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第1章　计算机图形学概述1

1.1　计算机图形学的发展1

1.2　计算机图形学研究的内容3

1.3　计算机图形学的应用4

1.4　计算机图形学的基本术语7

1.5　计算机图形系统的组成和功能9

1.5.1　计算机图形系统的组成9

1.5.2　计算机图形系统的功能9

1.6　常用的图形输入输出设备10

1.6.1　图形显示系统10

1.6.2　微机中常见的显示器和图形适配器15

1.6.3　常用的图形输入设备16

1.6.4　常用的图形输出设备18

1.7　习题19

第2章　图形分类及图形标准21

2.1　计算机图形的基本特征和方法21

2.1.1　图形的形状和色彩特征21

2.1.2　计算机图形的本体和表现22

2.1.3　计算机图形的分层和组合22

2.1.4　计算机图形分辨率23

2.1.5　图形坐标系24

2.1.6　图形坐标的转换26

2.1.7　图形信息的编码、压缩和文件类型27

2.2　图形元素及图形属性29

2.2.1　图元及其特征29

2.2.2　常见的图形属性29

2.3　图形的分类31

2.3.1　图形的一般分类及特征31

2.3.2　图形的应用分类及特征33

2.4　计算机图形软件标准35

2.4.1　计算机图形核心系统35

2.4.2　程序员层次交互式图形系统37

2.5　习题37

第3章 图像处理软件——Adobe Photoshop39

3.1 图像中的色彩和光线39

3.1.1　图形分辨率和屏幕坐标系39

3.1.2　常用的颜色模型40

3.1.3　图形颜色的特性43

3.1.4　灯光及其对图像的影响43

3.2　图像层次和色彩通道43

3.2.1　图像层次44

3.2.2　图形通道46

3.3　图像绘制和图像编辑48

3.3.1　处理区的选定和剪裁48

3.3.2　图像着色与编辑52

3.4　图像变换和色彩调整61

3.4.1　图像变换与操作61

3.4.2　图像的色彩调整63

3.5　Photoshop图像处理实例66

3.5.1　图像编辑的实例66

3.5.2　图像变换和修改实例68

3.5.3　滤镜功能的使用实例69

3.5.4　破旧照片的修复处理74

3.5.5　使用路径和通道设计立体效果图77

3.6　习题82

第4章　图形表示及造型技术83

4.1 图形表示应遵循的基本原则83

4.2　点阵图形的数学表示84

4.2.1　点集表示法及数据压缩方法84

4.2.2　四元树／八元树表示法86

4.3　几何图形的数学表示88

4.3.1　数学方程法88

4.3.2　用多项式进行曲线拟合88

4.3.3　CSG树表示法91

4.3.4　边界表示法91

4.4　造型技术92

4.4.1　特征造型技术92

4.4.2　分形造型技术96

4.4.3　体绘制技术99

4.4.4　从二维图像构造三维形体99

4.4.5　体素拼合和边界表示100

4.4.6　光线投射法103

4.4.7　几何造型中的元素表示105

4.5　习题108

第5章　图形变换109

5.1　图形变换综述109

5.1.1　图形变换的类别和作用109

5.1.2　图形变换的基本技术111

5.2　平面图形变换111

5.2.1　平面图形的比例变换111

5.2.2　平面图形的平移变换113

5.2.3　平面图形的旋转变换113

5.2.4　平面图形的对称变换115

5.2.5　平面图形的错切变换117

5.3　平面图形的窗口／视口变换118

5.3.1　窗口／视口变换的基本方法119

5.3.2　窗口／视口变换矩阵的求法119

5.4　立体图形的几何变换120

5.4.1　立体图形的比例变换和平移变换120

5.4.2　立体图形的旋转变换120

5.5　立体图形的投影变换122

5.5.1　平行投影变换123

5.5.2　透视投影变换124

5.6　向视平面坐标系的转换125

5.6.1　与视平面相关的几个视图参数125

5.6.2　向视平面坐标系转换的方法126

5.7　图形变换的实现128

5.7.1　图形变换处理策略128

5.7.2　图形变换处理方法128

5.8　习题129

第6章　图形的生成与计算131

6.1　直线生成的算法131

6.1.1　直线生成的算法要求131

6.1.2　逐点比较法131

6.1.3　数值微分法132

6.2　圆的生成算法133

6.3　多项式曲线图的绘制134

6.3.1　多项式计算的差分法134

6.3.2　差分法计算步骤135

6.3.3　多项式曲线图绘制的程序设计136

6.4　内插法绘制曲线图的方法139

6.4.1　内插法的原理和特点139

6.4.2　用内插法实现曲线圆滑处理方法141

6.4.3　用内插法实现曲线圆滑处理的程序设计142

6.5 贝塞尔法曲线和B样条曲线143

6.5.1 贝塞尔曲线143

6.5.2　B样条曲线145

6.6　字符的生成148

6.6.1　点阵式字符的生成方法148

6.6.2　矢量式字符的生成方法148

6.6.3　方向编码式字符149

6.6.4　轮廓字形技术149

6.7　习题150

第7章　图形运算、裁剪和填充处理151

7.1 图形的运算操作151

7.1.1　几何图形的布尔运算151

7.1.2　点阵图形的布尔运算152

7.1.3　点阵图形的二进制布尔运算153

7.2　图形的裁剪处理155

7.2.1　图形裁剪的基本原则155

7.2.2　线段裁剪及算法155

7.2.3　多边形裁剪及算法159

7.2.4　三维图形的裁剪160

7.3　区域填充处理162

7.3.1　区域填充基础162

7.3.2　扫描线填色算法163

7.3.3　种子填色算法169

7.4　习题170

第8章　真实感处理171

8.1　三维图形的消隐处理171

8.1.1　背面移去法171

8.1.2　画家算法173

8.1.3　隐线消除法175

8.2　光照模型176

8.2.1　光源特性和物体表面特性176

8.2.2　光照模型及其实现177

8.2.3　明暗的光滑处理181

8.3　光线跟踪182

8.3.1　光线跟踪的基本原理182

8.3.2　光线与实体的求交184

8.3.3　光线跟踪算法186

8.4　表面图案与纹理190

8.4.1　表面图案190

8.4.2　表面纹理192

8.5　习题193

第9章　图形用户界面194

9.1 图形用户界面设计技术194

9.1.1　用户界面设计的目标和策略194

9.1.2　图形用户界面的特征196

9.1.3　屏幕布局方法196

9.1.4　闪烁和色彩技术199

9.2　图形菜单系统201

9.2.1　图形菜单的功能和组成201

9.2.2　下拉式菜单系统202

9.3 图形用户界面的屏幕构件204

9.3.1　屏幕构件的类别204

9.3.2　常见屏幕构件及设计205

9.4　图表的设计技术209

9.4.1　图表的数据组织及布局特点209

9.4.2　图表生成软件的设计方法211

9.5　习题215

第10章　图像量化和图像模式识别216

10.1　图像预处理操作216

10.1.1　点阵图形的图像变换处理216

10.1.2　图像解析方法219

10.2　传统图像模式识别技术221

10.2.1　基于统计方法的图像模式识别221

10.2.2　基于图像语言及结构方法的图像模式识别224

10.3　基于模糊神经网络技术的图像模式识别226

10.3.1　模糊图像模式识别原理226

10.3.2　模糊神经网络技术在图像识别中的应用229

10.3.3　模糊图像模式识别的关键问题232

10.4　习题235

第11章　计算机动画原理及制作技术236

11.1　计算机动画的原理和分类236

11.1.1　计算机动画的基本概念236

11.1.2　计算机动画的种类和运动方式237

11.2　逐帧动画制作软件——Adobe ImageReady239

11.2.1　Adobe ImageReady的功能特点240

11.2.2 Adobe ImageReady制作动画技术240

11.2.3 Adobe ImageReady制作动画实例240

11.3　平面动画制作软件——GifAnimator244

11.3.1 Gif Animator的功能特点244

11.3.2 GifAnimator制作动画技术244

11.3.3 Gif Animator制作动画实例245

11.4　三维文字动画制作软件——Ulead Cool 3D250

11.4.1 UleadCool 3D的功能特点250

11.4.2 UleadCool 3D动画制作技术253

11.4.3 UleadCool 3D动画制作实例253

11.5　网络矢量动画软件——Flash258

11.5.1 Flash的功能和操作特点258

11.5.2Flash动画制作技术264

11.5.3 Flash动画制作实例269

11.6　习题275

第12章　计算机图形学的教学标准和实验方案276

12.1　计算机图形学的教学标准276

12.2　计算机图形学的实验标准280

12.3　计算机图形学的实验方案282

12.3.1　实验一、图像编辑实验282

12.3.2　实验二、图像色彩变换和修改实验283

12.3.3　实验三、图片修复处理实验285

12.3.4　实验四、图像模糊和变形处理实验286

12.3.5　实验五、平面图形的几何变换实验288

12.3.6　实验六、立体图形的投影及剪裁处理实验289

12.3.7　实验七、平面动画制作实验290

12.3.8　实验八、三维文字动画制作实验291

12.3.9　实验九、网页矢量动画制作实验294