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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．IFS 75

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PEX 168

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