计算机图形学原理及实践（原书第3版 基础篇）

出版者的话 

译者序 

前言 

作者简介 

第1章　绪论1 

　1.1　计算机图形学简介1 

　　1.1.1　计算机图形学的世界3 

　　1.1.2　应用领域的现状与前景3 

　　1.1.3　关于用户界面的思考5 

　1.2　简要历史6 

　1.3　一个光照的例子7 

　1.4　目标、资源和适度的抽象8 

　　1.4.1　深度理解与常见的做法9 

　1.5　图形学中的常数和一些参数值的量级9 

　　1.5.1　光能量和光子到达率9 

　　1.5.2　显示器的特性和眼睛的分辨率10 

　　1.5.3　数码相机的特性10 

　　1.5.4　复杂应用的处理需求10 

　1.6　图形管线11 

　　1.6.1　纹理映射与近似12 

　　1.6.2　更为详细的图形管线13 

　1.7　图形学与艺术、设计、感知的关系14 

　1.8　基本图形系统16 

　　1.8.1　图形数据16 

　1.9　视为黑盒的多边形绘制18 

　1.10　图形系统中的交互18 

　1.11　不同类型的图形应用18 

　1.12　不同类型的图形包19 

　1.13　构建真实感绘制模块：概述20 

　　1.13.1　光线20 

　　1.13.2　物体和材料21 

　　1.13.3　接收来自场景中的光线22 

　　1.13.4　图像显示22 

　　1.13.5　人类视觉系统23 

　　1.13.6　数学运算23 

　　1.13.7　积分和采样24 

　1.14　学习计算机图形学24 

第2章　2D图形学简介——基于WPF26 

　2.1　引言26 

　2.2　2D图形流水线概述26 

　2.3　2D图形平台的演变27 

　　2.3.1　从整数坐标到浮点数坐标27 

　　2.3.2　即时模式与保留模式29 

　　2.3.3　过程语言与描述性语言30 

　2.4　使用WPF定义2D场景31 

　　2.4.1　XAML应用程序结构31 

　　2.4.2　采用抽象坐标系定义场景31 

　　2.4.3　坐标系的选择范围33 

　　2.4.4　WPF画布坐标系34 

　　2.4.5　使用显示变换35 

　　2.4.6　构造并使用模块化模板37 

　2.5　用WPF实现的2D图形动态显示42 

　　2.5.1　基于描述性动画的动态显示42 

　　2.5.2　基于过程代码的动态显示44 

　2.6　支持各种形状系数45 

　2.7　讨论和延伸阅读46 

第3章　一个古老的绘制器47 

　3.1　一幅丢勒的木刻画47 

　3.2　可见性49 

　3.3　实现49 

　　3.3.1　绘图52 

　3.4　程序55 

　3.5　局限性57 

　3.6　讨论和延伸阅读59 

　3.7　练习60 

第4章　2D图形测试平台62 

　4.1　引言62 

　4.2　测试平台的细节63 

　　4.2.1　使用2D测试平台63 

　　4.2.2　割角63 

　　4.2.3　基于测试平台的程序的结构64 

　4.3　C#代码68 

　　4.3.1　坐标系70 

　　4.3.2　WPF数据依赖71 

　　4.3.3　事件处理71 

　　4.3.4　其他几何物体73 

　4.4　动画73 

　4.5　交互74 

　4.6　测试平台的一个应用程序74 

　4.7　讨论77 

　4.8　练习77 

第5章　人类视觉感知简介78 

　5.1　引言78 

　5.2　视觉系统79 

　5.3　眼睛82 

　　5.3.1　眼睛的生理机能82 

　　5.3.2　眼睛中的光感受器83 

　5.4　恒常性及其影响85 

　5.5　延续性87 

　5.6　阴影88 

　5.7　讨论和延伸阅读89 

　5.8　练习90 

第6章　固定功能的3D图形平台和层次建模简介92 

　6.1　引言92 

　　6.1.1　WPF 3D部分的设计92 

　　6.1.2　对光与物体交互的物理过程的近似93 

　　6.1.3　WPF 3D概述93 

　6.2　网格和光照属性94 

　　6.2.1　场景设计94 

　　6.2.2　生成更真实的光照98 

　　6.2.3　固定功能绘制中的“光照”与“着色”101 

　6.3　曲面表示和绘制102 

　　6.3.1　基于插值的着色处理（Gouraud着色）102 

　　6.3.2　将表面设置为多面体表面和平滑表面104 

　6.4　WPF中的表面纹理105 

　　6.4.1　基于分片拼接的纹理映射106 

　　6.4.2　基于拉伸的纹理映射107 

　6.5　WPF反射模型107 

　　6.5.1　颜色设置107 

　　6.5.2　光源几何108 

　　6.5.3　反射率108 

　6.6　基于场景图进行层次建模112 

　　6.6.1　模块化建模的动因112 

　　6.6.2　自顶向下的部件层次结构设计113 

　　6.6.3　自下而上的构建和组合114 

　　6.6.4　构件的重用118 

　6.7　讨论120 

第7章　2D和3D空间中的基础数学与几何121 

　7.1　引言121 

　7.2　记号121 

　7.3　集合121 

　7.4　函数122 

　　7.4.1　反正切函数123 

　7.5　坐标124 

　7.6　坐标运算124 

　　7.6.1　向量126 

　　7.6.2　如何理解向量127 

　　7.6.3　向量长度127 

　　7.6.4　向量运算127 

　　7.6.5　矩阵乘法130 

　　7.6.6　其他类型的向量131 

　　7.6.7　隐式直线132 

　　7.6.8　平面直线的隐式描述133 

　　7.6.9　能否采用y=mx+b134 

　7.7　直线求交134 

　　7.7.1　参数化参数化直线求交134 

　　7.7.2　参数化隐式直线求交135 

　7.8　更一般的求交计算135 

　　7.8.1　光线平面求交136 

　　7.8.2　光线球求交137 

　7.9　三角形138 

　　7.9.1　重心坐标138 

　　7.9.2　空间三角形139 

　　7.9.3　半平面和三角形140 

　7.10　多边形141 

　　7.10.1　内/外测试141 

　　7.10.2　非简单多边形的内部143 

　　7.10.3　平面多边形的符号面积：分而治之143 

　　7.10.4　空间多边形的法向量144 

　　7.10.5　更一般多边形的符号面积145 

　　7.10.6　倾斜原理145 

　　7.10.7　重心坐标的模拟146 

　7.11　讨论147 

　7.12