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目录1

第一章　导论1

1.1　计算机图形学的含义1

1.1.1　ISO给出的定义1

1.1.2　图形信息1

1.1.3　交互式计算机图形显示2

1.2　计算机图形显示、图象处理和模式识别2

1.3　计算机图形学的简要内容3

1.4　计算机图形产生的方法和特点4

1.4.1　计算机图形产生的方法4

1.4.2　计算机产生图形的特点4

1.5　交互式计算机图形系统模型5

1.6　计算机图形学的应用6

1.7　计算机图形学的发展趋向7

1.8　基于微计算机的图形显示9

第二章　微计算机图形硬件技术11

2.1　交互式图形系统的硬件组成11

2.1.1　微计算机的硬件结构11

2.1.2　交互式计算机图形系统的硬件组成和功能12

2.2　阴极射线管13

2.2.1　黑白CRT13

2.2.2　彩色CRT14

2.3　随机扫描图形显示器15

2.3.1　随机扫描刷新型图形显示器16

2.3.2　随机扫描存储管型图形显示器18

2.4　光栅扫描图形显示技术19

2.4.1　光栅扫描图形显示器的硬件组成及其特点19

2.4.2　光栅扫描图形显示器的工作原理21

2.5.1　键盘23

2.4.3　光栅字符显示23

2.5　其它图形设备23

2.5.2　鼠标器24

2.5.3　图形输入板24

2.5.4　光笔26

2.5.5　图形打印机28

2.5.6　绘图仪30

2.6　IBM PC图形显示硬件技术31

2.6.1　IBM PC的基本结构31

2.6.2　单色显示器适配器33

2.6.3　彩色／图形显示器及其适配器34

2.6.4　彩色／图形显示器适配器的结构35

2.6.5　彩色／图形显示器适配器的工作过程39

3.1.1　平面坐标系和点的描述42

3.1.2　直线、直线的相交42

3.1　点、直线与平面42

第三章　图形学理论基础42

3.1.3　三维坐标系44

3.2　直线的生成45

3.2.1　逐点比较法46

3.2.2　对称DDA法47

3.2.3　简单DDA法48

3.3　圆与圆弧的生成48

3.3.1　简单DDA法画圆48

3.3.2　角度DDA法画圆50

3.3.3　非参数方程画圆的应用51

3.4　曲线的生成53

3.4.1　两种类型曲线的生成方法53

3.4.2　曲线的内插54

3.4.3　内插算法56

3.4.4　Bezier曲线58

3.4.5　B样条（B-Spline）曲线60

3.5　二维图形几何变换62

3.5.1　二维图形几何变换的基本原理62

3.5.2　几何变换的矩阵表示形式64

3.5.3　齐次坐标与齐次变换矩阵67

3.6　三维图形几何变换70

3.6.1　三维变换矩阵的一般形式70

3.6.2　三维图形的几种变换71

3.7　视见变换77

3.7.1　窗口、剪取、祝区的含义77

3.7.2　视见变换过程78

3.7.3　视见变换表达式79

3.8.2　直线的剪取81

3.8　图形的剪取81

3.8.1　点的剪取81

3.8.3　多边形的剪取82

第四章　计算机图形软件技术基础84

4.1 计算机图形系统的数据流程84

4.2　计算机图形学中的模型85

4.2.1　应用模型86

4.2.2　模型化的简单实例86

4.2.3　几何模型化87

4.2.4　形状的内部模型87

4.3　图形对象的描述89

4.3.1　基本图形元素的描述89

4.3.2　几何信息和拓扑信息90

4.4.2　结构规则91

4.4.1　图形结构化91

4.3.3　辅助信息91

4.4　图形结构91

4.4.3　图形的层次结构92

4.4.4　多层过程结构93

4.5　图形的数据结构94

4.5.1　图形数据结构的重要性94

4.5.2　静态结构94

4.5.3　动态结构96

4.5.4　不同层次图形的数据结构97

4.5.5　图形数据结构在图形系统中的表示98

4.6 图形数据库100

4.6.1 图形数据库的形成100

4.6.3　图形数据库的结构101

4.6.2　图形数据库的特点101

4.7　显示文件103

4.7.1　显示器的功能模型103

4.7.2　显示文件的基本构成104

4.7.3　显示文件的组织管理105

4.7.4　分段式显示文件106

4.7.5　光栅扫描显示中的几种图形操作108

第五章　图形软件标准化和国际图形标准GKS110

5.1　图形软件标准化110

5.1.1　图形软件可移植性问题110

5.1.2　制订图形软件标准的目的和过程110

5.2 CORE作图系统111

5.3 GKS的范围及其在图形应用系统中的地位112

5.4.2 GKS的输入114

5.4 GKS的特点114

5.4.1 GKS的输出114

5.4.3 GKS的工作站115

5.4.4 坐标系和坐标变换115

5.4.5 GKS不同的实现级别116

5.4.6 GKS的属性定义方式117

5.4.7 GKS的状态、状态表及描述表117

5.4.8 GKS元文件118

5.5 GKS的功能类别118

5.6 图形软件标准化的新进展——三维GKS118

5.6.1 GKS-3D功能的扩充119

5.6.2 GKS-3D的几个新属性120

5.7.1 GKS-68000121

5.7 GKS国内应用121

5.6.4 GKS-3D的分级121

5.6.3 GKS-3D的坐标系121

5.7.2 基于IBM PC的GKS子系统122

5.7.3 一个在微计算机上实现的L1b级GKS图形软件包123

5.7.4 GKS汉化124

第六章　微计算机图形程序设计126

6.1　微计算机图形显示原语126

6.1.1　图形显示原语126

6.1.2　IBM PC的图形显示原语126

6.2 IBM PC汇编语言图形程序设计126

6.2.1 IBM PC ROM-BIOS提供的图形显示原语127

6.2.2 基于ROM-BIOS的图形程序设计128

6.2.3 彩色图形显示器适配器的设置131

6.2.4　基于视频存储器的图形程序设计133

6.3　高级语言的图形功能扩充137

6.4　BASIC语言图形程序设计138

6.4.1 IBM PC BASIC语言图形程序设计138

6.4.2 True BASIC语言图形程序设计151

6.5 uCSD Pascal语言图形程序设计162

6.5.1 uCSD P系统162

6.5.2 uCSD Pascal语言162

6.5.3 uCSD P系统程序库提供的图形显示原语163

6.5.4 uCSD Pascal图形程序设计166

6.6 FORTRAN语言图形程序设计171

6.6.1 FORTRAN语言和图形显示171

6.6.2 IBM PC的FORTRAN语言图形程序设计172

7.1.2 图形系统软件的组织175

7.1.1 图形软件系统175

7.1 交互式微计算机图形系统软件175

第七章 交互式微计算机图形系统设计175

7.2　交互式图形显示系统的设计原则176

7.3　图形功能程序组设计178

7.3.1 图形程序组的功能分类178

7.3.2　不同功能子程序组在图形系统信息流程中的作用179

7.4　用户接口设计179

7.4.1　用户接口的重要性和特点179

7.4.2　作业分析和用户模型180

7.4.3　命令语言181

7.4.4　反馈信息182

7.4.5　显示屏面的有效利用183

7.5　多窗口交互式环境及其设计184

7.5.1　窗口和窗口操作184

7.5.2　窗口的建立185

7.5.3　关闭窗口和拖动窗口186

7.6 交互式微计算机PASCAL图形显示系统设计187

7.6.1 系统工作环境187

7.5.4　Turbo Prolog的窗口功能187

7.6.2 系统的构成188

7.6.3 PASCAL交互式图形编辑系统IGES的设计188

7.6.4 PASCAL图形显示程序库GDSL193

第八章　微计算机图形应用软件196

8.1　微计算机应用软件的发展方向196

8.1.1 面向最终用户的应用生成程序196

8.1.2　多功能多用途的组合软件和第四代语言197

8.1.3　微计算机的应用软件和图形显示197

8.2　电子制表软件Super-Calc3的图形功能198

8.3.1 dGRAPH的功能及其应用环境199

8.3　统计图形软件dGRAPH199

8.3.2 dGRAPH的结构201

8.3.3 dGRAPH的使用204

8.4 组合软件Lotus 1-2-3的图形绘制系统206

8.4.1 Lotus 1-2-3的组成和特点206

8.4.2 Lotus 1-2-3的图形功能207

8.4.3 统计图形命令GRAPH207

8.5 Auto CAD通用绘图软件包209

8.5.1 Auto CAD概况209

8.5.2 Auto CAD的功能210

8.5.3 Auto CAD高级扩展功能212

8.5.4 Auto CAD命令简介213

8.5.5 House——建筑结构通用绘图软件包215

9.1　设计概述217

第九章　计算机辅助设计（CAD）概要217

9.2　有关计算机辅助设计的几个问题218

9.2.1 CAD系统中人与计算机的结合218

9.2.2 CAD的设计过程219

9.2.3 CAD与CAM一体化系统220

9.2.4 CAD中的数据类型221

9.3 计算机辅助设计系统221

9.3.1 CAD系统的硬件组成和结构221

9.3.2 CAD系统的软件层次222

9.4　以微计算机为基础的个人CAD系统223

9.4.1　个人CAD系统出现的背景223

9.4.2　个人CAD系统的功能和分类223

9.4.3　长城0520系列机CAD终端工作站224

9.5.1　“领域”系统概貌225

9.5　阿波罗“领域”系统（APOLLO-DOMAIN系统）225

9.5.2　“领域”系统的图形资源226

9.5.3　“领域”系统的硬件环境227

9.5.4　“领域”系统的软件环境227

9.5.5　“领域”系统的工作站和服务处理机230

9.6　微计算机辅助服装设计232

9.6.1　服装行业的CAD/CAM232

9.6.2　服装设计和制作的过程232

9.6.3　HF-1服装CAD系统235

9.7　CAD技术的发展238

9.7.1　CAD系统的更新换代238

9.7.2　CAD的发展趋向239

附录1 GKS全功能一览表241

附录2 CORE作图系统中常用的子程序245

参考文献249