《C语言成像与光线追踪程序设计》

前言1

绪论3

0.1本书的组织3

0.2第一部分4

0.3第二部分5

0.4第三部分6

0.5第四部分6

0.6第五部分6

0.7第六部分6

0.8第七部分6

0.9软件和硬件要求7

0.10总结7

第一部分标准和通用模块9

第一章标准和C语言11

1.1为什么选用C语言11

1.2编程语言的概念11

1.3变量和数据类型12

1.4运算符13

1.5程序控制15

1.6函数16

1.7宏17

1.8指针和数组17

1.9内存18

1.10结构18

1.11typedef19

1.12输入输出（I/O）19

1.13文件I/O20

1.14编程风格21

1.15参考读物21

1.16光线追踪21

第二章数学模块23

2.1头文件23

2.2编译这些模块26

2.3BkMath.C程序26

2.4基本数学函数38

2.5向量和矩阵函数42

2.6仿射变换函数49

2.7伪随机数的生成53

第三章图形界面模块55

3.1BkGlobs.H头文件55

3.2BkGraph.H头文件56

3.3BkGraph.C程序57

3.4三维画图函数71

3.5像素函数74

3.6设置坐标轴和调色板的函数75

3.7使用模块76

第四章使用模块77

4.1Crystal.C文件77

4.2Plants.C文件77

4.3Stars-3D.C程序83

4.4三维圆周运动模拟示例程序86

4.5真实物体94

第二部分光线追踪95

第五章 光线追踪程序数学模块97

第六章光线追踪理论121

6.1即时光线追踪123

6.2光线的反射126

6.3折射129

6.4问题，问题，问题！131

6.5答案，答案，答案！132

6.6细节133

第七章光线追踪程序135

7.1投影图形135

7.2图像质量和变形137

7.3防变形方法137

7.4均匀采样138

7.5统计密集采样139

7.6结果139

7.7简单的照像机模型139

7.8trace函数140

7.9背景141

第八章光线-物体相交测试165

8.1物体的定义165

8.2曲面法线计算167

8.3与平面物体相交168

8.4三角形小块174

8.5构造复杂物体181

8.6构造实体几何185

8.7层次树188

8.8搜索物体192

8.9其它算法199

第九章看见光亮201

9.1阴影模型201

9.2纹理，纹理，纹理！204

9.3映射图像205

9.4实体纹理构造206

9.5噪声及扰动215

9.6实体纹理样式220

9.7球形纹理221

9.8制造波纹222

9.9凹凸纹理223

9.10大气225

9.11阴影226

9.12关于代码226

第十章光线追踪程序代码227

10.1分离和解释程序228

10.2基本体文件230

10.3扫描屏幕231

10.4追踪231

10.5相交232

10.6包围平面232

10.7阴影处理233

10.8通向BOB的途径234

10.9内存问题234

10.10构成画面234

第十一章如何使用光线追踪程序235

11.1运行Bob235

11.2Bob命令237

11.3统计数字237

11.4输入文件（.B）格式239

11.5输入文件布局240

11.6预处理程序240

11.7EDL分析程序242

11.8光源246

11.9表面248

11.10基本体253

11.11变换256

11.12图像纹理257

11.13剪切257

11.14有关说明259

第三部分为光线追踪程序生成物体数据库261

第十二章过程物体数据库263

12.1生长的树264

12.2环形与环面267

12.3一个令人困惑的物体270

12.4光照和雪花球273

12.5一块吸收性极好的海绵275

12.6一个六角形377

12.7更为复杂的数据库278

第十三章Z缓冲区数据279

13.1Z缓冲区数据的线框轮廓279

13.2光线追踪的Z缓冲区数据库280

13.3生成Z缓冲区数据库的程序285

13.4生成Z缓冲区数据库的分形程序291

13.5三维Mandelbrot集294

13.6三维Julia集294

13.7使用四元数的分形298

13.8四元数数学299

13.9生成四元数分形数据库309

13.10地形Z缓冲区309

13.11Smooth.EXE313

13.12移动山脉314

第四部分物体数据库的CAD产品315

第十四章三维数据库建横器317

14.1数据库建模程序的功能317

14.2层次结构的重要性31814.3Bob 的数据库层次；基本体、物体、画面319

14.4Ed:Bob的简单数据库建模器320

14.5系统模式32114.6Ed源代码总览324

14.6Ed输出文件的局限326

第五部分计算机图形中的图像处理技术327

第十五章图像处理329

15.1IMG2GIF.C329

15.2有趣有益的抖动法331

15.3建立.GIF文件332

15.4IMG2GIF.C的技术说明333

15.5文件格式334

15.6改善图像质量335

15.7图像显示344

第六部分图形硬件345

第十六章图形硬件驱动程序347

16.124位颜色348

16.2Bob结束语360

第七部分本书之外的内容361

第十七章超越Bob363

17.1制作图形363

17.2动画364

17.3实时光线追踪365

17.4高级光照模型365

17.5辐射365

17.6真实三维图像366

17.7何去何从366