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第1章 概述1

1.1 计算机图形学的概念与研究内容1

1.1.1 什么是计算机图形学1

1.1.2 图像处理、模式识别与计算机图形学3

1.1.3 计算机绘图与CAD/CAM技术的关系4

1.1.4 计算机图形学研究的内容5

1.2 计算机图形学发展概况6

1.2.1 计算机图形学的发展6

1.2.2 计算机图形软件的几种类型7

1.3 计算机图形学特点和应用8

1.3.1 计算机图形学的特点8

1.3.2 计算机图形学的应用领域8

1.4 计算机图形学当前研究的课题10

习题11

第2章 计算机图形系统12

2.1 计算机图形系统的组成12

2.1.1 图形系统的结构12

2.1.2 图形系统的基本功能及其硬件性能要求13

2.1.3 图形系统分类及硬件工作平台14

2.2 计算机图形显示器16

2.2.1 CRT显示器工作原理17

2.2.2 图形显示器的类型18

2.2.3 显示配置23

2.2.4 其他显示器26

2.3 计算机图形输入设备28

2.3.1 键盘29

2.3.2 鼠标29

2.3.3 光笔30

2.3.4 数字化仪和图形输入板30

2.3.5 操纵杆、跟踪球32

2.3.6 触摸屏33

2.3.7 图形扫描仪33

2.4 计算机图形输出设备33

2.4.1 绘图仪34

2.4.2 打印机37

2.5 图形核心系统（GKS）简介38

2.5.1 GKS的功能39

2.5.2 GKS的基本概念40

2.5.3 GKS图形输出原语41

2.5.4 图段43

2.5.5 GKS图形输入设备44

2.6 通用图形软件简介46

2.6.1 通用图形软件的分类46

2.6.2 通用图形软件简介47

习题48

第3章 C语言图形程序设计基础49

3.1 屏幕设置49

3.1.1 屏幕显示模式与坐标系49

3.1.2 图形驱动程序与图形模式50

3.1.3 图形系统初始化和模式控制52

3.1.4 图形坐标的设置55

3.1.5 屏幕窗口操作57

3.2 图形颜色设置59

3.2.1 颜色的设置60

3.2.2 调色板61

3.2.3 获取颜色信息63

3.3 线的特性设定和填充65

3.3.1 线的特性设定65

3.3.2 填充67

3.4 图形模式下文本处理68

3.4.1 文本输出函数68

3.4.2 输出文本的设置70

3.5 图形存取处理73

3.5.1 检测所需内存73

3.5.2 把图形存入内存74

3.5.3 从内存复制图形到屏幕74

3.6 常用画图函数简介75

3.6.1 直线类函数75

3.6.2 多边形类函数76

3.6.3 圆弧类函数76

3.6.4 填充类函数76

3.7 绘图程序实例77

习题85

第4章 二维图形生成和变换技术86

4.1 基本绘图元素87

4.1.1 点87

4.1.2 直线88

4.1.3 曲线88

4.1.4 区域填充89

4.2 直线段的生成89

4.2.1 逐点比较法90

4.2.2 数值微分法（DDA法）92

4.2.3 Bresenham法93

4.3 曲线的生成95

4.3.1 圆弧的生成95

4.3.2 规则曲线的生成101

4.3.3 自由曲线的生成105

4.4 区域填充121

4.4.1 多边形区域填充121

4.4.2 边填充124

4.4.3 种子填充124

4.5 二维图形变换126

4.5.1 二维图形几何变换的基本原理127

4.5.2 几何变换的矩阵表示形式131

4.5.3 二维图形齐次坐标矩阵变换135

4.5.4 组合变换139

4.5.5 二维图形变换程序设计143

4.6 二维图像裁剪149

4.6.1 窗口区和视图区150

4.6.2 直线段裁剪151

4.6.3 多边形裁剪156

4.6.4 其他类型图形裁剪159

4.6.5 二维图形裁剪程序设计159

习题162

第5章 三维图形生成和变换技术164

5.1 三维图形的概念164

5.2 自由曲面的生成165

5.2.1 空间曲面的参数表示165

5.2.2 Bezier（贝塞尔）曲面166

5.2.3 B样条曲面171

5.2.4 Coons（孔斯）曲面175

5.3 三维图形变换179

5.3.1 三维图形几何变换180

5.3.2 三维图形平行投影交换189

5.3.3 三维图形透视投影变换202

5.4 三维图形裁剪和消隐技术208

5.4.1 三维图形的裁剪208

5.4.2 三维图形消隐210

习题216

第6章 交互式绘图技术218

6.1 概述218

6.2 交互式绘图系统219

6.2.1 交互式绘图系统的组成219

6.2.2 交互式绘图系统的交互任务220

6.2.3 交互式绘图系统的设计原则221

6.3 交互式绘图的交互技术223

6.3.1 构图技术223

6.3.2 拾取技术225

6.3.3 菜单技术225

6.4 输入控制方式226

6.4.1 请示输入方式226

6.4.2 采样输入方式226

6.4.3 事件输入方式227

6.5 交互式绘图系统的构造方法227

6.5.1 界面布置227

6.5.2 交互式工作方式228

6.5.3 交互式用户接口的实现228

习题234

第7章 真实感图形生成技术236

7.l 概述236

7.2 简单光照模型237

7.2.1 环境反射光238

7.2.2 漫反射光238

7.2.3 镜面反射光239

7.2.4 Phong光照模型240

7.3 明暗处理方法240

7.3.1 哥罗德（Gouraud）强度插值法241

7.3.2 Phong（冯）法向插值方法242

7.4 阴影生成方法242

7.4.1 自身阴影生成方法243

7.4.2 投射阴影生成方法243

7.5 整体光照模型与光线跟踪算法244

7.5.1 透明性的简单模型245

7.5.2 整体光照模型245

7.5.3 光线跟踪算法246

7.6 纹理处理方法247

7.6.1 纹理映射247

7.6.2 扰动映射249

7.7 图形颜色和颜色模型250

7.7.1 颜色的性质250

7.7.2 CIE色度图252

7.7.3 颜色模型255

习题257

第8章 几何造型简介259

8.1 概述259

8.2 几何造型系统的三种模型260

8.2.1 线框模型260

8.2.2 表面模型261

8.2.3 实体模型263

8.3 实体模型的构造263

8.3.1 概述263

8.3.2 边界表示（B-rep）法265

8.3.3 构造实体几何（CSG）法267

8.3.4 扫描（Sweeping）法270

8.3.5 分解表示（D-rep）法271

习题274

第9章 计算机动画技术275

9.l 计算机动画技术概述275

9.1.1 计算机动画历史与现状275

9.1.2 传统动画和计算机动画276

9.1.3 计算机动画的应用278

9.1.4 计算机动画研究内容和应用前景278

9.2 计算机动画的分类和原理280

9.2.1 计算机动画的分类280

9.2.2 计算机动画原理283

9.3 计算机动画的生成方法284

9.3.1 画—擦—画方法285

9.3.2 异或运算法285

9.3.3 块动画法285

9.3.4 多页面切换动画方法286

9.3.5 图形变换动画方法286

9.3.6 逐帧动画法286

9.3.7 函数式动画技术287

习题295

附录A 标准显示模式及扩充VGA显示模式296

附录B Turbo C 2.0的图形函数298