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目 录1

第一部 基础1

第一章 概念1

1.1 三维图形的差异1

1.2 三维图形的用途3

1.3 三维图形初步4

1.4 三维图形的一种定义4

1.5 机会之窗4

第二章 硬件5

2.1 图形适配器5

2.3 图形适配器的工作方式8

2.2 图形方式8

2.4 显示内存映象10

2.5 图形程序的可移植性15

2.6 图形适配器标准16

2.7 监视器18

第三章 软件21

3.1 C的优势之一：用途广泛21

3.2 C的优势之二：功能强21

3.3 C的优势之三：速度快22

3.4 用C编译器编程要览22

3.5 集成的C编程环境23

3.6 集成的C编译器的工作方式24

3.8 典型的Quick C编程环境25

3.7 程序设计过程25

3.9 典型的Turbo C编程环境26

3.10 内存管理27

第四章 程序控制29

4.1 C的程序结构29

4.2 C的程序控制30

4.3 C的操作符30

4.4 C的循环控制31

4.5 C的分支指令32

4.6 使用C的变量33

4.7 使用C的数组34

4.8 C程序的可移植性35

4.9 语法的可移植性36

4.10 同C编译器的通信37

第五章 图形控制39

5.1 初级图形函数39

5.2 高级图形函数44

5.3 与图形有关的语法48

第六章 使用Quick C49

6.1 系统内存映象49

6.2 DOS环境51

6.3 QLB函数库 .52

6.4 实例研究：运行一典型的C程序53

6.5 程序的分析57

6.6 常见错误信息58

6.7 建立EXE文件59

第七章 使用Turbo C60

7.1 系统内存映象60

7.2 DOS环境62

7.3 实例研究：运行一典型的C程序62

7.4 程序的分析66

7.5 常见错误信息67

7.6 产生EXE文件68

第二部 模型化69

第八章 三维图象的概念69

8.1 世界生标69

8.3 模型组件70

8.2 产生三维模型70

8.4 B_rep模型化73

8.5 视图化73

8.6 子实体73

8.7 CSG模型化73

8.8 显示选项74

第九章 三维模型的操作77

9.1 三维算法77

9.2 旋转公式77

9.3 平移公式78

9.4 投影公式79

9.6 弧度与度80

9.5 棱角变形80

9.7 旋转—平移序列83

9.8 关于缩放84

9.9 关于构筑的操作84

第十章 立方体87

10.1透明的线框立方体87

10.2 全程变量和局部变量88

10.3 主函数88

10.4 初始化变量90

10.5 消去隐藏面91

10.6 光线预排序方法91

10.7 光线排序方法91

10.10实心立方体：平面方程式方法92

10.8 平面方程式方法92

10.9 目标空间和图象空间92

10.11平面方程式公式93

10.12优化的数据库93

10.13使用一种必要的擦子94

10.14一种通用算法94

10.15编译器注意事项95

第十一章球体和圆柱体121

11.1 实心球121

11.2 区域填充种子点123

11.3 显示监视器的精度126

11.4 实心圆柱体126

12.1 三次参数曲线160

第十二章三维空间中的曲线160

12.2 三维自由曲线161

第十三章表面映射175

13.1 表面映射175

13.2 映射立方体176

13.3 映射圆柱体177

第十四章 多模型显示213

14.1 隐藏面消除的种类213

14.2 隐藏面消除的十种方法213

14.3 辐射角预排序方法215

14.6 隔离平面方法216

14.7 深度排序方法216

14.5 平面方程式方法216

14.4 辐射角排序方法216

14.8 光线跟踪方法217

14.9 分解方法217

14.10 Z缓冲器方法218

14.11最小最大法219

14.12扫描线方法219

14.13关于程序设计的一些问题219

14.14适合C的方法220

第三部 绘制221

第十五章光照与明暗处理221

15.1 明暗处理算法221

15.2 入射角222

15.3 光照与反射223

15.4 表面类型224

15.5 光线跟踪225

15.6 个人计算机上的光照与明暗处理226

第十六章PC上的明暗处理模式228

16.1 半色调230

16.2 半色调能力演示230

16.3 位铺盖：两种策略232

16.4 线抖动（line dithering）233

第十七章计算机控制下的明暗处理246

17.1 一般算法246

17.2 一个特定算法247

17.3 演示：计算机明暗处理的立方体248

17.4 子程序illumination（）248

17.5 子程序shade（）250

17.6 子程序dither（）252

17.7 用立方体做试验252

17.8 演示：球的计算机明暗处理252

17.9 演示：圆柱的计算机明暗处理253

第十八章反射与阴影316

18.1 镜面反射317

18.2 阴影317

18.3 演示程序：镜面反射318

第十九章动画的概念340

19.1 BITBLT动画340

第四部 动画340

19.22 线框动画341

19.3 实时动画342

19.4 优点和缺点342

19.5 其它动画技术342

第二十章帧动画344

20.1 具有硬件速度的软件344

20.2 选择图形方式344

20.3 演示：三维实体模型的帧动画344

20.7 用程序做试验346

20.6 造型过程346

20.5 动画管理程序346

20.4 main（）例程346

20.8 帧动画的潜力347

第二十一章实时动画362

21.1 实时动画的机理362

21.2 提高性能的四种方法362

21.3 演示：实时动画363

21.4 实时动画的潜力363

第五部 应用369

第二十二章实例研究：包装设计369

22.1 准备包装盒369

22.2 为设计做准备369

22.6 硬件考虑372

22.5 改进372

22.3 演示：包装设计372

22.4 程序工作原理372

第二十三章 实例研究：飞行模拟395

23.1 飞行模拟的三维计算公式395

23.2 空战模拟的三维计算公式396

23.3 使用飞行模拟原型396

23.4 程序工作原理397

23.5 对程序模块的逐个分析398

23.6 利用源代码做实验401

第二十四章 实例研究：容器设计425

24.1 程序工作原理425

24.2 今后的路426

A.1 移动光源452

附录A 用C绘图的数学基础452

A.2 三角学定理453

A.3 几何学定理454

A.4 弧度表示455

A.5 消除隐藏面455

A.6 向量乘法455

A.7 计算机控制下的明暗处理457

A.8 旋转公式457

A.9 三次参数曲线459

附录B 用C绘制图形的磁盘程序460

B.1 保存VGA和EGA的屏幕图象460

B.2 保存CGA的屏幕图像460

附录C 变量字典472