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目录1

第1章计算机图形学基础1

1.1计算机图形学1

1．计算机图形学的诞生2

2．计算机图形学的应用时代3

3．计算机图形学的实用化时代3

4．计算机图形学的普及时代3

5．计算机图形学技术的活跃时代4

1.2二维计算机图形学的基本方法4

1．用计算机处理图形、图像4

2．二维计算机图形学的基本方法5

1.3三维计算机图形学的基础方法7

1．三维计算机图形学方法7

2．建模8

3．造型8

1.4本书的内容组织结构10

第2章造型基础12

2.1 投影法12

2.2 中心投影图14

2.3 描影法17

2.4描影法模型17

1．高洛德（Gouraud）描影法20

2.5平滑描影法20

2．冯式（Phong）描影法21

2.6纹理匹配法22

1．匹配法的基础22

2．纹理匹配法23

3．碰撞匹配23

参考文献25

第3章造型法26

3.1造型的原理26

1．光线与物体的交点29

3.2光的作用29

2．反射与折射30

3．抗混叠处理31

3.3造型的快速化方法32

1．平均代价的削减方法32

2．限定物体的方法35

3．光线的一般化方法38

3.4 并行计算39

参考文献41

第4章体绘制方法42

4.1 体绘制方法的概要42

4.2造型技术的分类43

4.3体绘制方法45

1．图像的输入与建模45

2．预处理46

3．分类46

4．明暗生成48

5．光线跟踪48

4.4 自然物体的体绘制方法50

1．体绘制方法50

2．纹理元素（texel）造型方法51

2．计算方法52

1．处理条件52

4.5仿真实验52

3．实验结果53

4.6今后的研究课题53

1．数据的管理与计算量的问题53

2．画质的问题53

3．分类的问题53

参考文献54

第5章光照模型与辐射度方法56

5.1 光的种类与反射光56

1．点光源57

3．面光源及多面体光源58

2．线光源58

4．天空光59

5.2 阴影的处理59

1．不具有扩散幅度的光源照射下的阴影的计算59

2．具有扩散幅度的光源照射下的阴影60

5.3辐射度方法63

1．辐射度方程64

2．形态因子的计算64

5.4大气的效果66

1．雾层的效果66

2．大气泛光的表示67

参考文献68

第6章分形69

6.1 关于分形69

6.2所谓的分形70

1．分形图形70

2．分形维数71

3．身边的分形73

4．Mandelbrot集合与Julia集合74

5．IFS75

1．为什么分形是一个重要的理论76

6.3计算机图形学中的分形76

2．fBm与中心点变位法77

3．分形图形及其生成规则78

4．粒子系统79

参考文献81

第7章自然物体的生成方法82

7.1 自然物体的计算机图形学表示方法82

7.2山岳的表示85

1．分形方法85

2．考虑生成机理的方法86

1．纹理匹配方法88

7.3树木的表示88

2．分形方法89

3．生长模型90

7.4 山岳、树木的季节感的表示92

7.5基于粒子的仿真92

7.6树木摇动的表示93

7.7气体状物体的表示94

1．云的表示95

2．火焰、烟的表示95

7.8水流的表示96

1．分形方法97

7.9岩石的表示97

2．细小裂纹的生成方法98

7.10布、皮肤、皮革的表示98

1．布的质感的表示98

2．皮肤、皮革的质感表示100

参考文献101

第8章人体的CG表示与应用105

8.1 人与人物图像105

8.2 CG人的诞生与成长106

1．人物图像的构成元素108

8.3 人物的CG表现方法108

2．数据的输入109

3．形状的表现方法112

4．动作的表示方法115

5．人脸116

6．头发117

7．皮肤118

8．衣服118

8.4表情、动作的识别生成119

8.5 面向21世纪120

参考文献121

9.1计算机动画的概述127

第9章计算机动画127

9.2辅助型系统128

1．关键帧方法129

2．动点约束法130

3．骨骼法131

4．变形方法131

5．运动控制系统132

9.3生成型系统133

1．函数法133

2．自由形状的变形133

3．多关节结构体的变形134

9.4实用系统的现状与未来142

参考文献143

第10章影像的制作方法145

10.1 最新的计算机图形学145

10.2“壁垒”的崩塌145

10.3好莱坞与计算机图形学146

10.4 高端（highend）计算机图形学148

1．合成影像148

2．变形动画片149

3．特性动画片149

10.5 作品实例150

4．立体影像150

11.1 计算机图形学的输入输出设备156

第11章三维计算机图形学硬件系统156

1．平面型界限157

2．空间型界面160

11.2图形板卡162

11.3 图形工作站163

11.4 GL与PEX168

11.5今后的动向169

参考文献170

1．科学计算的可视化171

第12章计算机图形学的最新动态171

12.1可视化技术171

2．景观的仿真173

3.医学中的可视化174

12.2 虚拟现实175

1．计算机图形学系统与虚拟现实系统176

2．虚拟现实装置的具体实例177

3．广义虚拟现实系统179

12.3三维计算机图形学的将来180

参考文献182