計算機圖形學(第4版) [Computer Graphics with OpenGL, Fourth Edition]

計算機圖形學(第4版) [Computer Graphics with OpenGL, Fourth Edition] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

Donald Hearn(D·赫恩) 等,M.Pauline Baker(M.P.巴剋),Warren,R.Carithers(W.R.卡裏瑟斯) 著,蔡士傑,楊若瑜 譯
圖書標籤:
  • 計算機圖形學
  • OpenGL
  • 圖形學
  • 渲染
  • 計算機視覺
  • 3D圖形
  • 圖形渲染
  • 遊戲開發
  • 圖形API
  • 算法
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齣版社: 電子工業齣版社
ISBN:9787121246142
版次:4
商品編碼:11591287
包裝:平裝
叢書名: 國外計算機科學教材係列
外文名稱:Computer Graphics with OpenGL, Fourth Edition
開本:16開
齣版時間:2014-11-01
用紙:膠版紙
頁數:696
正文語種:

具體描述

編輯推薦

  著名作者的經典著作,時隔8年的版本更新,本書對篇幅結構做瞭大量調整,新增瞭許多內容,使本書更適閤目前技術實踐的進展。

內容簡介

  《計算機圖形學(第4版)》是一本經典著作,這次版本更新增加瞭許多實踐內容,覆蓋瞭近年來計算機圖形學的全新發展和成就,並附有使用OpenGL編寫的大量程序以及各種效果圖。本書共分24章,全麵係統地講解瞭計算機圖形學的基本概念和相關技術。作者首先對計算機圖形學進行綜述;然後講解瞭二維圖形的對象錶示、算法及應用,三維圖形的相關技術、建模和變換等;接著介紹瞭層次建模、動畫技術、樣條麯綫錶示、紋理處理等方麵的內容,最後光照模型、顔色模型和交互輸入法等。

作者簡介

  蔡士傑,南京大學計算機科學係教授,博士生導師。楊若瑜,南京大學計算機科學係副教授、碩士生導師,主要研究方嚮為圖形識彆、計算機視覺及三維建模和仿真。主持和參與多個研究或應用型項目。

內頁插圖

目錄

第1章 計算機圖形學綜述
1.1 圖和錶
1.2 計算機輔助設計
1.3 虛擬現實環境
1.4 數據可視化
1.5 教學與培訓
1.6 計算機藝術
1.7 娛樂
1.8 圖像處理
1.9 圖形用戶界麵
1.10 小結
參考文獻
第2章 計算機圖形硬件
2.1 視頻顯示設備
2.1.1 刷新式CRT
2.1.2 光柵掃描顯示器
2.1.3 隨機掃描顯示器
2.1.4 彩色CRT監視器
2.1.5 平闆顯示器
2.1.6 三維觀察設備
2.1.7 立體感和虛擬現實係統
2.2 光柵掃描係統
2.2.1 視頻控製器
2.2.2 光柵掃描顯示處理器
2.3 圖形工作站和觀察係統
2.4 輸入設備
2.4.1 鍵盤、 按鍵盒和鏇鈕
2.4.2 鼠標設備
2.4.3 跟蹤球和空間球
2.4.4 操縱杆
2.4.5 數據手套
2.4.6 數字化儀
2.4.7 圖像掃描儀
2.4.8 觸摸闆
2.4.9 光筆
2.4.10 語音係統
2.5 硬拷貝設備
2.6 圖形網絡
2.7 因特網上的圖形
2.8 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第3章 計算機圖形軟件
3.1 坐標錶示
3.2 圖形功能
3.3 軟件標準
3.4 其他圖形軟件包
3.5 OpenGL簡介
3.5.1 基本的OpenGL語法
3.5.2 相關庫
3.5.3 頭文件
3.5.4 使用GLUT進行顯示窗口管理
3.5.5 一個完整的OpenGL程序
3.5.6 OpenGL的齣錯處理
3.6 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第4章 輸齣圖元
4.1 坐標係統
4.1.1 屏幕坐標
4.1.2 絕對和相對坐標描述
4.2 OpenGL中指定二維世界坐標係統
4.3 OpenGL畫點函數
4.4 OpenGL畫綫函數
4.5 OpenGL麯綫函數
4.6 填充區圖元
4.7 多邊形填充區
4.7.1 多邊形分類
4.7.2 識彆凹多邊形
4.7.3 分割凹多邊形
4.7.4 將凸多邊形分割成三角形集
4.7.5 內-外測試
4.7.6 多邊形錶
4.7.7 平麵方程
4.7.8 前嚮麵與後嚮麵
4.8 OpenGL多邊形填充區函數
4.9 OpenGL頂點數組
4.10 像素陣列圖元
4.11 OpenGL像素陣列函數
4.11.1 OpenGL位圖函數
4.11.2 OpenGL像素圖函數
4.11.3 OpenGL光柵操作
4.12 字符圖元
4.13 OpenGL字符函數
4.14 圖形分割
4.15 OpenGL顯示錶
4.15.1 創建和命名OpenGL顯示錶
4.15.2 執行OpenGL顯示錶
4.15.3 刪除OpenGL顯示錶
4.16 OpenGL顯示窗口重定形函數
4.17 小結
示例程序
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第5章 圖元的屬性
5.1 OpenGL狀態變量
5.2 顔色和灰度
5.2.1 RGB顔色分量
5.2.2 顔色錶
5.2.3 灰度
5.2.4 其他顔色參數
5.3 OpenGL顔色函數
5.3.1 OpenGL的RGB和RGBA顔色模型
5.3.2 OpenGL 顔色索引模式
5.3.3 OpenGL顔色調和
5.3.4 OpenGL顔色數組
5.3.5 其他OpenGL顔色函數
5.4 點的屬性
5.5 OpenGL點屬性函數
5.6 綫的屬性
5.6.1 綫寬
5.6.2 綫型
5.6.3 畫筆或畫刷的選擇
5.7 OpenGL綫屬性函數
5.7.1 OpenGL綫寬函數
5.7.2 OpenGL綫型函數
5.7.3 其他OpenGL綫效果
5.8 麯綫屬性
5.9 填充區屬性
5.9.1 填充模式
5.9.2 顔色調和填充區域
5.10 OpenGL填充區屬性函數
5.10.1 OpenGL填充圖案函數
5.10.2 OpenGL紋理和插值圖案
5.10.3 OpenGL綫框圖方法
5.10.4 OpenGL前嚮麵函數
5.11 字符屬性
5.12 OpenGL字符屬性函數
5.13 OpenGL反走樣函數
5.14 OpenGL詢問函數
5.15 OpenGL屬性組
5.16 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第6章 實現圖元及屬性的算法
6.1 畫綫算法
6.1.1 直綫方程
6.1.2 DDA算法
6.1.3 Bresenham畫綫算法
6.1.4 顯示摺綫
6.2 並行畫綫算法
6.3 幀緩存值的裝載
6.4 圓生成算法
6.4.1 圓的特性
6.4.2 中點圓算法
6.5 橢圓生成算法
6.5.1 橢圓的特徵
6.5.2 中點橢圓算法
6.6 其他麯綫
6.6.1 圓錐剖切綫
6.6.2 多項式和樣條麯綫
6.7 並行麯綫算法
6.8 像素編址和對象的幾何要素
6.8.1 屏幕網格坐標
6.8.2 保持顯示對象的幾何特性
6.9 直綫段和麯綫屬性的實現
6.9.1 綫寬
6.9.2 綫型
6.9.3 畫筆或畫刷的選項
6.9.4 麯綫屬性
6.10 通用掃描綫填充算法
6.11 凸多邊形的掃描綫填充
6.12 麯綫邊界區域的掃描綫填充
6.13 不規則邊界區域的填充方法
6.13.1 邊界填充算法
6.13.2 泛濫填充算法
6.14 填充模式的實現方法
6.14.1 填充模式
6.14.2 顔色調和填充區域
6.15 反走樣的實現方法
6.15.1 直綫段的過取樣
6.15.2 子像素的加權掩模
6.15.3 直綫段的區域取樣
6.15.4 過濾技術
6.15.5 像素移相
6.15.6 直綫亮度差的校正
6.15.7 區域邊界的反走樣
6.16 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第7章 二維幾何變換
7.1 基本的二維幾何變換
7.1.1 二維平移
7.1.2 二維鏇轉
7.1.3 二維縮放
7.2 矩陣錶示和齊次坐標
7.2.1 齊次坐標
7.2.2 二維平移矩陣
7.2.3 二維鏇轉矩陣
7.2.4 二維縮放矩陣
7.3 逆變換
7.4 二維復閤變換
7.4.1 復閤二維平移
7.4.2 復閤二維鏇轉
7.4.3 復閤二維縮放
7.4.4 通用二維基準點鏇轉
7.4.5 通用二維基準點縮放
7.4.6 通用二維定嚮縮放
7.4.7 矩陣閤並特性
7.4.8 通用二維復閤變換和計算效率
7.4.9 二維剛體變換
7.4.10 構造二維鏇轉矩陣
7.4.11 二維復閤矩陣編程例
7.5 其他二維變換
7.5.1 反射
7.5.2 錯切
7.6 幾何變換的光柵方法
7.7 OpenGL光柵變換
7.8 二維坐標係間的變換
7.9 OpenGL二維幾何變換函數
7.9.1 基本的OpenGL幾何變換
7.9.2 OpenGL矩陣操作
7.10 OpenGL幾何變換編程示例
7.11 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第8章 二維觀察
8.1 二維觀察流水綫
8.2 裁剪窗口
8.2.1 觀察坐標係裁剪窗口
8.2.2 世界坐標係裁剪窗口
8.3 規範化和視口變換
8.3.1 裁剪窗口到規範化視口的映射
8.3.2 裁剪窗口到規範化正方形的映射
8.3.3 字符串的顯示
8.3.4 分畫麵效果和多輸齣設備
8.4 OpenGL二維觀察函數
8.4.1 OpenGL投影模式
8.4.2 GLU裁剪窗口函數
8.4.3 OpenGL視口函數
8.4.4 建立GLUT顯示窗口
8.4.5 設定GLUT顯示窗口的模式和顔色
8.4.6 GLUT顯示窗口標識
8.4.7 刪除GLUT顯示窗口
8.4.8 當前GLUT顯示窗口
8.4.9 修改GLUT顯示窗口的位置和大小
8.4.10 管理多個GLUT顯示窗口
8.4.11 GLUT子窗口
8.4.12 顯示窗口屏幕光標形狀的選擇
8.4.13 在GLUT顯示窗口中觀察圖形對象
8.4.14 執行應用程序
8.4.15 其他GLUT函數
8.4.16 OpenGL的二維觀察程序例
8.5 裁剪算法
8.6 二維點裁剪
8.7 二維綫裁剪
8.7.1 Cohen?Sutherland綫段裁剪算法
8.7.2 梁友棟?Barsky綫段裁剪算法
8.7.3 Nicholl?Lee?Nicholl綫段裁剪算法
8.7.4 非矩形多邊形裁剪窗口的綫段裁剪
8.7.5 非綫性裁剪窗口邊界的綫裁剪
8.8 多邊形填充區裁剪
8.8.1 Sutherland?Hodgman多邊形裁剪
8.8.2 Weiler?Atherton多邊形裁剪
8.8.3 非矩形的多邊形窗口的多邊形裁剪
8.8.4 非綫性裁剪窗口邊界的多邊形裁剪
8.9 麯綫的裁剪
8.10 文字的裁剪
8.11 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第9章 三維幾何變換
9.1 三維平移
9.2 三維鏇轉
9.2.1 三維坐標軸鏇轉
9.2.2 一般三維鏇轉
9.2.3 三維鏇轉的四元數方法
9.3 三維縮放
9.4 三維復閤變換
9.5 其他三維變換
9.5.1 三維反射
9.5.2 三維錯切
9.6 三維坐標係間的變換
9.7 仿射變換
9.8 OpenGL幾何變換函數
9.8.1 OpenGL矩陣棧
9.9 OpenGL幾何變換編程例
9.10 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第10章 三維觀察
10.1 三維觀察概念綜述
10.1.1 三維場景觀察
10.1.2 投影
10.1.3 深度提示
10.1.4 可見綫和可見麵的判定
10.1.5 麵繪製
10.1.6 拆散和剖切麵視圖
10.1.7 三維和立體視圖
10.2 三維觀察流水綫
10.3 三維觀察坐標係參數
10.3.1 觀察平麵法嚮量
10.3.2 觀察嚮上嚮量
10.3.3 uvn觀察坐標係
10.3.4 生成三維觀察效果
10.4 世界坐標係到觀察坐標係的變換
10.5 投影變換
10.6 正投影
10.6.1 軸測和等軸測正投影
10.6.2 正投影坐標係
10.6.3 裁剪窗口和正投影觀察體
10.6.4 正投影的規範化變換
10.7 斜投影
10.7.1 繪圖和設計中的斜平行投影
10.7.2 斜等測和斜二測斜平行投影
10.7.3 斜平行投影嚮量
10.7.4 裁剪窗口和斜平行投影觀察體
10.7.5 斜平行投影變換矩陣
10.7.6 斜平行投影的規範化變換
10.8 透視投影
10.8.1 透視投影變換坐標係
10.8.2 透視投影公式: 特殊情況
10.8.3 透視投影的滅點
10.8.4 透視投影觀察體
10.8.5 透視投影變換矩陣
10.8.6 對稱的透視投影錐體
10.8.7 斜透視投影棱颱
10.8.8 規範化透視投影變換坐標
10.9 視口變換和三維屏幕坐標係
10.10 OpenGL三維觀察函數
10.10.1 OpenGL觀察變換函數
10.10.2 OpenGL正交投影函數
10.10.3 OpenGL對稱透視投影棱颱
10.10.4 OpenGL通用透視投影函數
10.10.5 OpenGL視口和顯示窗口
10.10.6 OpenGL三維觀察程序示例
10.11 三維裁剪算法
10.11.1 三維齊次坐標係中的裁剪
10.11.2 三維區域碼
10.11.3 三維點和綫的裁剪
10.11.4 三維多邊形裁剪
10.11.5 三維麯麵裁剪
10.11.6 任意裁剪平麵
10.12 OpenGL任選裁剪平麵
10.13 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第11章 層次建模
11.1 基本建模概念
11.1.1 係統錶示
11.1.2 符號層次
11.2 建模軟件包
11.3 通用層次建模方法
11.3.1 局部坐標
11.3.2 建模變換
11.3.3 創建層次結構
11.4 使用OpenGL顯示列錶的層次建模
11.5 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第12章 計算機動畫
12.1 計算機動畫的光柵方法
12.1.1 雙緩存
12.1.2 用光柵操作生成動畫
12.2 動畫序列的設計
12.3 傳統動畫技術
12.4 通用計算機動畫功能
12.5 計算機動畫語言
12.6 關鍵幀係統
12.6.1 變形
12.6.2 模擬加速度
12.7 運動的描述
12.7.1 直接運動描述
12.7.2 目標導嚮係統
12.7.3 運動學和動力學
12.8 角色動畫
12.8.1 關節鏈形體動畫
12.8.2 運動捕捉
12.9 周期性運動
12.10 OpenGL動畫子程序
12.11 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第13章 三維對象的錶示
13.1 多麵體
13.2 OpenGL多麵體函數
13.2.1 OpenGL多邊形填充函數
13.2.2 GLUT規則多麵體函數
13.2.3 GLUT多麵體程序示例
13.3 麯麵
13.4 二次麯麵
13.4.1 球麵
13.4.2 橢球麵
13.4.3 環麵
13.5 超二次麯麵
13.5.1 超橢圓
13.5.2 超橢球麵
13.6 OpenGL二次麯麵和三次麯麵函數
13.6.1 GLUT二次麯麵函數
13.6.2 OpenGL三次麯麵茶壺函數
13.6.3 GLU二次麯麵函數
13.6.4 使用GLUT和GLU二次麯麵函數的程序示例
13.7 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第14章 樣條錶示
14.1 插值和逼近樣條
14.2 參數連續性條件
14.3 幾何連續性條件
14.4 樣條描述
14.5 樣條麯麵
14.6 修剪樣條麯麵
14.7 三次樣條插值方法
14.7.1 自然三次樣條
14.7.2 Hermite插值
14.7.3 Cardinal樣條
14.7.4 Kochanek?Bartels樣條
14.8 Bézier樣條麯綫
14.8.1 Bézier麯綫公式
14.8.2 Bézier麯綫生成程序示例
14.8.3 Bézier麯綫的特性
14.8.4 使用Bézier麯綫的設計技術
14.8.5 三次Bézier麯綫
14.9 Bézier麯麵
14.10 B樣條麯綫
14.10.1 B樣條麯綫公式
14.10.2 均勻周期性B樣條麯綫
14.10.3 三次周期性B樣條麯綫
14.10.4 開放均勻的B樣條麯綫
14.10.5 非均勻B樣條麯綫
14.11 B樣條麯麵
14.12 Beta樣條
14.12.1 Beta樣條連續性條件
14.12.2 三次周期性Beta樣條麯綫的矩陣錶示
14.13 有理樣條
14.14 樣條錶示之間的轉換
14.15 樣條麯綫和麯麵的顯示
14.15.1 Horner規則
14.15.2 嚮前差分計算
14.15.3 細分方法
14.16 OpenGL的逼近樣條函數
14.16.1 OpenGL的Bézier樣條麯綫函數
14.16.2 OpenGL的Bézier樣條麯麵函數
14.16.3 GLU的B樣條麯綫函數
14.16.4 GLU的B樣條麯麵函數
14.16.5 GLU麯麵修剪函數
14.17 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第15章 其他三維對象的錶示
15.1 柔性對象
15.2 掃描錶示法
15.3 結構實體幾何法
15.4 八叉樹
15.5 BSP樹
15.6 基於物理的方法
15.7 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第16章 可見麵判彆算法
16.1 可見麵判彆算法的分類
16.2 後嚮麵判彆
16.3 深度緩存算法
16.4 A緩存算法
16.5 掃描綫算法
16.6 深度排序算法
16.7 BSP樹算法
16.8 區域細分算法
16.9 八叉樹算法
16.10 光綫投射算法
16.11 可見性檢測算法的比較
16.12 麯麵
16.12.1 麯麵錶示
16.12.2 麯麵的層位綫顯示
16.13 綫框圖可見性算法
16.13.1 綫框麵可見性算法
16.13.2 綫框圖深度提示算法
16.14 OpenGL可見性檢查函數
16.14.1 OpenGL多邊形剔除函數
16.14.2 OpenGL深度緩存函數
16.14.3 OpenGL綫框麵可見性方法
16.14.4 OpenGL深度提示函數
16.15 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第17章 光照模型與麵繪製算法
17.1 光源
17.1.1 點光源
17.1.2 窮遠光源
17.1.3 輻射強度衰減
17.1.4 方嚮光源和投射效果
17.1.5 角強度衰減
17.1.6 擴展光源和Warn模型
17.2 錶麵光照效果
17.3 基本光照模型
17.3.1 環境光
17.3.2 漫反射
17.3.3 鏡麵反射和Phong模型
17.3.4 漫反射和鏡麵反射的閤並
17.3.5 多光源的漫反射和鏡麵反射
17.3.6 錶麵的光發射
17.3.7 考慮強度衰減和高光的基本光照模型
17.3.8 RGB顔色考慮
17.3.9 其他顔色錶示
17.3.10 亮度
17.4 透明錶麵
17.4.1 半透明材料
17.4.2 光摺射
17.4.3 基本的透明模型
17.5 霧氣效果
17.6 陰影
17.7 照相機參數
17.8 光強度顯示
17.8.1 分配係統強度等級
17.8.2 gamma校正與視頻查找錶
17.8.3 顯示連續色調的圖像
17.9 半色調模式和抖動技術
17.9.1 半色調近似
17.9.2 抖動技術
17.10 多邊形繪製算法
17.10.1 恒定強度的明暗處理
17.10.2 Gouraud明暗處理
17.10.3 Phong明暗處理
17.10.4 快速Phong明暗處理
17.11 OpenGL光照和錶麵繪製函數
17.11.1 OpenGL點光源函數
17.11.2 指定一個OpenGL光源位置和類型
17.11.3 指定OpenGL光源顔色
17.11.4 指定OpenGL光源的輻射強度衰減係數
17.11.5 OpenGL方嚮光源(投射光源)
17.11.6 OpenGL全局光照參數
17.11.7 OpenGL錶麵特性函數
17.11.8 OpenGL光照模型
17.11.9 OpenGL霧氣效果
17.11.10 OpenGL透明性函數
17.11.11 OpenGL錶麵繪製函數
17.11.12 OpenGL半色調操作
17.12 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第18章 紋理與錶麵細節添加方法
18.1 用多邊形模擬錶麵細節
18.2 紋理映射
18.2.1 綫性紋理圖案
18.2.2 錶麵紋理圖案
18.2.3 體紋理圖案
18.2.4 紋理縮減圖案
18.2.5 過程式紋理映射方法
18.3 凹凸映射
18.4 幀映射
18.5 OpenGL紋理函數
18.5.1 OpenGL綫紋理函數
18.5.2 OpenGL錶麵紋理函數
18.5.3 OpenGL體紋理函數
18.5.4 OpenGL紋理圖案的顔色選項
18.5.5 OpenGL紋理映射選項
18.5.6 OpenGL紋理環繞
18.5.7 復製幀緩存中的OpenGL紋理圖案
18.5.8 OpenGL紋理坐標數組
18.5.9 OpenGL紋理圖案命名
18.5.10 OpenGL紋理子圖案
18.5.11 OpenGL紋理縮減圖案
18.5.12 OpenGL紋理邊界
18.5.13 OpenGL代理紋理
18.5.14 二次麯麵的自動紋理映射
18.5.15 齊次紋理坐標
18.5.16 其他的OpenGL紋理選項
18.6 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第19章 顔色模型和顔色應用
19.1 光的特性
19.1.1 電磁頻譜
19.1.2 顔色的心理學特徵
19.2 顔色模型
19.2.1 基色
19.2.2 直觀的顔色概念
19.3 標準基色和色度圖
19.3.1 XYZ顔色模型
19.3.2 規範化的XYZ值
19.3.3 CIE色度圖
19.3.4 顔色範圍
19.3.5 互補色
19.3.6 主波長
19.3.7 純度
19.4 RGB顔色模型
19.5 YIQ顔色模型
19.5.1 YIQ參數
19.5.2 RGB顔色空間和YIQ顔色空間之間的轉換
19.5.3 YUV和YCrCb係統
19.6 CMY和CMYK顔色模型
19.6.1 CMY參數
19.6.2 CMY顔色空間和RGB顔色空間之間的轉換
19.7 HSV顔色模型
19.7.1 HSV參數
19.7.2 選擇明暗、 色澤和色調
19.7.3 HSV和RGB模型之間的轉換
19.8 HLS顔色模型
19.9 顔色選擇及其應用
19.10 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第20章 圖形用戶界麵和交互輸入方法
20.1 圖形數據的輸入
20.2 輸入設備的邏輯分類
20.2.1 定位設備
20.2.2 筆劃設備
20.2.3 字符串設備
20.2.4 定值設備
20.2.5 選擇設備
20.2.6 拾取設備
20.3 圖形數據的輸入功能
20.3.1 輸入模式
20.3.2 迴顯反饋
20.3.3 迴調函數
20.4 交互式構圖技術
20.4.1 基本的定位方法
20.4.2 拖曳
20.4.3 約束
20.4.4 網格
20.4.5 橡皮條方法
20.4.6 引力場
20.4.7 交互式繪畫方法
20.5 虛擬現實環境
20.6 OpenGL支持交互式輸入設備的函數
20.6.1 GLUT鼠標函數
20.6.2 GLUT鍵盤函數
20.6.3 GLUT數據闆函數
20.6.4 GLUT空間球函數
20.6.5 GLUT按鈕盒函數
20.6.6 GLUT撥號盤函數
20.6.7 OpenGL拾取操作
20.7 OpenGL的菜單功能
20.7.1 創建GLUT菜單
20.7.2 創建和管理多個GLUT菜單
20.7.3 創建GLUT子菜單
20.7.4 修改GLUT菜單
20.8 圖形用戶界麵的設計
20.8.1 用戶對話
20.8.2 窗口和圖符
20.8.3 適應多種熟練程度的用戶
20.8.4 一緻性
20.8.5 減少記憶量
20.8.6 迴退和齣錯處理
20.8.7 反饋
20.9 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第21章 全局光照
21.1 光綫跟蹤方法
21.1.1 基本光綫跟蹤算法
21.1.2 光綫與對象錶麵的求交計算
21.1.3 光綫-球麵求交
21.1.4 光綫-多麵體求交
21.1.5 減少對象求交計算量
21.1.6 空間分割方法
21.1.7 模擬照相機的聚焦效果
21.1.8 光綫跟蹤反走樣
21.1.9 分布式光綫跟蹤
21.2 輻射度光照模型
21.2.1 輻射能術語
21.2.2 基本輻射度模型
21.2.3 逐步求精的輻射度方法
21.3 環境映射
21.4 光子映射
21.5 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第22章 可編程著色器
22.1 著色語言的發展曆史
22.1.1 Cook著色樹
22.1.2 Perlin像素流編輯器
22.1.3 RenderMan
22.2 OpenGL渲染流水綫
22.2.1 固定功能流水綫
22.2.2 改變流水綫結構
22.2.3 頂點著色器
22.2.4 片元著色器
22.2.5 幾何著色器
22.2.6 麯麵細分著色器
22.3 OpenGL著色語言
22.3.1 著色器結構
22.3.2 在OpenGL中使用著色器
22.3.3 基本數據類型
22.3.4 矢量
22.3.5 矩陣
22.3.6 結構和數組
22.3.7 控製結構
22.3.8 GLSL函數
22.3.9 與OpenGL的通信
22.4 著色器效果
22.4.1 一個Phong著色器
22.4.2 紋理映射
22.4.3 凹凸映射
22.5 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第23章 基於算法的建模
23.1 分形幾何方法
23.1.1 分形生成過程
23.1.2 分形分類
23.1.3 分形的維數
23.1.4 確定性自相似分形幾何構造
23.1.5 統計自相似分形的幾何構造
23.1.6 仿射分形構造方法
23.1.7 隨機中點位移方法
23.1.8 地麵圖控製
23.1.9 自平方分形
23.1.10 自逆分形
23.2 粒子係統
23.3 形狀語法和其他過程方法
23.4 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
第24章 數據集可視化
24.1 標量場的可視化錶示
24.2 嚮量場的可視錶示
24.3 張量場的可視錶示
24.4 多變量數據場的可視錶示
24.5 小結
參考文獻
練習題
附加綜閤題
附錄A 計算機圖形學的數學基礎
附錄B 圖形文件格式
附錄C OpenGL的世界
參考文獻
索引

前言/序言


《計算機圖形學(第4版)》 本書是一部全麵深入探討計算機圖形學核心概念、理論與實踐的權威著作。它旨在為讀者構建堅實的計算機圖形學知識體係,從基礎的幾何錶示、光柵化算法,到高級的著色模型、紋理映射,再到復雜的場景建模、動畫技術,以及最新發展的前沿領域,無不涵蓋其中。本書以其清晰的邏輯結構、詳實的理論闡述和豐富的工程實例,成為計算機圖形學領域莘莘學子、研究人員以及從業者不可或缺的學習和參考資源。 核心內容概覽: 基礎圖形理論與算法: 書籍開篇即為讀者打下堅實的基礎,詳細介紹瞭二維和三維幾何的錶示方法,包括點、綫、多邊形、麯綫和麯麵等。在此基礎上,深入講解瞭光柵化(rasterization)這一核心渲染流程,包括綫段繪製(如Bresenham算法)、多邊形填充(如掃描綫算法)以及像素級彆的顔色計算。這部分內容為後續更復雜的圖形處理打下瞭理論基石。 變換與觀察: 如何在三維空間中對物體進行操作,以及如何將三維場景投影到二維屏幕上,是計算機圖形學的關鍵環節。本書詳細闡述瞭各種幾何變換,如平移、鏇轉、縮放、剪切等,以及它們在矩陣錶示下的運算。同時,深入介紹瞭相機模型、投影變換(正交投影與透視投影)以及視錐體的概念,幫助讀者理解三維世界如何被“觀看”和“捕捉”。 三維幾何建模: 在掌握瞭基礎的幾何錶示後,本書將進一步引導讀者探索復雜三維場景的構建。內容涵蓋瞭從簡單的多邊形網格建模,到更高級的隱式錶麵、細分麯麵(subdivision surfaces)等建模技術。讀者將學習如何有效地錶示和操作復雜的幾何對象,為後續的渲染和動畫打下基礎。 著色與光照模型: 真實感圖形的核心在於模擬光綫與物體錶麵的交互。本書係統地介紹瞭各種著色模型,從簡單的平麵著色、高氏著色,到更復雜的Phong、Blinn-Phong反射模型。在此基礎上,深入探討瞭局部反射模型(LRM)的原理,包括漫反射、鏡麵反射和環境光反射的計算。讀者將理解如何通過數學模型來模擬物體錶麵的材質特性和受光效果。 紋理映射與錶麵效果: 為瞭增加場景的細節和真實感,紋理映射是一種至關重要的技術。本書詳細講解瞭二維紋理如何映射到三維錶麵,包括UV坐標係、紋理過濾(如綫性插值、各嚮異性過濾)以及紋理混閤。此外,還介紹瞭凹凸映射(bump mapping)、法綫映射(normal mapping)等技術,用以模擬物體錶麵的微觀幾何細節,極大地提升瞭視覺效果。 高級渲染技術: 隨著圖形技術的不斷發展,本書也涵蓋瞭更高級的渲染技術,以追求更逼真的視覺效果。這可能包括體渲染(volume rendering),用於處理如煙霧、火焰等體積數據;以及對全局光照(global illumination)的介紹,如輻射度(radiosity)和光綫追蹤(ray tracing)等方法,它們能夠模擬光綫在場景中的多次反射和散射,實現更自然的陰影和間接照明效果。 動畫與交互: 計算機圖形學不僅用於靜態圖像的生成,更廣泛應用於動態場景的創建。本書將深入探討動畫的基礎理論,包括關鍵幀動畫、插值技術以及骨骼動畫(skeletal animation)等。同時,也會涉及用戶交互的設計,如何響應用戶的輸入,實現虛擬環境中的漫遊和操作。 OpenGL 編程實踐: 作為一部以OpenGL為核心的著作,本書將OpenGL的API與理論知識緊密結閤。通過大量的代碼示例和實踐練習,讀者能夠親手實現書中的算法和技術。從OpenGL的基本管綫配置,到頂點著色器、片段著色器等可編程管綫的應用,本書將引導讀者熟練掌握OpenGL這一強大的圖形編程接口,從而能夠獨立開發自己的圖形應用程序。 前沿技術展望: 緊跟時代步伐,本書還會對計算機圖形學領域的一些前沿技術進行介紹和展望,例如實時光綫追蹤、物理渲染、基於深度學習的圖形技術等,為讀者指明未來的研究方嚮和發展趨勢。 學習價值: 《計算機圖形學(第4版)》憑藉其嚴謹的理論體係、清晰的教學脈絡以及豐富的實踐指導,為讀者提供瞭一個全麵而深入的學習平颱。無論是希望係統掌握計算機圖形學理論基礎的研究者,還是緻力於開發高性能圖形應用的工程師,亦或是對三維世界充滿好奇的初學者,都能從中獲益匪淺,為未來的學習和職業生涯奠定堅實的基礎。本書不僅傳授知識,更培養讀者獨立思考和解決復雜圖形問題的能力。

用戶評價

評分

這本書在知識體係的構建上,展現齣瞭非凡的條理性和係統性。作者仿佛是一位技藝精湛的建築師,將計算機圖形學的各個方麵,如同磚石一般,嚴謹地堆疊起來,構建齣一個堅實而完整的知識殿堂。從基礎的幾何變換,到復雜的著色模型,再到高級的渲染技術,每一個章節都仿佛是這個殿堂中的一個獨立而又緊密相連的房間。 作者並非將知識點零散地呈現,而是遵循著一種非常自然的邏輯順序,將相關的概念和技術有機地組織在一起。他首先會建立起最基礎的理論框架,然後逐步引入更高級的概念,確保讀者在掌握瞭前一個階段的知識後,能夠更輕鬆地理解後續的內容。這種循序漸進的學習路徑,極大地降低瞭學習的門檻,也避免瞭信息過載帶來的睏惑。 我尤其欣賞的是,作者在章節的過渡處理上也非常巧妙。每一個章節的結尾,都會為下一章的學習內容留下清晰的綫索,或者進行一個有機的銜接,讓我能夠清晰地看到知識點之間的內在聯係,而不是孤立地記憶。這種嚴謹的體係化設計,讓我在學習過程中,能夠始終保持清晰的思路,不會迷失在浩瀚的技術海洋中。 這種高度的係統性,使得這本書不僅適閤於初學者建立完整的知識體係,也能夠幫助有一定基礎的讀者梳理和鞏固已有的知識,發現其中可能存在的盲點。它提供瞭一種結構化的學習方法,讓我能夠更有效地掌握計算機圖形學的核心理念和關鍵技術。

評分

我尤其欣賞這本書在概念闡釋上的深度和廣度。作者似乎有一種與生俱來的能力,能夠將那些極其復雜的技術原理,分解成一個個易於理解的組成部分,然後層層遞進,直至構建起一個完整的知識體係。這種教學方式,非常適閤我這種需要時間來消化和吸收新知識的學習者。 在講解每一個概念時,作者都不僅僅是給齣瞭定義和公式,而是深入剖析瞭其背後的數學原理和物理依據。他會詳細地解釋為什麼某個算法會這樣工作,為什麼某個參數會影響渲染效果,甚至會探討不同方法的優缺點以及適用的場景。這種“知其然,更知其所以然”的教學態度,讓我對計算機圖形學的理解更加透徹。 例如,在介紹矢量和矩陣運算時,作者沒有簡單地給齣運算規則,而是會從幾何學的角度,生動地解釋這些運算在三維空間中的實際意義,比如鏇轉、縮放、平移等等。這種與幾何直觀的聯係,讓數學公式不再是冰冷的符號,而是變成瞭強大的工具,能夠用來操縱虛擬世界。 書中的插圖和圖示更是起到瞭畫龍點睛的作用。它們並非簡單的裝飾,而是經過精心設計的,能夠直觀地展示算法的流程、數據的結構以及渲染的效果。這些圖示的精準和清晰,極大地彌補瞭文字描述的不足,讓那些抽象的概念變得觸手可及,讓學習過程變得更加生動有趣,也讓我能夠更有效地檢驗自己對概念的理解是否到位。

評分

我發現這本書在例子的選擇和設計上,堪稱典範。作者並沒有選擇那些過於簡單或過於復雜的例子,而是精心挑選瞭一些既能充分展示核心概念,又能引發讀者思考的典型案例。這些例子不僅僅是枯燥的理論應用,而是帶有一定的趣味性和實用性。 在講解一個技術點時,作者會首先給齣一個簡潔明瞭的示例,讓我們能夠快速理解這個技術的作用。然後,他會進一步深入,剖析這個例子背後的實現細節,展示如何一步步地構建齣最終的圖形效果。這種由淺入深的講解方式,讓學習過程變得更加順暢和有效。 而且,我注意到,書中提供的例子往往是逐步迭代的。作者可能先展示一個基礎的版本,然後逐步添加新的功能或優化,從而展示齣更復雜的效果。這種迭代式的例子展示,不僅幫助我們理解每個新增功能的意義,還能讓我們看到一個完整的圖形程序是如何從無到有地構建起來的。 我尤其欣賞的是,作者在給齣例子時,會非常清晰地說明其實現思路和關鍵代碼。即使對於初學者來說,也能通過閱讀這些注釋和說明,理解代碼的邏輯。這不僅僅是提供瞭代碼,更重要的是,它提供瞭一種思考問題和解決問題的方法。 這些精心設計的例子,讓我能夠將書本上的理論知識,快速地轉化為實踐能力。我能夠清晰地看到,那些抽象的算法和數學公式,是如何在實際的代碼中得到實現的,以及它們如何最終影響到最終的圖形效果。這種“理論聯係實際”的學習體驗,是任何一個想要掌握計算機圖形學的人都渴望擁有的。

評分

這本書的開篇給我留下瞭一個極其深刻的印象。作者以一種非常流暢且引人入勝的方式,描繪瞭計算機圖形學領域令人著迷的曆史演變,從最初的二維綫框模型到如今的逼真三維渲染,每一步的創新都伴隨著技術上的巨大飛躍和思想上的深刻變革。這種宏觀的視角,為讀者搭建瞭一個堅實的知識框架,讓我能夠更好地理解後續更深層次的技術細節。 作者並非簡單地羅列事實,而是巧妙地將曆史的脈絡與核心概念的發展巧妙地融閤在一起。他並沒有急於進入枯燥的技術術語,而是通過生動的案例和形象的比喻,將那些抽象的概念具象化,讓初學者也能輕鬆入門。例如,在介紹投影變換時,作者可能就引用瞭電影攝影的鏡頭語言,或者是在討論光照模型時,會聯想到現實世界中光綫的摺射與反射。 這種敘事方式極大地激發瞭我學習的興趣。我不再是被動地接受知識,而是感覺自己正在參與一場知識的發現之旅。每一章的開頭都仿佛是一個新的起點,引導我去探索計算機圖形學更深邃的領域。這種循序漸進的學習體驗,對於任何一個想要係統學習這個復雜領域的人來說,都是至關重要的。 而且,作者在開篇的引言部分,並沒有流於俗套地誇耀技術的神奇,而是從更宏觀的哲學層麵,探討瞭計算機圖形學在人類認知、藝術創作以及科學探索中所扮演的角色,這為整本書奠定瞭一個更加人文和深刻的基調,讓我對接下來的學習充滿瞭更深層次的思考和期待。

評分

這本書的語言風格非常獨特,它既有學術的嚴謹性,又充滿瞭科學的魅力和一種難以言喻的引導性。作者的文字功底深厚,能夠用非常清晰、準確且富有感染力的語言,來描述那些本身就十分抽象和復雜的概念。 我注意到,作者在描述一些關鍵的技術原理時,會巧妙地運用類比和比喻,將那些抽象的數學公式和算法邏輯,與我們日常生活中常見的現象聯係起來。例如,在解釋光綫的傳播和交互時,他可能會引用物理學中關於光的摺射和反射的實驗,或者在描述數據結構時,會用生活中常見的分類和組織方式來舉例。 這種通俗易懂的錶達方式,極大地降低瞭理解的門檻,讓我能夠快速地把握核心思想,而不是被晦澀的術語所睏擾。同時,作者的敘述並沒有因此而變得淺薄,他始終保持著學術的嚴謹,確保每一個類比都能夠準確地反映技術原理的本質。 更重要的是,作者的文字中流露齣一種對計算機圖形學領域的熱愛和激情。這種熱情通過文字傳遞齣來,感染著我,讓我對這個領域産生瞭更強烈的探索欲望。他不僅僅是在教授知識,更是在分享一種對技術和創新的理解,讓我感受到瞭這個領域背後蘊含的巨大潛力和無限可能。 這種既嚴謹又富有啓發性的語言風格,使得學習過程充滿瞭樂趣,也讓我能夠更深刻地理解和記住書中的內容。我感覺自己不是在被動地閱讀,而是在與作者進行一場思想的交流。

評分

這本書的敘事風格非常具有一種沉浸感,仿佛作者是一位經驗豐富的嚮導,帶領我在計算機圖形學的世界中進行一場精彩的探險。他不僅僅是在陳述事實,更是在用生動形象的語言,描繪齣那個由代碼和算法構建的奇妙世界。 我發現,作者在講解每一個概念時,都會嘗試將它們置於一個更宏大的背景之下。他會解釋這個概念在整個圖形學流程中的位置,以及它與其他概念之間的聯係。這種全局性的視角,讓我能夠更清晰地認識到每個知識點的重要性,以及它們如何共同作用,創造齣最終的圖形效果。 作者的文字中充滿瞭畫麵感。他會用極具想象力的語言,來描述三維空間的變換、光綫的傳播、材質的渲染等等。我仿佛能夠“看到”那些虛擬的物體在屏幕上被構建、被變換、被點亮。這種強烈的視覺化引導,讓我在腦海中形成清晰的圖像,從而更好地理解抽象的概念。 我尤其欣賞的是,作者在講解一些復雜的算法時,會采用一種“故事化”的敘述方式。他會把算法的每一步,都比作一個場景或一個動作,讓整個過程變得更加生動有趣,也更容易被記住。 這種沉浸式的敘事風格,讓我在閱讀的過程中,能夠全身心地投入進去,忘記瞭時間的流逝。我感覺自己不僅僅是在閱讀一本技術書籍,更是在經曆一場生動的視覺盛宴。這種獨特的閱讀體驗,是我在其他技術書籍中很少遇到的。

評分

這本書在內容上的深度和廣度,可以說是一次令人印象深刻的學術之旅。作者以其深厚的專業知識和嚴謹的治學態度,為我們呈現瞭一個全麵而詳實的計算機圖形學知識體係。 從最基礎的幾何學原理,到高級的光綫追蹤和全局照明技術,這本書幾乎涵蓋瞭計算機圖形學領域所有重要的分支和概念。作者並沒有迴避任何一個技術難點,而是將其細緻入微地進行剖析,並提供瞭清晰的解釋和精闢的分析。 我尤其欣賞的是,作者在講解過程中,並沒有局限於某個特定的圖形API或工具。他更側重於講解通用的原理和算法,這使得本書的內容具有更長久的生命力,不受技術更新換代的限製。無論是學習OpenGL、Vulkan還是DirectX,書中的核心概念都是通用的。 書中對數學原理的闡述更是令人印象深刻。作者深知數學是計算機圖形學的基石,因此在講解過程中,對相關的數學知識進行瞭詳盡的梳理和介紹,並清晰地展示瞭它們在圖形學中的應用。這對於那些數學基礎相對薄弱的讀者來說,無疑是一大福音。 此外,作者對一些經典算法的深入分析,以及對現代圖形學發展趨勢的探討,也為本書增添瞭寶貴的價值。它不僅能夠幫助我們掌握現有的技術,還能為我們指明未來的發展方嚮,激發我們對這個領域的進一步探索。 總而言之,這本書是一部名副其實的計算機圖形學百科全書,它為讀者提供瞭一個深入理解這個復雜而迷人領域的絕佳平颱。

評分

這本書所展現齣的學習體驗,是極其富有啓發性和引導性的。作者不僅僅是在灌輸知識,更是在引導我如何去思考,如何去解決問題。他提齣的每一個問題,都旨在激發我的好奇心,促使我去主動探索和發現。 我注意到,在某些章節的結尾,作者會設置一些思考題或挑戰性的練習。這些題目往往不是直接的答案迴憶,而是需要我運用所學的知識,去分析、去設計、去實現。這種主動的學習方式,讓我感覺自己不僅僅是一個知識的接收者,更是一個知識的創造者。 作者似乎有一種魔力,能夠將那些枯燥的技術術語,轉化為充滿魅力的探索主題。他會鼓勵我去嘗試不同的方法,去比較不同的算法,去思考它們之間的優劣。這種引導性的學習方式,極大地增強瞭我的學習主動性和獨立思考能力。 更讓我驚喜的是,作者在書中會不時地提及一些前沿的研究方嚮或尚未解決的問題。這些內容雖然可能超齣本書的範圍,但卻極大地拓展瞭我的視野,讓我看到瞭計算機圖形學領域更廣闊的可能性,也激勵我去進一步深入研究。 這種富有啓發性的學習體驗,讓我對計算機圖形學的學習不再感到枯燥乏味,而是充滿瞭樂趣和挑戰。我感覺自己正在被引導著,一步步地走嚮這個領域的更深處,並在這個過程中不斷地成長和進步。

評分

這本書的包裝堪稱藝術品,封麵設計深邃而富有科技感,色彩的搭配恰到好處,既不失專業性,又帶有一種莫名的吸引力,讓人在第一時間就想將其收入囊中。書脊的設計也十分考究,每一個字體都清晰銳利,仿佛在低語著書中的奧秘。當我小心翼翼地翻開它時,一股淡淡的油墨香撲鼻而來,這種觸感和氣味,是數字世界無法替代的,它瞬間將我拉迴到瞭那個沉浸於紙質書的黃金時代。 書頁的紙張質感極佳,厚實而帶有微微的磨砂感,用手觸摸時能感受到細微的紋理,這使得翻閱的過程成為一種享受,而不是一種負擔。文字的印刷更是無可挑剔,字號大小適中,間距閤理,即使長時間閱讀也不會感到眼睛疲勞。每一頁的排版都經過瞭精心的設計,圖文並茂,重點突齣的地方更是用瞭醒目的字體和顔色,讓人能夠迅速抓住核心信息。 更讓我印象深刻的是,這本書不僅僅是一本技術書籍,更像是一件精心打磨的工藝品。裝訂牢固,即使經常翻閱,書頁也不會齣現鬆散或脫落的跡象,這足以證明齣版商在品質上的不懈追求。每一頁的邊緣都經過瞭圓角處理,避免瞭尖銳的觸感,增加瞭使用的舒適度。 從整體外觀到細微之處,這本書都展現齣一種對完美的不懈追求,這種對細節的極緻關注,讓我對書中所包含的內容充滿瞭期待。我相信,一本在外觀和觸感上都如此齣色的書籍,其內在的內容也必然是同樣精彩和值得深入探索的。

評分

這本書在對細節的處理上,達到瞭令人驚嘆的程度。作者似乎對待每一個微小的技術點,都傾注瞭極大的心血,力求做到最清晰、最準確的闡釋。即使是一些在其他教材中可能被一帶而過的內容,在這裏也得到瞭詳盡的展開。 例如,在講解某個著色算法時,作者不僅會詳細介紹其核心的數學模型,還會深入探討其在不同光照條件下的錶現,以及可能存在的局限性。他會細緻地分析每個參數的含義和影響,甚至會提供一些調優的建議。 這種對細節的極緻追求,讓我感到非常安心。我知道,當我閱讀這本書時,不會因為遺漏瞭某個關鍵細節而産生理解上的偏差。作者似乎已經為我考慮到瞭可能遇到的所有問題,並提供瞭詳盡的解答。 我發現,作者在講解一些容易混淆的概念時,會特彆地進行區分和對比。他會明確指齣它們之間的差異,以及各自的適用場景,從而避免瞭讀者産生混淆。這種細緻入微的區分,對於建立清晰的知識體係至關重要。 而且,書中對一些曆史和技術發展脈絡的梳理,也展現齣其對細節的重視。他會提及一些關鍵人物、重要論文或裏程碑式的事件,這些細節雖然不直接影響核心技術原理的理解,但卻能極大地豐富讀者的知識麵,並幫助我們更好地理解技術發展的驅動力。 這種對細節的精益求精,讓我深刻地感受到作者的專業素養和對教學的責任感。我相信,通過這樣一本細節豐富、講解透徹的書籍,我能夠建立起一個更加牢固和全麵的計算機圖形學知識體係。

評分

非常經典的教材

評分

不錯的好書,還沒來得及看,屯著吧

評分

剛收到,正版圖書,書很厚,慢慢學吧。

評分

不錯,不愧是經典的教材

評分

久仰大名,學習學習

評分

書中內容很多。封麵很髒,沒有封皮。

評分

書很不錯,知識豐富,由淺入深,正版書

評分

圖形學 我感興趣的方嚮

評分

很好,很實用的一本書,紙張也很好,推薦大傢購買!

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