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第一章概论1

1.1计算机图形学的发展及其应用1

一、什么是计算机图形学1

二、计算机图形学的发展概况1

三、计算机图形学的研究内容3

四、计算机图形学的应用3

1.2常用图形输入设备4

一、键盘4

二、数字化仪5

三、鼠标器5

四、绘图机6

五、输入设备的逻辑分类6

1.3图形显示设备7

一、阴极射线管（CRT）工作原理7

二、随机扫描图形显示器8

三、直视存储管式显示器8

四、光栅扫描式图形显示器9

1.4绘图机12

一、常用绘图机12

二、绘图机的主要性能指标14

第二章计算机图形系统和图形软件15

2.1计算机图形系统配置和软件标准15

一、图形系统的硬件配置15

二、图形系统的软件配置16

三、图形系统的级别16

四、图形系统的基本功能17

五、图形系统标准化和接口技术18

2.2图形核心系统GKS简介19

一、GKS的基本概念19

二、GKS的图形输出原语20

三、图段21

四、GKS图形输入设备23

五、GKS的级别24

六、GKS的操作状态25

2.3三维图形核心系统GKS-3D25

一、GKS-3D新增的六个输出原语26

二、GKS-3D中的坐标变换26

三、GKS-3D图形的输入和输出26

2.4计算机图形设备接口标准27

一、图形设备的接口标准27

二、标准虚拟图形设备的功能27

第三章C语言的图形函数29

3.1概述29

一、C语言中图形库29

二、屏幕坐标系30

三、图形函数索引31

3.2 图形系统控制函数35

3.3 绘图函数45

3.4 填充函数59

3 5 屏幕和视区操作函数67

3.6 像素和映象操作函数71

3.7 图形模式下的文本输出函数74

3.8 颜色控制函数84

3.9 图形模式下的错误处理函数92

3.10 状态查询函数94

第四章HP-GL/2图形语言95

4.1HP-GL/2简介95

一、HP-GL/2 内核95

二、技术图形扩充98

三、HP-GL/2语法98

四、HP-GL/2坐标系99

五、程序设计语言如何使用HP-GL/2命令100

4.2设置和状态组106

一、建立约定条件106

二、图形的定标108

三、窗口和软剪裁界限118

四、页面控制120

五、坐标系的旋转121

4.3向量组123

一、画笔状态123

二、绝对绘图和相对绘图124

三、画圆及弧126

四、多线编码133

4.4多边形组137

一、画矩形137

二、画楔形140

三、画多边形144

4.5直线和填充属性组148

一、直线属性和线型148

二、符号方式155

三、填充156

四、透明度方式160

4.6字符组162

一、使用标记输出文本163

二、标记的定位、方向和路径165

三、字符单元处理172

四、选择字模177

五、透明数据185

4.7几个常用的HP-GL/2扩充命令185

一、定义一幅图185

二、获取绘图仪的输出187

三、画笔速度选择189

第五章图形变换和剪裁191

5.1二维图形的几何变换191

一、基本知识191

二、基本变换和变换矩阵192

5.2齐次坐标技术202

一、齐次坐标基本概念202

二、二维空间基本变换的齐次坐标表示203

5.3二维图形的观察变换和剪裁204

一、二维图形的观察变换204

二、二维图形剪裁205

5.4三维图形的基本几何变换217

一、三维图形几何变换矩阵的一般形式217

二、三维图形的比例和平移变换217

三、三维图形的旋转变换221

5.5三维物体的平行投影223

一、投影分类223

二、正平行投影224

三、斜平行投影231

5.6透视投影233

一、一点透视投影234

二、二点透视投影237

三、三点透视投影238

5.7三维投影的规范化变换244

一、常用术语245

二、平行投影的规范化变换246

三、透视投影的规范化变换249

5.8三维规范化观察空间的剪裁251

一、平行投影规范化观察空间的裁剪251

二、透视投影规范化观察空间的裁剪253

三、化观察空间剪裁为投影空间的剪裁254

第六章三维图形的绘制和消隐技术255

6.1平面立体图形的消隐问题255

一、消除隐藏线和隐藏面的意义255

二、消隐算法中的基本测试256

三、基本的求交运算257

四、包含性测试258

五、深度测试260

六、可见性测试260

6.2三维图形绘制的消隐算法264

一、深度缓存算法264

二、画家算法（优先度算法）267

三、扫描线算法270

6.3 明暗处理270

6.4曲面作图和消隐技术273

一、自由曲面273

二、地平线缓存算法277

6.5曲面的等值线作图286

一、曲面的等值线286

二、数据的网格化287

三、等值线的绘制289

第七章绘图实践中的应用技术294

7.1光栅图形的激光拷贝294

一、PCL坐标系统294

二、光栅图像294

三、几个重要的光栅图形命令295

四、光栅图形命令序列297

五、屏幕图形激光拷贝的应用实例297

7.2图像数据压缩302

一、图像数据简化技术302

二、运行长度编码302

三、图像文件的TIFF格式303

四、δ行压缩303

7.3用激光打印机和GL命令绘图305

一、和HP-GL/2相关的PCL命令306

二、PCL下典型的绘图命令序列308

三、应用实例308

7.4用绘图仪数字化图形310

一、数字化过程311

二、绘图仪数字化时使用的相关命令313

7.5Dxy绘图命令314

一、简况314

二、控制板316

三、Dxy命令简表316

四、应用实例317

7.6DMP-60系列绘图机和PL绘图语言320

一、DMP-60系列绘图机320

二、控制板及其操作321

三、DM/PL和HP-GL绘图语言选择和参数设定326

四、HPGL语言330

五、DM/PL语言330

六、DM/PL语言绘图实例336

7.7用点阵打印机输出图像图形339

一、打印机类型339

二、点阵打印机图像打印原理339

三、点阵打印机的图像打印控制码340

四、应用实例343

第八章曲线和曲面349

8.1三次样条插值曲线349

一、三次样条插值函数的定义349

二、三次样条插值函数的连续性方程350

三、端点约束条件352

四、三次样条函数在子区间上的矩阵表示355

五、三次基样条359

8.2Bezier曲线360

一、Bernstein基函数360

二、Bezier曲线的定义361

三、Bezier曲线的性质367

四、Bezier曲线的几何作图法368

五、分段Bezier曲线370

8.3B样条曲线374

一、B样条曲线的数学表示374

二、二次和三次B样条曲线376

三、B样条曲线的几何性质383

四、三次B样条的几个有用典型383

五、三次B样条曲线造形385

六、三次B样条曲线的端点条件389

七、三次B样条的反问题390

8.4双三次样条函数和样条曲面391

一、双三次样条函数的定义391

二、双三次基样条和样条插值问题392

三、双三次样条函数在单个子矩形区域上的表示393

四、双三次样条插值函数的计算过程394

8.5Coons曲面395

一、混合函数395

二、Coons曲面的表示396

8.6Bezier曲面397

一、Bezier曲面的定义397

二、Bezier曲面的实例397

三、双三次Bezier曲面和Coons曲面的比较403

8.7B样条曲面404

一、B样条曲面的定义404

二、B样条曲面实例405

附录ⅠASCII字符和编码411

附录ⅡQuick BASIC图形语句412

附录ⅢDxy绘图命令418

附录ⅣDM/PL绘图语言425

参考资料443