計算機圖形學與動畫技術 9787302261643 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

繁體網頁||簡體網頁

☆☆☆☆☆

於萬波著 著

圖書標籤:

• 計算機圖形學
• 動畫技術
• 計算機科學
• 圖形圖像處理
• 動畫製作
• 高等教育
• 教材
• 計算機輔助設計
• 可視化
• 數字媒體

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302261643

商品編碼：29714533887

包裝：平裝

齣版時間：2011-08-01

基本信息

書名:計算機圖形學與動畫技術

定價：26.00元

售價：17.7元,便宜8.3元,摺扣68

作者:於萬波著

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2011-08-01

ISBN：9787302261643

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.636kg

編輯推薦

於萬波編著的《計算機圖形學與動畫技術》的指導思想是減輕學生入門圖形學的難度，引導學生去思考一些圖形學問題，通過實際操作激發學生的興趣；以實例製作為主綫，化解圖形學的一些難點，把算法與理論公式等**地穿插在例題習題之間，實現一種以歸納為主導的層嵌式遞進學習模式。通過本書的學習，可以讓讀者掌握計算機繪圖及動畫製作的一般性知識，瞭解一些圖形繪製原理以及一些經典算法。

內容提要

於萬波編著的《計算機圖形學與動畫技術》是計算機圖形學的入門教程，以VisualC 與OpenGl為工具講解計算機圖形學以及動畫製作的基本知識。《計算機圖形學與動畫技術》主要內容包括VisualC 繪圖相關類及函數的使用、二維直綫麯綫的繪製方法以及區域填充的基本內容；通過一些典型實例介紹OpenGl和學習三維圖形投影、消隱、光照等內容；分類講解動畫製作與實例分析。《計算機圖形學與動畫技術》可作為數字媒體技術專業、計算機科學與技術專業、信息與計算科學專業、軟件工程專業、機械或建築設計等專業的計算機圖形學教材，也可以供對計算機圖形動畫製作感興趣的程序設計人員使用

目錄

章 Visual C 繪圖程序設計 1.1 使用CDC類函數繪製圖形 1.1.1 使用單文檔程序繪圖 1.1.2 繪製具有真實感的三維圖形 1.1.3 交互繪圖程序設計 1.1.4 繪製矩形 1.1.5 在指定位置輸齣文本 1.2 畫筆與畫刷 1.2.1 畫筆類及其函數 1.2.2 畫刷類 1.3 位圖圖像操作 1.4 繪圖與動畫程序實例 1.4.1 小圓的彈 1.4.2 拋物運動 1.4.3 小圓沿著螺鏇綫上升 1.4.4 逐幀動畫製作 1.4.5 使用Timer事件函數繪製圖形 1.4.6 移動鼠標進行書寫 1.5 Win32應用程序中繪圖與動畫製作 1.5.1 用多種填充形式製作動畫 1.5.2 使用顔色漸變製作動畫 習題1第2章 二維圖形繪製與填充 2.1 直綫繪製算法 2.1.1 使用直綫方程計算函數值繪製直綫段 2.1.2 DDA微分繪製方法 2.1.3 Bresenham算法 2.2 二次麯綫繪製 2.2.1 使用方程繪製二次麯綫 2.2.2 一般平麵麯綫的繪製 2.2.3 圓的繪製算法研究 2.2.4 拋物綫的平移與鏇轉 2.2.5 二次貝賽爾麯綫繪製算法 2.3 擬閤麯綫 2.3.1 小二乘法擬閤 2.3.2 貝賽爾麯綫 2.3.3 B-樣條麯綫 2.4 插值麯綫 2.4.1 簡單的逐段多項式插值方法 2.4.2 Hermite麯綫 2.4.3 樣條麯綫 2.5 基於代數方程的基本規則圖形填充 2.5.1 矩形與三角形填充 2.5.2 橢圓填充 2.5.3 拋物綫圍成的封閉區域填充 2.6 多邊形填充 2.6.1 多邊形填充的復雜性分析 2.6.2 掃描綫填充 2.6.3 種子填充 2.7 二維分形圖繪製 習題2第3章 OpenGl 3.1 Visual C sOurCe file運行OpenGl程序 3.1.1 Visual C 中的OpenGl頭文件 3.1.2 OpenGl基本二維圖形單元繪製 3.1.3 三維正方體繪製 3.2 繪製多麵體 3.2.1 具有顔色插值效果的多麵體 3.2.2 多麵體的光照效果 3.2.3 一個鏇轉的正方體 3.3 OpenGl交互操作 3.3.1 鼠標操作 3.3.2 鍵盤操作 3.4 OpenGl麯綫麯麵繪製 3.4.1 樣條麯綫繪製 3.4.2 樣條麯麵繪製 3.5 OpenGl圖像操作 3.5.1 二值圖形繪製 3.5.2 讀寫像素 3.5.3 像素復製 3.6 OpenGl程序設計實例 3.6.1 繪製五角星 3.6.2 鏇轉立方體 3.6.3 繪製地形圖 3.7 Visual C OpenGl程序設計 3.7.1 單文檔OpenGl程序 3.7.2 星空閃爍動畫 習題3第4章 三維圖形繪製原理與實例分析 4.1 空間中的麯綫麯麵 4.1.1 三維空間麯綫的插值與擬閤 4.1.2 三維坐標係的繪製 4.1.3 基於方程的三維空間麯綫繪製 4.1.4 基於方程的網格麯麵繪製 4.1.5 貝賽爾麯麵 4.1.6 B-樣條麯麵繪製 4.2 幾何造型基本單元的組織 4.2.1 幾何造型的三種模型 4.2.2 實體模型構造方法 4.2.3 場景構造與模型的重用 4.3 三維數據的二維投影與裁剪 4.3.1 三維數據與二維顯示 4.3.2 投影 4.3.3 裁剪 4.4 隱藏麵計算方法 4.4.1 背麵檢測方法 4.4.2 其他檢測方法 4.5 光照效果 4.5.1 簡單光照模型 4.5.2 明暗插值與陰影生成 4.5.3 OpenGl中的光照效果 習題4第5章 動畫製作技術與實例分析 5.1 動畫的分類製作方法 5.1.1 逐幀動畫、形變動畫與路徑動畫 5.1.2 使用軟件製作動畫 5.2 常用的三維變換 5.2.1 平移變換與鏇轉變換 5.2.2 比例變換與錯切變換 5.3 基於圖像的動畫製作 5.3.1 一個飄動的圖像 5.3.2 OpenGl紋理映射函數 5.3.3 爆炸效果動畫製作 5.4 鍵盤控製球的轉動 5.4.1 一個轉動的地球 5.4.2 球的上下左右移動 5.5 一個動畫遊戲分析與改進 5.5.1 運行飛機動畫遊戲程序 5.5.2 飛機模型的製作 5.5.3 飛機的飛行 5.5.4 發射子彈 5.5.5 鍵盤的使用 習題5 參考文獻 後記

作者介紹

於萬波，男，1966年生，大連大學信息工程學院副教授，碩士、博士分彆畢業於吉林大學與大連理工大學，研究方嚮是計算機圖形動畫、圖像處理，對人腦的真實的思維模式研究很感興趣，同時緻力於計算機科學的教學改革研究，已經齣版《Java程序設計》、《軟件係統實現與分析》等10餘部教材。

文摘

序言

《數字藝術原理與實踐》 引言 在這個數字化浪潮席捲全球的時代，視覺傳達的力量日益凸顯。從電影特效的震撼，到遊戲場景的逼真，再到建築設計的可視化，數字藝術以其獨特的魅力和無限的可能性，深刻地影響著我們的生活和工作。而這一切的背後，都離不開對數字藝術原理的深刻理解和實踐的精湛掌握。《數字藝術原理與實踐》一書，正是為渴望在這個蓬勃發展的領域中探索、學習並施展纔華的讀者量身打造。它將帶您深入淺齣地揭示數字藝術的底層邏輯，並提供一套全麵而係統的實踐指導，幫助您從入門到精通，構建堅實的理論基礎，掌握核心的創作技能，最終實現您的創意構想。 第一部分：數字藝術的基石——理論與概念解析 數字藝術並非憑空而來，它的發展根植於一係列基本原理和概念。本部分將為您一一剖析這些至關重要的基石，讓您知其然，更知其所以然。 第一章：視覺語言的數學與幾何基礎 坐標係與空間錶示： 深入理解二維與三維坐標係，掌握點、綫、麵、體等基本幾何元素在數字空間中的錶示方法。我們將探討不同坐標係（如笛卡爾坐標係、極坐標係）的特性及其在圖形繪製中的應用。 嚮量與矩陣的運算： 嚮量在錶示方嚮、位移、速度等方麵至關重要，而矩陣則承擔著變換（如平移、鏇轉、縮放、剪切）的關鍵角色。本章將詳細講解嚮量加減、點乘、叉乘，以及矩陣乘法、逆矩陣等運算，揭示它們如何驅動復雜的圖形變化。 變換的原理與實現： 深入解析綫性變換（如縮放、鏇轉、剪切）和仿射變換（包含平移）的數學模型。我們將學習如何通過組閤矩陣來實現復閤變換，並理解世界坐標係、模型坐標係、視圖坐標係和投影坐標係之間的轉換關係，這是構建三維場景的基礎。 麯綫與麯麵錶示： 除瞭簡單的直綫段，圖形的流暢性和復雜性往往依賴於麯綫和麯麵的生成。我們將介紹貝塞爾麯綫、B-樣條麯綫等參數化麯綫的數學定義，以及NURBS麯麵等高級錶示方法，理解它們在建模中的重要作用。 光柵化與矢量圖形： 理解這兩種基本的圖形錶示方式的原理。光柵圖形（位圖）以像素為單位，適閤錶現照片般的細節；矢量圖形則以數學方程描述，具有無限縮放而不失真的優點。我們將探討它們各自的優勢、劣勢以及在不同應用場景下的選擇。 第二章：色彩的科學與心理學 色彩模型：RGB、CMYK、HSV等： 詳細解析不同色彩模型的構成原理、適用範圍以及它們之間的轉換關係。瞭解RGB如何描述屏幕顯示色彩，CMYK如何應用於印刷，HSV如何更直觀地錶達色相、飽和度和明度，對於進行準確的色彩錶現至關重要。 色彩混閤與疊加： 探討加法混色（RGB）和減法混色（CMYK）的機製，以及它們在數字閤成與印刷中的具體應用。理解不同顔色混閤後的視覺效果，有助於創造更具錶現力的畫麵。 色彩心理學與情感傳達： 色彩不僅僅是視覺上的刺激，更承載著豐富的情感與文化含義。本章將介紹色彩的情緒聯想，如紅色代錶熱情與危險，藍色象徵冷靜與憂鬱等，以及如何利用色彩搭配來引導觀眾的情緒，增強作品的錶現力。 色調、飽和度、明度（HSV）的調整： 深入理解HSV模型在色彩控製中的應用。學習如何通過精確調整色相、飽和度和明度來獲得所需的色彩效果，並掌握色彩平衡、對比度、亮度等基本調整工具的使用。 第三章：數字圖像處理的基礎 圖像的構成與錶示： 深入瞭解數字圖像的本質——像素網格。理解像素的顔色值、分辨率、位深度等概念，以及它們如何共同決定圖像的質量和信息量。 基本的圖像增強技術： 學習如何通過調整亮度、對比度、色階、麯綫等工具來改善圖像的視覺效果，修復曝光不足或過度的問題，使圖像更加清晰、生動。 濾波器的原理與應用： 探索各種濾波器的作用，如銳化濾波器用於突齣細節，模糊濾波器用於柔化邊緣或營造景深，降噪濾波器用於去除圖像中的雜點。理解捲積運算是實現這些濾波效果的核心。 圖像的變換與變形： 學習如何對圖像進行鏇轉、縮放、裁剪、扭麯等操作，以達到構圖、創意或修復的目的。 圖層的概念與管理： 理解圖層是數字圖像處理中最重要的概念之一。圖層允許將圖像的不同元素進行分離和獨立編輯，極大地提高瞭創作的靈活性和效率。 第二部分：數字藝術的實踐——創作與工具應用 理論知識是基礎，而實踐應用纔能將創意化為現實。本部分將聚焦於數字藝術創作中常用的軟件工具和核心技術，指導您動手實踐，掌握創作流程。 第四章：二維圖形繪製與設計 矢量圖形軟件（如Adobe Illustrator, Inkscape）的核心功能： 掌握鋼筆工具、形狀工具、路徑編輯等核心功能，學習如何創建、組閤和修改矢量對象。理解矢量圖形的優勢在於其可無限縮放和易於編輯的特性。 位圖編輯軟件（如Adobe Photoshop, GIMP）的精髓： 深入理解畫筆工具、選區工具、圖層混閤模式、濛版等核心功能。學習如何進行精細的圖像修飾、閤成、繪製，以及如何運用濾鏡和調整工具來增強圖像錶現力。 插畫風格的探索與實踐： 結閤軟件工具，探討不同插畫風格的特點，如扁平化、寫實、水彩、賽博朋剋等。指導您如何通過色彩、綫條、構圖等元素來塑造獨特的個人風格。 UI/UX設計元素的應用： 學習如何在數字作品中考慮用戶界麵和用戶體驗。理解色彩搭配、布局、圖標設計、信息層級等元素對作品易用性和吸引力的影響。 第五章：三維建模與場景構建 三維建模軟件（如Blender, Maya, 3ds Max）的界麵與基礎操作： 熟悉軟件的視圖導航、基本工具（如創建基本體、編輯頂點、邊、麵）以及常用快捷鍵，為建模打下堅實基礎。 多邊形建模技術： 掌握通過細分、擠壓、倒角、切片等操作構建復雜三維模型的方法。學習如何優化模型拓撲結構，以實現更好的渲染效果和動畫錶現。 雕刻與數字繪畫： 探索ZBrush等雕刻軟件的強大功能，用於創建細節豐富、造型逼真的有機模型，如角色、生物等。結閤數字繪畫技術，為模型添加紋理和細節。 材質與紋理貼圖： 理解PBR（基於物理的渲染）材質模型，學習如何創建和應用各種紋理貼圖（如顔色貼圖、法綫貼圖、粗糙度貼圖、金屬度貼圖），賦予模型真實的光澤、質感和細節。 場景搭建與布局： 學習如何將多個模型組閤成一個完整的場景，並通過燈光、攝像機、環境等元素來營造氛圍和空間感。 第六章：數字渲染與視覺呈現 渲染器的原理與類型： 瞭解光綫追蹤、光柵化渲染等不同的渲染技術，以及它們在圖像生成過程中的作用。 燈光與陰影的模擬： 深入學習不同類型的光源（如點光源、聚光燈、定嚮光、環境光）的特性，以及它們如何影響場景的明暗關係、立體感和氛圍。理解陰影的生成與錶現是真實感渲染的關鍵。 攝像機設置與構圖： 學習如何調整攝像機的焦距、景深、曝光等參數，以獲得最佳的視覺效果。掌握構圖原則，如三分法、黃金分割等，使畫麵更具美感和敘事性。 渲染參數的優化： 理解采樣率、全局光照、抗鋸齒等渲染參數對最終圖像質量和渲染時間的影響，學會根據項目需求進行權衡和優化。 後期閤成與調色： 學習使用後期軟件（如Adobe After Effects, Nuke）對渲染齣的圖像進行閤成、調色、添加特效等操作，進一步提升作品的視覺衝擊力和藝術錶現力。 第七章：數字動畫的基礎與原理 關鍵幀動畫： 理解關鍵幀動畫的核心概念，即在時間軸上設置物體狀態的變化，由軟件自動計算中間幀，實現平滑的運動。 動畫麯綫與緩動： 學習如何編輯動畫麯綫來控製物體運動的速度和節奏，理解緩入緩齣（Easing）的概念，使動畫更具生命力和自然感。 骨骼綁定與濛皮： 掌握為三維模型創建骨骼係統，並將其與模型錶麵進行連接（濛皮）的技術。這是實現角色動畫的基礎。 動畫循環與運動規律： 探討不同類型動畫的運動規律，如彈性、碰撞、慣性等，以及如何通過觀察現實世界來捕捉和模擬這些規律。 簡單的運動捕捉與麵部動畫： 介紹運動捕捉技術的基本原理，以及如何利用麵部綁定和錶情設置來實現生動的人物錶情。 第三部分：進階探索與未來展望 在掌握瞭基本原理和實踐技巧之後，本部分將引導讀者進一步探索數字藝術的深度，並展望其未來的發展方嚮。 第八章：特效技術與實時渲染 粒子係統與模擬： 學習如何創建和控製粒子係統，模擬煙、火、水、雨等自然現象，為場景增添動感和真實感。 物理模擬： 探索布料、流體、剛體等物理模擬技術，讓物體在虛擬環境中遵循真實的物理定律，産生逼真的碰撞、形變和運動。 實時渲染技術： 深入瞭解遊戲引擎（如Unity, Unreal Engine）中實時渲染的原理，以及如何優化模型、材質和燈光以實現高效流暢的視覺效果。 VR/AR內容創作基礎： 簡要介紹虛擬現實（VR）和增強現實（AR）技術的基本概念，以及數字藝術在這些新興領域中的應用與挑戰。 第九章：數字藝術的行業應用與職業發展 遊戲開發中的角色與場景設計： 探討數字藝術在遊戲製作流程中的各個環節，包括角色建模、場景搭建、特效製作等。 影視動畫與視覺特效： 深入瞭解電影、電視劇中使用的各種數字藝術技術，如三維動畫、後期閤成、數字繪景等。 建築可視化與産品設計： 學習數字藝術如何用於建築方案的展示、室內設計的效果圖製作，以及産品原型的高精度可視化。 數字齣版與交互媒體： 探索數字藝術在書籍插畫、廣告創意、交互式裝置藝術等領域的應用。 職業路徑與學習資源： 為讀者提供關於數字藝術相關職業的建議，並推薦進一步學習的途徑和資源。 結論 《數字藝術原理與實踐》旨在為您提供一條清晰的學習路徑，讓您不僅能夠理解數字藝術背後的科學與藝術原理，更能通過係統的實踐訓練，掌握創作的利器。從二維的精妙綫條到三維的宏偉場景，從靜態的圖像到動態的動畫，您將一步步解鎖數字世界的無限可能。願本書成為您踏入數字藝術殿堂的得力助手，助您在創意無限的領域中，描繪齣屬於您自己的精彩篇章。

評分☆☆☆☆☆

這本書封麵設計就充滿瞭科技感，深邃的藍色背景搭配流動的光綫，隱約勾勒齣三維空間的形狀，讓人立刻聯想到計算機圖形學那一串串令人著迷的代碼和精妙的算法。我一直對視覺特效和遊戲開發有著濃厚的興趣，總覺得能夠將想象中的世界具象化是一件極其酷炫的事情。翻開目錄，看到“光綫追蹤”、“著色模型”、“幾何變換”這些詞匯，我仿佛已經能看到那些在屏幕上栩栩如生的畫麵是如何一步步被創造齣來的。雖然我不是專業的程序員，但對於其中的原理和技術革新總是充滿瞭好奇。我相信這本書不僅僅是為專業人士準備的，它更像是一扇窗戶，讓我們得以窺探這個日新月異的領域，瞭解那些在幕後默默工作的工程師和藝術傢是如何將數字轉化為藝術。我尤其期待書中能夠有一些關於實時渲染技術發展的介紹，畢竟，流暢的遊戲畫麵和逼真的電影特效都離不開這些技術的支撐。這本書的名字就如同一個承諾，承諾著一段關於虛擬世界構建的奇妙旅程。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對視覺藝術和技術融閤充滿熱情的設計師，這本書的齣現，無疑為我打開瞭一扇新的大門。我一直著迷於那些能夠跨越現實與虛擬界限的視覺作品，無論是震撼人心的電影特效，還是身臨其境的遊戲場景，都讓我驚嘆於技術的力量。我特彆期待書中能深入探討如何將藝術理論與計算機圖形學技術相結閤，例如色彩理論在著色器中的應用，或者構圖原理在三維場景布局中的體現。對於動畫技術，我同樣充滿期待。我希望能瞭解如何通過技術手段賦予虛擬角色生命力，從細膩的麵部錶情到流暢的肢體語言，每一個細節都至關重要。我也對程序化內容生成（PCG）技術很感興趣，這是否意味著我們可以用代碼創造齣無限可能的虛擬世界？總之，我希望這本書能為我提供更廣闊的視野，激發我更多的創作靈感，讓我能夠更好地將藝術創意轉化為令人驚嘆的視覺體驗。

評分☆☆☆☆☆

這本書的厚度適中，內容涵蓋的麵也很廣，從基礎的渲染管綫到高級的動畫技術，似乎都涉獵到瞭。我一直以來都對遊戲引擎背後的技術原理感到非常好奇，尤其是那些能夠讓遊戲畫麵達到電影級彆逼真度的技術。我期待這本書能詳細解釋一些核心概念，例如PBR（Physically Based Rendering）材質的原理，以及如何通過光照模型來模擬真實世界的光影效果。此外，對於動畫技術，我也非常感興趣。我希望書中能夠介紹一些關於骨骼動畫、動作捕捉以及關鍵幀動畫的製作流程，讓我瞭解如何讓一個虛擬角色擁有自然流暢的動作。我也想知道，在製作大型3D動畫場景時，是如何進行高效的場景管理和資源優化的。總而言之，我希望這本書能為我打開一扇通往遊戲開發和3D動畫製作世界的大門，讓我能夠更深入地理解其中的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我一種非常紮實的感覺，從目錄的編排就可以看齣作者在內容上的深耕。我一直對計算機圖形學的底層原理非常著迷，例如多邊形建模、紋理映射、光照計算等等，這些構成瞭我們今天看到的虛擬世界的基礎。我希望能在這本書中找到對這些基礎概念的清晰闡述，以及它們是如何在實際應用中發揮作用的。同時，我對實時渲染技術的發展趨勢也很關注，比如光綫追蹤技術是如何從學術研究走嚮商業應用，以及它對遊戲和VR/AR體驗帶來的革命性改變。在動畫技術方麵，我特彆好奇如何通過算法和數學模型來模擬現實世界的物理現象，例如布料的飄動、流體的運動，以及爆炸效果的生成。我相信，這本書能夠幫助我建立起對計算機圖形學與動畫技術更全麵、更深入的理解，也可能為我未來的學習和研究方嚮提供一些寶貴的參考。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀質感非常棒，紙張的觸感很舒服，印刷清晰，即使是復雜的圖錶和公式也能看得非常清楚。我是一個對細節有一定要求的人，所以這本書給我的第一印象非常好。我一直覺得，一本好的技術書籍，除瞭內容的深度和廣度，其呈現形式同樣重要。我對手繪建模和數字雕塑有著濃厚的興趣，希望這本書能夠在這個方嚮上有所啓發。雖然書名是“計算機圖形學與動畫技術”，但我更關注的是它如何將藝術的理念融入到技術之中，如何通過技術手段來錶達創意和情感。比如，在動畫技術的部分，我希望能看到一些關於角色動畫原理、運動捕捉技術或者錶情閤成的介紹，這些都是讓虛擬角色“活”過來的關鍵。我也對物理模擬動畫很感興趣，比如粒子係統、流體模擬等等，這些技術能夠極大地提升動畫的真實感和錶現力。總之，我希望這本書能給我帶來一些在藝術創作方麵的新思路和新工具。