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目录1

第一章 绪论1

1.1 电子计算机辅助建筑设计（CAAD）的发展概况1

1.2 计算机辅助建筑设计的任务3

1.2.1 设计信息的存贮与检索3

1.2.2 建筑设计的综合分析与方案比较4

1.2.3 计算机辅助绘图4

1.3 计算机辅助设计系统5

1.3.1 电子数字计算机的简单框图5

1.3.2 交互式计算机图形显示系统的组成6

1.3.3 输出设备8

1.3.4 软件的基本内容11

1.3.5 计算机辅助建筑设计的常用技法12

第二章 图形变换16

2.1 窗口、视图及其坐标变换16

2.1.1 用户域和窗口区16

2.1.2 屏幕域和视图区17

2.1.3 窗口区和视图区的坐标变换17

2.2 齐次坐标和齐次变换阵20

2.2.1 齐次坐标和齐次变换阵20

2.2.2 齐次坐标和齐次变换阵的优点22

2.3 二维图形变换23

2.3.1 比例变换24

2.3.2 错切变换24

2.3.3 平移变换25

2.3.5 级联变换26

2.3.4 旋转变换26

2.4 三维图形变换27

2.4.1 比例变换28

2.4.2 错切变换29

2.4.3 平移变换31

2.4.4 旋转变换31

2.4.5 对称变换阵34

2.4.6 三面正投影变换阵35

2.4.7 轴测投影变换阵35

2.4.8 透视变换阵36

2.4.9 变换阵的分区38

2.5 常见几何变换的基本性质38

3.1 三次样条曲线和三次参数样条曲线40

第三章 曲线和曲面的拟合40

3.1.1 三次样条曲线41

3.1.2 三次参数样条曲线44

3.2 贝齐尔（Bézier）曲线47

3.2.1 贝齐尔曲线的数学表达式及其性质47

3.2.2 三次贝齐尔样条曲线51

3.3 B样条曲线51

3.3.1 B样条曲线的数学表达式52

3.3.2 二次和三次B样条曲线53

3.3.3 三次B样条曲线的边界条件和反算拟合58

3.4 曲面拟合59

3.4.1 直纹曲面60

3.4.2 孔斯（Coons）曲面61

3.4.3 贝齐尔（Bézier）曲面65

3.4.4 B样条曲面70

3.4.5 旋转曲面71

3.4.6 拉伸曲面72

第四章 裁剪技术76

4.1 “窗口”和“视区”76

4.1.1“窗口”76

4.1.2 视区77

4.1.3 视见变换78

4.2 二维图形裁剪方法79

4.2.1 Sutherland-Cohen算法79

4.2.2 中点分割算法81

4.2.3 梁友栋—Barsky算法84

4.2.4 逐次多边形裁剪算法87

4.2.5 凹多边形裁剪算法90

4.3 三维图形裁剪方法92

4.3.1 Sutherland-Cohen算法的扩充93

4.3.2 梁友栋—Barsky算法95

4.3.3 齐次线裁剪算法97

4.3.4 多面体的裁剪算法99

第五章 图形数据结构及图形数据库103

5.1 图形数据结构103

5.1.1 数据结构的基础知识103

5.1.2 图形数据结构在物体描述中的应用115

5.2 图形数据库123

5.2.1 数据库系统的基础知识123

5.2.2 图形数据库129

6.1 消去隐线、隐面的两类方法135

第六章 消隐技术135

6.2 重叠测试136

6.3 包含测试137

6.4 深度测试137

6.5 优先度测试138

6.6 多边形面的表面法线方向的计算139

6.7 多面体背面消隐法141

6.8 隐藏线的消除142

6.8.1 任意平面立体隐藏线的消除142

6.8.2 曲面的消隐算法144

6.9 深度缓冲器算法146

6.10 扫描线相关算法148

6.10.1 多边形扫描转换的相关性148

6.10.3 间隔相关算法149

6.10.2 扫描线相关算法149

6.11 Warnock算法151

6.12 优先级算法154

6.12.1 优先级154

6.12.2 Newell，Newell，Sancha算法155

6.12.3 优先级的其它应用157

6.13 算法的选择159

第七章 真实感图形的绘制160

7.1 真实感图形的基本概念160

7.2 真实感图形的计算机生成160

7.2.1 光照模型160

7.2.2 画面绘制163

7.2.3 纹理映射164

7.2.4 影子生成165

7.2.5 场景造型166

7.3 真实感建筑图形的绘制167

7.3.1 投影变换167

7.3.2 消隐处理168

7.3.3 绘制方法169

7.3.4 构造方法171

7.3.5 数据结构172

7.3.6 系统结构及功能173

7.3.7 程序框图176

7.3.8 应用实例176

8.1 色彩、照明与建筑图形177

8.1.1 色彩和建筑物形式的关系177

第八章 建筑物的光照及彩色效果177

8.1.2 色彩与照明在现代建筑中的作用178

8.1.3 色彩、照明与构图有关的其他问题178

8.1.4 多色性的运用179

8.1.5 人工照明的作用180

8.2 日照及阴影180

8.3 方案的光照环境性能分析183

8.3.1 自然采光183

8.3.2 人工照明185

第九章 规划图186

9.1 规划设计和规划图186

9.2 地形图187

9.2.1 地形图及其派生图形188

9.2.2 等时线图194

9.2.3 设计等高线图195

9.3.1 规划图的特点197

9.3 规划图197

9.3.2 规划图的绘制204

9.4 鸟瞰图208

9.4.1 鸟瞰图的作用208

9.4.2 鸟瞰图的绘制209

9.5 景观图212

9.5.1 景观图的模拟212

9.5.2 城市建筑高度控制规划215

9.6 规划设计中的动态模拟218

10.1 建筑物基本体素造型与算法221

10.1.1 体素模型的几何表示221

第十章 建筑造型设计基础221

10.1.2 图形输入223

10.2 几何造型的常用方法230

10.2.1 离散法造型230

10.2.2 代数法造型232

10.2.3 自由曲面造型242

10.3 平面体素拼合的相贯计算251

10.3.1 立体的数据结构251

10.3.2 相交的判别方法254

10.3.3 图形的输出方法256

10.4 三维建筑造型中的多边形三角形剖分259

10.4.1 非自交多边形（NIP）259

10.4.2 一般多边形转化为NIP260

10.4.3 NIP的三角形剖分261

10.4.4 在三维建筑造型中的应用263

第十一章 现代建筑造型设计的原理与方法265

11.1 基础造型的意义265

11.2 空间构成的要素265

11.2.1 形态的分类265

11.2.2 点266

11.2.3 线267

11.2.4 面269

11.2.5 空间271

11.2.6 立体272

11.2.7 质感273

11.2.8 光与影273

11.3.2 色彩坐标系274

11.3.1 建筑与色彩274

11.3 空间构成与色彩274

11.3.3 色的知觉276

11.3.4 色的表情276

11.3.5 建筑物的色277

11.4 建筑空间构成的原理278

11.4.1 构成的形式278

11.4.2 调和279

11.4.3 均衡279

11.4.4 韵律282

第十二章 中国古建筑及古典园林三维造型284

12.1 前言284

12.2 中国古建园林设计造型概述285

12.2.1 设计方案的表现285

12.2.2 已毁废的古建筑及古典园林的三维复原模拟286

12.3.1 古建筑CAD三维造型软件系统的结构287

12.3.2 单体古建筑造型函数的结构287

12.3 古建筑的CAD三维造型方法287

12.3.3 曲面构件的生成293

12.4 三维显示方式294

12.4.1 三维表面模型的线框显示294

12.4.2 真实感图象显示294

12.5 本章结束语294

第十三章 建筑物的图案绘制301

13.1 建筑装饰图案301

13.1.1 建筑装饰图案的种类301

13.1.2 建筑装饰图案的特点302

13.1.3 图案构成的原则302

13.2.2 纪念性绘画304

13.2 雕塑与纪念性绘画304

13.2.1 雕塑304

13.3 现代图形的构成305

13.3.1 图形的形式305

13.3.2 图形的构成307

13.4 物体仿真中的纹理表示311

13.4.1 投影变换311

13.4.2 纹理表示原理313

13.4.3 立方多面体表面的纹理表示314

13.4.4 旋转体表面的纹理表示316

13.4.5 自由曲面表面的纹理表示318

13.5 建筑物的图案绘制模块设计322

参考文献328