计算机真实感图形的算法基础

第一章  图形学基础
1.1  场景造型
1.1.1  多页体模型
1.1.2  曲面模型
1.1.3  场景坐标系
1.2  取景变换
1.2.1  视点坐标系
1.2.2  背面剔除
1.2.3  屏幕坐标系
1.2.4  视域四棱载剪
1.3  裁剪
1.3.1  Sutherland-Hodgman多边形载剪
1.3.2  Weiler-Atherton载剪
1.4  光栅化
1.5  消隐
1.6  小结
第二章  光照明模型原理
2.1  引言
2.2  简单的局部光照明模型
2.2.1  Lambert漫反射模型
2.2.2  Phong模型
2.2.3  简单透明模型
2.3  较为完善的局部光照明模型
2.3.1  Blinn模型和Cook-Torrance模型
2.3.2  光谱采样技术
2.4  一个统一的光照明模型
2.5  整体光照明模型
2.5.1  Whitted模型
2.5.2  Hall光照明模型
2.6  扩展的光照明模型
2.6.1  光源的基本属性
2.6.2  具非均匀光强分布的点光源照明模型
2.7  线.面光照明模型
2.7.1  线光源照明模型中F和F的计算
2.7.2  面光源照明模型
2.8  小结
第三章  简单画面绘制
3.1  扫描线算法
3.1.1  X缓存器算法
3.1.2  扫描线Z缓存器算法
3.1.3  区间扫描线算法
3.2  曲面的扫描转换
3.3  光亮度插值
3.3.1  Gouraud明暗处理
3.3.2  Phong明暗处理
3.3.3  Phong明暗处理的加速方法
3.4  曲面剖分算法
3.4.1  Bezier曲线的递归细分
3.4.2  Bezier曲面的递归细分
3.4.3  Bezier曲面片的法向量
3.4.4  裂缝问题的处理
3.5  A缓冲器算法
3.6  阴影
3.6.1  阴影细节多边形算法
3.6.2  影域多面体算法
3.7  图像合成
3.7.1  rgba方法
3.7.2  rgbax方法
3.7.3  基于多重扫描线的图像合成方法
3.8  小结
第四章  光线跟踪算法
4.1  引言
4.2  光线跟踪的基本原理
4.3  光线跟踪几何
4.3.1  反射光线与折射光线的确定
4.3.2  光线与景物的求交几何
4.4  光线跟踪中的阴影生成算法
4.5  层次包围盒技术
4.5.1  包围盒技术
4.5.2  层次包围盒算法
4.5.3  改进的层次包围盒技术
4.5.4  平行2面体层次包围盒技术
4.5.5  初始光线上可见点的加速计算
4.6  基于空间连贯性的快速光线跟踪算法
4.7  3DDDA算法
4.8  空间八叉树剖分技术
4.8.1  Glassner算法
4.8.2  混合式八叉树算法
4.9  二叉空间剖分加速技术
4.10  光束跟踪算法
4.11  圆锥跟踪算法
4.12  分布式光线跟踪算法
4.13  双向光线跟踪算法
4.14  光线跟踪算法中的反走样技术
4.14.1  象素细分技术
4.14.2  非均匀超级采样技术
4.15  小结
第五章  纹理映射技术
5.1  引言
5.2  二维纹理映射的基本原理
5.3  纹理映射的建立
5.3.1  Gatmull算法
5.3.2  Blinn方法
5.3.3  两步法纹理映射技术
5.3.4  环境映射技术
5.4  纹理映射中的快速反走样技术
5.4.1  近似空间变化滤波技术
5.4.2  Mip-map技术
5.4.3  区域求和表技术
5.4.4  逐步舍弃法
5.5  几何纹理映射技术
5.6  三维纹理映射技术
5.7  过程纹理函数
5.7.1  本纹函数
5.7.2  三维噪声函数
5.7.3  湍流函数及其应用
5.7.4  Fourier合成技术
5.8  Shade树
5.9  小结
第六章  辐射度方法
6.1  引言
6.2  理想漫射环境的一般辐射度方框
6.3  漫射环境的简化辐射度方程
6.4  形状因子计算
6.4.1  线积分技术
6.4.2  Nusselt方法
6.4.3  半立方体算法
6.4.4  半球面分割技术
6.4.5  单平面投影法
6.4.6  顶点(微面元)对单个面片的形状因子
6.4.7  Monte Carlo积分方法
6.4.8  形状因子的加速计算技术
6.5  辐射度方程的求解技术
6.5.1  线性方程组迭代方法
6.5.2  Gauss-Siedel迭代方法
6.5.3  Southwell迭代法
6.5.4  逐步求精算法
6.6  辐射度方法的前后置处理
6.6.1  表面预剖分处理
6.6.2  辐射度函数的重建
6.7  层次结构辐射度算法
6.7.1  子结构技术
6.7.2  层次结构辐射度算法
6.8  非漫射环境的辐射度方法
6.8.1  全局立体体算法
6.8.2  Wallace的两步法
6.8.3  邵敏之方法
6.8.4  绘制方程
6.8.5  扩展的两步算法
6.9  纹理表面辐射度算法
6.9.1  颜色纹理映射技术
6.9.2  凹凸纹理映射技术
6.10  动态场景的辐射度算法
6.10.1  表面属性的改变
6.10.2  场景几何的改变
6.11  一般曲面环境的辐射度算法
6.11.1  一般漫射曲面环境的辐射度方程
6.11.2  非漫射曲面环境的辐射度算法
6.12  有阴元辐射度方法
6.13  小结
第七章  真实感图形的实时绘制技术
7.1  引言
7.2  实时消隐技术
7.2.1  层次Z缓存器算法
7.2.2  可见了性预计算技术
7.3  层次细节简化技术
7.3.1  基于长方体滤波方法的多面体简化技术
7.3.2  顶点删除技术
7.3.3  渐进网格的简化算法
7.3.4  基于二次误差度量的几何简化算法
7.3.5  基于局部参数化的多分辨率模型技术
7.3.6  视点依赖的场景简化技术
7.4  基于图像的图形绘制技术
7.4.1  视图插值算法
7.4.2  层次图像存贮技术
7.4.3  全景函数造型技术
7.4.4  光场函数采样技术
7.5  小结
第八章  自然景物模拟
8.1  引言
8.2  fBm方法及其应用
8.3  L-系统
8.3.1  Dol-系统
8.3.2  植物结构的模拟
8.4  粒子系统
8.5  小结
第九章  颜色
9.1  引言
9.2  颜色的视觉特性及颜色的基本定义
9.3  颜色空间及其相互转换
9.3.1  RGB模型和CMY模型
9.3.2  YIQ颜色模型
9.3.3  HSV和HLS颜色模型
9.3.4  CIE-XYZ颜色空间
9.3.5  CIE xyY系统
9.3.6  CIE-LUV颜色空间
9.4  颜色裁剪和TGamma修正
9.5  小结
参考文献