计算机图形学_杨钦_9787302104346

本书全面介绍计算机图形学的系统组成、图形生成与显示算法以及交互实现技术。主要内容包括：计算机图形系统、基本光栅图形生成技术、图形变换、交互绘图技术、真实感图形的生成技术、曲线与曲面、几何建模以及与计算机图形学相关的研究领域。本书的特点是取材精炼，注重算法与实现相结合，便于读者用较少的时间精力全面地掌握计算机图形学的主要内容。本书将计算机图形学的基本理论、算法与OpenGL技术有机结合，可以加深读者对基本理论、算法的理解，并且有利于读者牢固地掌握OpenGL技术。本书强调图形交互技术，介绍了基于Windows操作系统的Visual C++图形程序开发平台和OpenGL技术的实现，增加了学习的趣味性，有助于读者进行图形学实验，为读者今后在学习和工作中应用图形学技术开发应用系统打下坚实的基础。
本书适合作为高等学校计算机图形学的教学用书，对从事CAD和CG研究、应用和开发的广大科技人员也有较高的参考价值。版权所有，翻印必究。

前言
FOREWORD图形是一种重要的信息表达和传递方式。与语言、文字、数字相比，用图形表达信息更直观、更丰富。诞生于20世纪60年代的计算机图形学是研究如何使用计算机生成图形的一门学科。随着计算机软硬件的不断发展，尤其在20世纪80年代以后，计算机图形学快速发展，计算机能够表达的图形越来越丰富，从二维图形到三维实体，从静态图片到实时动画，从线框图到真实感显示，从产品设计、工程分析到动画、广告、影视艺术，计算机图形学在众多领域得到应用，而且在应用过程中与其他学科相结合，产生了很多新兴的学科，如CAD/CAM/CAE、可视化、动画、仿真、虚拟现实等，计算机图形学在现代社会生活中发挥着越来越重要的作用。
本书作者自1994年开始从事计算机图形学的教学和科研工作，从计算机图形学发展和应用研究两个方面系统地总结了10多年的教学和科研体验，写成此书。
本书共分9章。第1章为绪论，介绍计算机图形学的发展历史、研究内容和应用领域；第2章是计算机图形系统，概述计算机图形系统的软硬件发展，介绍Windows操作系统下的图形程序开发方法和OpenGL绘图程序；第3章是基本光栅图形生成技术，概述基本光栅图形生成方法，重点介绍目前应用较多的经典方法，并且给出Visual C++和OpenGL生成基本图形的实现；第4章是图形变换，在叙述几何变换和坐标变换的概念和作用的基础上，详细介绍交互绘图过程中的显示变换、OpenGL坐标变换机制、线段裁剪和多边形裁剪；第5章是交互绘图技术，介绍Windows、MFC、OpenGL对交互绘图的支持与实现；第6章是真实感图形的生成技术，概述真实感图形生成方法的发展，介绍消隐、光照、纹理映射、阴影生成、反走样技术，用OpenGL生成真实感图形；第7章是曲线与曲面，分析曲线、曲面生成方法的发展，重点介绍当前实用图形系统中常用的曲线曲面生成方法，用OpenGL生成NURBS曲线和曲面；第8章是几何建模，介绍当前实用造型系统中常用的三维建模方法；第9章是计算机图形学相关的研究领域，介绍CAD/CAM、计算机动画、可视化、虚拟现实、逆向工程等新兴学科的发展。
本书具有如下特点：
（1）精选内容、突出主线
计算机图形学在40年的发展过程中不断地推陈出新，为适应教学需求，增添成熟的新内容，并介绍最新的发展方向，使学生能够用有限的时间和精力系统准确地了解计算机图形系统、基本原理、应用和发展方向。
（2）强调交互技术
交互绘图是图形应用系统的重要环节，是计算机图形学的重要内容。本书加强这一部分内容不仅有助于学生进行计算机图形学实验，而且为开发专业图形应用系统提供基础。
（3）强调OpenGL,注重实验
图形学的理论和算法比较艰深和难懂，但实验结果却可以非常直观和生动。本书介绍了Windows操作系统下图形程序开发环境和OpenGL，提供一套在教学中多次使用的实验图形平台，让学生在这个平台上完成计算机图形学的实验。同时通过OpenGL生成和显示图形，进一步加深学生对计算机图形学的概念、原理和算法的理解，起到事半功倍的效果。OpenGL是独立于硬件设备、窗口系统和操作系统的图形标准，以OpenGL为基础开发的应用程序可以在各种平台间移植。学会使用OpenGL可以为今后开发图形应用系统打下基础。
本书由杨钦制定详细的编写大纲和写作要求。第1章由徐永安与翟红英共同撰写；第2章由翟红英撰写；第3章由朱大培撰写；第4、8章由陶海燕撰写；第5章由宫法明撰写；第6章由李吉刚撰写；第7章由徐永安撰写；第9章由徐永安、蔡强撰写。全书由杨钦、徐永安和翟红英统稿，杨钦最后修改定稿。
本书在编写过程中得到了北京航空航天大学马殿富教授、陈其明教授、葛本修教授的指导和大力支持。北京航空航天大学计算机学院计算机图形学研究室的博士研究生程丹和硕士研究生金宇林等在本书的统稿和审校过程中也做了许多工作。在此表示衷心的感谢！
由于作者水平有限，书中难免有错误及不当之处，恳请读者批评指正。作者
2005年1月

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