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第一章绪论1

1.1 概述1

1.2 计算机图学的发展概况2

1.3 计算机图学的应用领域4

1.4 计算机绘图在我国的发展6

第二章计算机图形处理系统10

2.1 计算机图形处理系统的组成10

2.2常用的图形输入输出设备13

2.2.1 自动绘图机13

2.2.2 图形显示设备28

2.2.3 常见的图形输入设备与装置33

2.3自动绘图系统软件41

2.3.1 绘图软件的组成与分类41

2.3.2 几种典型的绘图软件系统43

第三章图形输出设备的工作原理及基本图形的生成72

3.1 概述72

3.2 自动绘图机的工作原理74

3.3直线的生成76

3.3.1 逐点比较法生成直线76

3.3.2 正负法生成直线80

3.3.3 数值微分法生成直线84

3.4圆的生成85

3.4.1 逐点比较法生成圆弧85

3.4.2 正负法生成圆弧92

3.4.3 DDA法生成圆弧95

3.5字符的生成100

3.5.1 点阵法100

3.5.2 子图形法102

3.5.3 编码法102

第四章图形的矩阵变换106

4.1 概述106

4.2二维图形的矩阵变换和齐次坐标107

4.2.1 二维基本变换和齐次坐标107

4.2.2 二维基本变换的级联120

4.3三维图形的矩阵变换125

4.3.1 三维基本变换125

4.3.2 三维基本变换的级联139

4.3.3 三维正投影变换142

4.3.4 轴测投影变换146

4.3.5 透视投影变换160

第五章绘图程序设计177

5.1概述177

5.1.1 手工编程177

5.1.2 计算机辅助编程179

5.1.3 绘图软件设计中的若干问题180

5.2基本软件的程序设计181

5.2.1 子程序的设计181

5.2.2 圆弧子程序的设计185

5.3功能软件的程序设计197

5.3.1 画正多边形子程序POLY197

5.3.2 画椭圆与椭圆弧子程序200

5.3.3 几何交切子程序205

5.4应用软件的程序设计212

5.4.1 机械工程图的特点及绘制方法213

5.4.2 轴类零件图应用程序的设计214

5.4.3 画剖面线子程序的设计223

第六章数据结构234

6.1 概述234

6.2线性列表结构235

6.2.1 线性表235

6.2.2 数组238

6.2.3 栈、队结构239

6.3链表结构240

6.3.1 单向链表241

6.3.2 循环链表245

6.3.3 双重链表246

6.4链表的应用举例——多边形充填算法247

6.4.1 问题的提出247

6.4.2 多边形充填算法248

6.5树形结构252

6.5.1 基本概念252

6.5.2 二叉树253

6.5.3 二叉树的应用——二叉排序树257

6.6排序及查找259

6.6.1 排序的基本概念259

6.6.2 排序的方法260

6.6.3 查找264

第七章隐藏线和隐藏面的处理266

7.1 概述266

7.2常用的几何计算方法267

7.2.1 最小最大试验268

7.2.2 包含性检验269

7.2.3 求平面的法矢和平面的方程272

7.2.4 空间两线段在投影面上投影的交274

7.2.5 深度检验275

7.3平面立体消隐中常用的数据结构276

7.3.1 三表结构277

7.3.2 层次结构278

7.4平面立体的消隐算法279

7.4.1 平面立体各表面外法线与可见性的关系279

7.4.2 凸多面体隐藏线的消除280

7.4.3 任意平面立体隐藏线的消除281

7.4.4 隐藏量的分析方法292

7.5曲面的消隐算法293

7.5.1 离散法293

7.5.2 扫描网格法295

7.6隐藏面的消除298

7.6.1 深度缓冲器算法298

7.6.2 扫描线算法300

7.6.3 面积相关算法302

第八章曲线与曲面305

8.1 多项式插值305

8.2三次样条曲线与三次参数样条曲线312

8.2.1 三次样条曲线313

8.2.2 三次参数样条曲线319

8.2.3 两种样条曲线的混合函数322

8.3贝塞尔曲线325

8.3.1 贝塞尔曲线的数学表达式及其性质325

8.3.2 贝塞尔曲线的几何作图法330

8.3.3 三次贝塞尔样条曲线331

8.4B样条曲线332

8.4.1 B样条曲线的数学表达式333

8.4.2 二次和三次B样条曲线334

8.4.3 三次参数曲线段的三种等价表达式345

8.5孔斯曲面345

8.5.1 混合函数的性质346

8.5.2 双三次曲面347

8.6贝塞尔曲面和B样条曲面352

8.6.1 贝塞尔曲面352

8.6.2 B样条曲面355

8.7等值线图356

8.7.1 概述356

8.7.2 离散点网格化357

8.7.3 矩形域等值线的绘制361

第九章交互式计算机绘图367

9.1概述367

9.2 交互式显示处理器369

9.2.1 简单刷新式画线显示器369

9.2.2 随机扫描存储管显示器370

9.2.3 光栅扫描图形显示器371

9.3交互式绘图的基本知识373

9.3.1 图形显示的输入技术373

9.3.2 事件的处理377

9.3.3 显示文件383

9.3.4 分段的显示档案384

9.4交互式图形程序系统设计385

9.4.1 简化输出模型385

9.4.2 移植问题386

9.4.3 系统模块化387

9.4.4 方便的用户接口388

9.5交互式图形软件系统介绍395

9.5.1 PLOT 10 IGL395

9.5.2 GIS-1交互式绘图程序系统399

第十章开窗和裁剪412

10.1坐标系及坐标变换412

10.1.1 常用的坐标系412

10.1.2 视向变换413

10.1.3 窗口——视图区变换416

10.1.4 透视变换419

10.2二维裁剪421

10.2.1 Cohen—Sutherland算法422

10.2.2 直线的矢量裁剪法423

10.2.3 直线的中点分割裁剪算法426

10.2.4 平面多边形的裁剪算法427

10.3三维裁剪430

10.3.1 三维裁剪的基本概念430

10.3.2 三维裁剪过程430

10.3.3 用户坐标系下的三维裁剪432

10.3.4 裁剪坐标系下的三维裁剪434

第十一章浓淡及阴影438

11.1 概述438

11.2 漫射照明439

11.3 直接照明与镜面反射439

11.4 透明性441

11.5 浓淡模型的应用443

11.6 阴影448

第十二章几何造型450

12.1概述450

12.1.1 人-机二侧面与几何信息的完整性450

12.1.2 线模型、面模型及体模型454

12.1.3 体素与集合运算457

12.2多面体模型及其数据结构460

12.2.1 几何信息与拓朴信息461

12.2.2 点、线、面的树状结构与翼边结构462

12.2.3 多面体存在条件和欧拉公式463

12.2.4 数据结构的实例465

12.3表示形体的几种常见模式467

12.3.1 对表示模式的要求467

12.3.2 常用的表示模式468

12.4介绍两个几何造型系统475

12.4.1 TIPS-1系统475

12.4.2 PADL系统483

第十三章空间距离与空间规划494

13.1两形体之间的最短距离与方向494

13.1.1 两个任意平面立体之间的最短距离及其方向494

13.1.2 圆柱、圆锥、平面立体之间的最短距离及其方向499

13.2空间规划504

13.2.1 寻找路径的问题504

13.2.2 寻找位置问题509

第十四章计算机辅助设计简介511

14.1 概述511

14.2 计算机辅助设计系统512

14.3计算机辅助设计的过程513

14.3.1 非人-机交互型设计系统515

14.3.2 人-机交互型设计系统518

参考文献522

附录524

附录一GIS作图菜单524