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內容簡介

本書是作者多年來教學與科研工作的總結，采用自頂嚮下的結構進行講解，涵蓋瞭基於WebGL編程工具的交互式圖形編程、三維可編程繪製流水綫、變換與觀察、光照與明暗繪製、麯綫麯麵建模等基本的計算機圖形學內容，以及離散技術、層級建模、過程建模、光綫跟蹤、並行繪製和體繪製等高級內容。並為讀者進一步深入學習和研究，在每章後麵提供瞭相關的建議閱讀資料。

作者簡介

Edward Angel，是新墨西哥大學（UNM）計算機科學的退休教授，並擔任過藝術、技術和科學實驗室（ARTS Lab）的主任。直到2007年7月，他一直是UNM的計算機科學、電子與計算機工程、媒體藝術教授。Angel於1964年在加州理工大學獲得學士學位，並於1968年在南加州大學獲得博士學位。他曾任職於加州大學伯剋利分校、南加州大學和羅切斯特大學。Angel目前的研究領域是計算機圖形學及科學可視化、虛擬現實和大規模並行計算等。

張榮華，華北電力大學計算機與科學學院，高級工程師，主要研究方嚮為計算機視覺、計算機圖形學等，曾翻譯過多部圖形學著作。

目錄

第1章 圖形係統和模型
1．1 計算機圖形學的應用
1．1．1 信息的顯示
1．1．2 設計
1．1．3 仿真和動畫
1．1．4 用戶界麵
1．2 圖形係統
1．2．1 像素和幀緩存
1．2．2 CPU與GPU
1．2．3 輸齣設備
1．2．4 輸入設備
1．3 物理圖像與閤成圖像
1．3．1 對象和觀察者
1．3．2 光和圖像
1．3．3 成像模型
1．4 成像係統
1．4．1 針孔照相機
1．4．2 人類視覺係統
1．5 虛擬照相機模型
1．6 應用程序編程接口
1．6．1 筆式繪圖儀模型
1．6．2 三維API
1．6．3 使用WebGL API繪製的一係列
圖像
1．6．4 建模-繪製模式
1．7 圖形繪製係統的體係結構
1．7．1 顯示處理器
1．7．2 流水綫體係結構
1．7．3 圖形繪製流水綫
1．7．4 頂點處理
1．7．5 裁剪和圖元組裝
1．7．6 光柵化
1．7．7 片元處理
1．8 可編程流水綫
1．9 性能特徵
1．10OpenGL版本和WebGL
小結和注釋
建議閱讀資料
習題
第2章 圖形學編程
2．1 Sierpinski鏤墊
2．2 編寫二維圖形應用程序
2．3 WebGL應用程序編程接口
2．3．1 圖形函數
2．3．2 圖形繪製流水綫和狀態機
2．3．3 OpenGL和WebGL
2．3．4 WebGL接口
2．3．5 坐標係
2．4 圖元和屬性
2．4．1 多邊形的基本概念
2．4．2 WebGL中的多邊形
2．4．3 利用多邊形近似球麵
2．4．4 三角剖分
2．4．5 文本
2．4．6 麯綫和麯麵對象
2．4．7 屬性
2．5 顔色
2．5．1 RGB顔色
2．5．2 索引顔色
2．5．3 設置顔色屬性
2．6 觀察
2．6．1 正投影
2．6．2 二維觀察
2．7 控製函數
2．7．1 和窗口係統的交互
2．7．2 寬高比和視口
2．7．3 應用程序組織結構
2．8 Sierpinski鏤墊繪製程序
2．8．1 嚮GPU發送數據
2．8．2 繪製Sierpinski鏤墊的
點數據
2．8．3 頂點著色器
2．8．4 片元著色器
2．8．5 組閤代碼段
2．8．6 initShaders()函數
2．8．7 init()函數
2．8．8 從應用程序讀入著色器
2．9 多邊形和遞歸
2．10三維Sierpinski鏤墊
2．10．1 使用三維點
2．10．2 命名規範
2．10．3 使用多邊形的三維Sierpinski
鏤墊
2．10．4 隱藏麵消除
小結和注釋
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習題
第3章 交互和動畫
3．1 動畫
3．1．1 鏇轉的正方形
3．1．2 顯示過程
3．1．3 雙緩存
3．1．4 使用定時器
3．1．5 使用requestAnimFrame
函數
3．2 交互
3．3 輸入設備
3．4 物理輸入設備
3．4．1 鍵盤碼
3．4．2 光筆
3．4．3 鼠標和跟蹤球
3．4．4 數據闆、 觸摸闆和觸摸屏
3．4．5 操作杆
3．4．6 多維輸入設備
3．4．7 邏輯設備
3．4．8 輸入模式
3．5 客戶和服務器
3．6 事件驅動輸入編程
3．6．1 事件和事件監聽器
3．6．2 增加按鈕
3．6．3 菜單
3．6．4 使用鍵碼
3．6．5 滑動條
3．7 位置輸入
3．8 窗口事件
3．9 拾取
3．10建立交互式模型
3．11交互式程序的設計
小結和注釋
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習題
第4章 幾何對象和變換
4．1 標量、 點和嚮量
4．1．1 幾何對象
4．1．2 與坐標無關的幾何
4．1．3 數學的觀點： 嚮量空間和仿射
空間
4．1．4 計算機科學的觀點
4．1．5 幾何ADT
4．1．6 直綫
4．1．7 仿射加法
4．1．8 凸性
4．1．9 點積和叉積
4．1．10平麵
4．2 三維圖元
4．3 坐標係和標架
4．3．1 嚮量的錶示和n元組
4．3．2 坐標係的變換
4．3．3 舉例： 不同基下的錶示之間的
變換
4．3．4 齊次坐標
4．3．5 舉例： 標架變換
4．3．6 對錶示進行處理
4．4 WebGL中的標架
4．5 矩陣和嚮量類型
4．6 建模一個彩色立方體
4．6．1 建模立方體的麵
4．6．2 嚮內和嚮外的麵
4．6．3 錶示對象的數據結構
4．6．4 彩色立方體
4．6．5 顔色插值
4．6．6 顯示立方體
4．6．7 使用元素繪製網格
4．7 仿射變換
4．8 平移、 鏇轉和縮放
4．8．1 平移
4．8．2 鏇轉
4．8．3 縮放
4．9 變換的齊次坐標錶示
4．9．1 平移
4．9．2 縮放
4．9．3 鏇轉
4．9．4 錯切
4．10 變換的級聯
4．10．1 不動點在任意位置的
鏇轉
4．10．2 一般的鏇轉
4．10．3 實例變換
4．10．4 繞任意軸的鏇轉
4．11 WebGL中的變換矩陣
4．11．1 當前變換矩陣
4．11．2 基本矩陣函數
4．11．3 鏇轉、 平移和縮放
4．11．4 繞任意不動點的鏇轉
4．11．5 變換的順序
4．12使立方體鏇轉起來
4．13三維應用程序的接口
4．13．1 使用屏幕區域
4．13．2 虛擬跟蹤球
4．13．3 平滑的鏇轉
4．13．4 增量式鏇轉
4．14四元數
4．14．1 復數和四元數
4．14．2 四元數和鏇轉
4．14．3 四元數和萬嚮節死鎖
小結和注釋
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習題
第5章 觀察
5．1 經典觀察和計算機觀察
5．1．1 經典觀察
5．1．2 正投影
5．1．3 軸測投影
5．1．4 斜投影
5．1．5 透視觀察
5．2 計算機觀察
5．3 定位照相機
5．3．1 照相機標架的定位
5．3．2 兩個觀察API
5．3．3 lookAt函數
5．3．4 其他觀察API
5．4 平行投影
5．4．1 正投影
5．4．2 WebGL中的平行投影
5．4．3 投影的規範化
5．4．4 正投影變換矩陣
5．4．5 斜投影
5．4．6 交互式觀察立方體
5．5 透視投影
5．6 WebGL中的透視投影
5．7 透視投影變換矩陣
5．7．1 透視投影的規範化
5．7．2 WebGL中的透視投影
變換
5．7．3 透視投影示例程序
5．8 隱藏麵消除
5．9 顯示網格
5．9．1 顯示網格麯麵
5．9．2 多邊形偏移
5．9．3 在場景中漫遊
5．10 投影和陰影
5．11 陰影映射
小結和注釋
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習題
第6章 光照和著色
6．1 光綫和材質
6．2 光源
6．2．1 彩色光源
6．2．2 環境光
6．2．3 點光源
6．2．4 聚光燈
6．2．5 遠距離光源
6．3 Phong反射模型
6．3．1 環境光反射
6．3．2 漫反射
6．3．3 鏡麵反射
6．3．4 改進的Phong模型
6．4 計算嚮量
6．4．1 法嚮量
6．4．2 反射角
6．5 多邊形的著色
6．5．1 均勻著色
6．5．2 平滑著色
6．5．3 Phong著色
6．6 通過遞歸細分逼近球麵
6．7 指定光照參數
6．7．1 光源
6．7．2 材質
6．8 實現光照模型
6．8．1 在WebGL應用程序代碼中應用
光照模型
6．8．2 繪製效率
6．8．3 在頂點著色器中實現光照
計算
6．9 球麵模型的著色
6．10 基於每個片元的光照計算
6．11 非真實感著色
6．12 全局光照
小結和注釋
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習題
第7章 離散技術
7．1 緩存
7．2 數字圖像
7．3 映射方法
7．4 二維紋理映射
7．5 WebGL的紋理映射
7．5．1 紋理對象
7．5．2 紋理圖像數組
7．5．3 紋理坐標和紋理采樣器
7．5．4 紋理采樣
7．5．5 使用紋理坐標
7．5．6 多紋理映射
7．6 紋理生成
7．7 環境貼圖
7．8 反射貼圖示例程序
7．9 凹凸映射
7．9．1 計算凹凸貼圖
7．9．2 凹凸貼圖示例程序
7．10 融閤技術
7．10．1 不透明度與融閤
7．10．2 圖像融閤
7．10．3 WebGL中圖像的融閤
7．10．4 再探反走樣
7．10．5 從後嚮前或從前嚮後繪製
多邊形
7．10．6 場景反走樣和多重采樣
7．10．7 圖像處理
7．10．8 其他的多通道繪製方法
7．11 GPGPU
7．12 幀緩存對象
7．13 緩存交換
7．14 拾取
小結和注釋
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習題
第8章 從幾何到像素
8．1 圖形繪製流水綫的基本實現
策略
8．2 圖形繪製係統的四個主要
任務
8．2．1 建模
8．2．2 幾何處理
8．2．3 光柵化
8．2．4 片元處理
8．3 裁剪
8．4 綫段的裁剪
8．4．1 Cohen-Sutherland裁剪
算法
8．4．2 Liang-Barsky裁剪算法
8．5 多邊形的裁剪
8．6 其他圖元的裁剪
8．6．1 包圍盒與包圍體
8．6．2 麯綫、 麯麵和字符的裁剪
8．6．3 幀緩存中的裁剪
8．7 三維裁剪
8．8 光柵化
8．9 Bresenham算法
8．10 多邊形光柵化算法
8．10．1 內外測試法
8．10．2 WebGL與凹多邊形
8．10．3 填充與分類
8．10．4 漫水填充算法
8．10．5 處理奇點
8．11 隱藏麵消除
8．11．1 對象空間和圖像空間消隱
算法
8．11．2 排序與隱藏麵消除
8．11．3 掃描綫填充算法
8．11．4 背麵剔除
8．11．5 z緩存算法
8．11．6 基於z緩存的掃描轉換
算法
8．11．7 深度排序和畫傢算法
8．12 反走樣
8．13 顯示方麵的問題
8．13．1 顔色係統
8．13．2 顔色矩陣
8．13．3 γ校正
8．13．4 抖動輸齣技術和半色調輸齣
技術
小結和注釋
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習題
第9章 層級建模方法
9．1 圖符和實例
9．2 層級模型
9．3 機器人手臂
9．4 樹與遍曆
9．5 使用樹數據結構
9．6 動畫
9．7 圖形對象
9．7．1 方法、 屬性和消息
9．7．2 一個立方體對象
9．7．3 對象與層級結構
9．7．4 幾何和非幾何對象
9．8 場景圖
9．9 實現場景圖
9．10 其他樹結構
9．10．1 CSG樹
9．10．2 BSP樹
9．10．3 四叉樹和八叉樹
小結和注釋
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習題
第10章 過程建模方法
10．1 基於算法的建模
10．2 基於物理的建模和粒子係統
10．3 牛頓粒子
10．3．1 獨立的粒子
10．3．2 彈簧力
10．3．3 吸引力與排斥力
10．4 求解粒子係統方程
10．5 約束條件
10．5．1 碰撞
10．5．2 軟約束
10．6 一個簡單的粒子係統
10．6．1 繪製粒子
10．6．2 更新粒子的位置
10．6．3 碰撞
10．6．4 作用力
10．6．5 群聚行為
10．7 基於agent的建模
10．8 基於語言的建模
10．9 遞歸方法和分形
10．9．1 標尺和長度
10．9．2 分形維數
10．9．3 中點劃分及布朗運動
10．9．4 分形山脈
10．9．5 Mandelbrot集
10．9．6 Mandelbrot片元著色器
10．10 過程噪聲
小結和注釋
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習題
第11章 麯綫和麯麵
11．1 麯綫和麯麵的錶示形式
11．1．1 顯式錶示形式
11．1．2 隱式錶示形式
11．1．3 參數錶示形式
11．1．4 參數多項式麯綫
11．1．5 參數多項式麯麵
11．2 設計準則
11．3 三次參數多項式麯綫
11．4 插值
11．4．1 調和函數
11．4．2 三次插值麯麵片
11．5 Hermite麯綫和麯麵
11．5．1 Hermite形式
11．5．2 幾何與參數連續性
11．6 B?zier麯綫和麯麵
11．6．1 B?zier麯綫
11．6．2 B?zier麯麵片
11．7 三次B樣條
11．7．1 三次B樣條麯綫
11．7．2 B樣條和基函數
11．7．3 樣條麯麵
11．8 普通B樣條
11．8．1 B樣條的遞歸定義
11．8．2 均勻樣條
11．8．3 非均勻B樣條
11．8．4 NURBS
11．8．5 Catmull-Rom樣條
11．9 麯綫和麯麵的繪製
11．9．1 多項式求值方法
11．9．2 遞歸細分B?zier多項式
11．9．3 基於細分算法的其他多項式
麯綫的繪製
11．9．4 細分B?zier麯麵
11．10 Utah茶壺模型
11．11 代數麯麵
11．11．1 二次麯麵
11．11．2 使用光綫跟蹤繪製
麯麵
11．12 麯綫和麯麵的細分
11．13 從數據生成網格
11．13．1 迴顧高度場
11．13．2 Delaunay三角剖分
11．13．3 點雲
11．14 支持麯綫和麯麵的圖形API
11．14．1 麯麵細分著色
11．14．2 幾何著色
小結和注釋
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習題
第12章 高級繪製
12．1 超越流水綫繪製結構
12．2 光綫跟蹤
12．3 構建一個簡單的光綫跟蹤器
12．3．1 光綫跟蹤遞歸算法
12．3．2 計算交點
12．3．3 其他不同形式的光綫
跟蹤
12．4 繪製方程
12．5 輻射度方法
12．5．1 輻射度方程
12．5．2 求解輻射度方程
12．5．3 計算排列因子
12．5．4 實現輻射度算法
12．6 全局光照和路徑跟蹤
12．7 RenderMan
12．8 並行繪製
12．8．1 sort-middle繪製方法
12．8．2 sort-last繪製方法
12．8．3 sort-first繪製方法
12．9 GPU硬件實現
12．10 隱函數和等高綫圖
12．10．1 步進方格
12．10．2 步進三角形
12．11 體繪製
12．11．1 體數據集
12．11．2 隱函數的可視化
12．12 等值麵與步進立方體
12．13 步進四麵體
12．14 網格簡化
12．15 直接體繪製
12．15．1 指定顔色和透明度
12．15．2 拋雪球算法
12．15．3 體光綫跟蹤
12．15．4 基於紋理映射的體繪製
12．16 基於圖像的繪製
小結和注釋
建議閱讀資料
習題
附錄A 初始化著色器
附錄B 空間
附錄C 矩陣
附錄D 采樣與走樣
參考文獻

前言/序言

　　譯 者 序
　　計算機圖形學（Computer Graphics）産生於20世紀60年代， 是研究圖形的計算機生成、 處理和顯示的一門學科。目前計算機圖形學已經滲透到工業生産和社會活動的各個領域， 從飛機、 汽車的計算機輔助設計到飛行模擬器， 從視頻遊戲到數字電影， 從天氣預報到地質勘探， 無一不應用計算機圖形生成技術。因此， 交互式計算機圖形學 基於WebGL的自頂嚮下方法（第七版） [Interactive Computer Graphics with WebGL, Seventh] 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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