数据按需要显示成能直接观察到的图形,通过计算机来实现信息的图形表达。我们输入给计算机的信息不是图形本身,而是描述图形的各种数据或者与图形有关的信息,经过计算机系统处理以后,输出结果就是我们所要求的图形,这一过程如图1.1所示。
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基本原理+技术及应用+C语言实现,算法描述清晰,图文并茂,易于理解,案例丰富,提供实验大纲,培养动手能力。
本书根据当前我国高等学校计算机专业或相关专业计算机图形学课程的设置特点、理论大纲和实践环节要求,以及计算机图形技术的发展趋势编写而成。
全书内容基于深入浅出的原则和理论与实践相结合的方法,采用了大量的程序实例和资料图片来全面讲解图形学的基础知识。本书参考了“CC2004教程”和“CCC2002计划”,旨在从基础性、实用性和科研性三个角度来阐述计算机图形学的概念和基本组成,图形生成的编程基础,二维、三维图形生成算法,真实感图形生成,几何造型,动画技术,虚拟现实技术和VRML语言等内容。此外,本书还附有实验指导。
本书结构完整,内容翔实,具有很强的实用性。本书可作为本科和专科院校计算机及相关专业的“计算机图形学”课程教材,也可供从事计算机图形处理技术及其他有关的工程技术人员阅读使用。