計算機圖形學(xué)原理及實踐（原書第3版 基礎(chǔ)篇）

出版者的話 

譯者序 

前言 

作者簡介 

第1章　緒論1 

　1.1　計算機圖形學(xué)簡介1 

　　1.1.1　計算機圖形學(xué)的世界3 

　　1.1.2　應(yīng)用領(lǐng)域的現(xiàn)狀與前景3 

　　1.1.3　關(guān)于用戶界面的思考5 

　1.2　簡要歷史6 

　1.3　一個光照的例子7 

　1.4　目標(biāo)、資源和適度的抽象8 

　　1.4.1　深度理解與常見的做法9 

　1.5　圖形學(xué)中的常數(shù)和一些參數(shù)值的量級9 

　　1.5.1　光能量和光子到達率9 

　　1.5.2　顯示器的特性和眼睛的分辨率10 

　　1.5.3　數(shù)碼相機的特性10 

　　1.5.4　復(fù)雜應(yīng)用的處理需求10 

　1.6　圖形管線11 

　　1.6.1　紋理映射與近似12 

　　1.6.2　更為詳細的圖形管線13 

　1.7　圖形學(xué)與藝術(shù)、設(shè)計、感知的關(guān)系14 

　1.8　基本圖形系統(tǒng)16 

　　1.8.1　圖形數(shù)據(jù)16 

　1.9　視為黑盒的多邊形繪制18 

　1.10　圖形系統(tǒng)中的交互18 

　1.11　不同類型的圖形應(yīng)用18 

　1.12　不同類型的圖形包19 

　1.13　構(gòu)建真實感繪制模塊：概述20 

　　1.13.1　光線20 

　　1.13.2　物體和材料21 

　　1.13.3　接收來自場景中的光線22 

　　1.13.4　圖像顯示22 

　　1.13.5　人類視覺系統(tǒng)23 

　　1.13.6　數(shù)學(xué)運算23 

　　1.13.7　積分和采樣24 

　1.14　學(xué)習(xí)計算機圖形學(xué)24 

第2章　2D圖形學(xué)簡介——基于WPF26 

　2.1　引言26 

　2.2　2D圖形流水線概述26 

　2.3　2D圖形平臺的演變27 

　　2.3.1　從整數(shù)坐標(biāo)到浮點數(shù)坐標(biāo)27 

　　2.3.2　即時模式與保留模式29 

　　2.3.3　過程語言與描述性語言30 

　2.4　使用WPF定義2D場景31 

　　2.4.1　XAML應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)31 

　　2.4.2　采用抽象坐標(biāo)系定義場景31 

　　2.4.3　坐標(biāo)系的選擇范圍33 

　　2.4.4　WPF畫布坐標(biāo)系34 

　　2.4.5　使用顯示變換35 

　　2.4.6　構(gòu)造并使用模塊化模板37 

　2.5　用WPF實現(xiàn)的2D圖形動態(tài)顯示42 

　　2.5.1　基于描述性動畫的動態(tài)顯示42 

　　2.5.2　基于過程代碼的動態(tài)顯示44 

　2.6　支持各種形狀系數(shù)45 

　2.7　討論和延伸閱讀46 

第3章　一個古老的繪制器47 

　3.1　一幅丟勒的木刻畫47 

　3.2　可見性49 

　3.3　實現(xiàn)49 

　　3.3.1　繪圖52 

　3.4　程序55 

　3.5　局限性57 

　3.6　討論和延伸閱讀59 

　3.7　練習(xí)60 

第4章　2D圖形測試平臺62 

　4.1　引言62 

　4.2　測試平臺的細節(jié)63 

　　4.2.1　使用2D測試平臺63 

　　4.2.2　割角63 

　　4.2.3　基于測試平臺的程序的結(jié)構(gòu)64 

　4.3　C#代碼68 

　　4.3.1　坐標(biāo)系70 

　　4.3.2　WPF數(shù)據(jù)依賴71 

　　4.3.3　事件處理71 

　　4.3.4　其他幾何物體73 

　4.4　動畫73 

　4.5　交互74 

　4.6　測試平臺的一個應(yīng)用程序74 

　4.7　討論77 

　4.8　練習(xí)77 

第5章　人類視覺感知簡介78 

　5.1　引言78 

　5.2　視覺系統(tǒng)79 

　5.3　眼睛82 

　　5.3.1　眼睛的生理機能82 

　　5.3.2　眼睛中的光感受器83 

　5.4　恒常性及其影響85 

　5.5　延續(xù)性87 

　5.6　陰影88 

　5.7　討論和延伸閱讀89 

　5.8　練習(xí)90 

第6章　固定功能的3D圖形平臺和層次建模簡介92 

　6.1　引言92 

　　6.1.1　WPF 3D部分的設(shè)計92 

　　6.1.2　對光與物體交互的物理過程的近似93 

　　6.1.3　WPF 3D概述93 

　6.2　網(wǎng)格和光照屬性94 

　　6.2.1　場景設(shè)計94 

　　6.2.2　生成更真實的光照98 

　　6.2.3　固定功能繪制中的“光照”與“著色”101 

　6.3　曲面表示和繪制102 

　　6.3.1　基于插值的著色處理（Gouraud著色）102 

　　6.3.2　將表面設(shè)置為多面體表面和平滑表面104 

　6.4　WPF中的表面紋理105 

　　6.4.1　基于分片拼接的紋理映射106 

　　6.4.2　基于拉伸的紋理映射107 

　6.5　WPF反射模型107 

　　6.5.1　顏色設(shè)置107 

　　6.5.2　光源幾何108 

　　6.5.3　反射率108 

　6.6　基于場景圖進行層次建模112 

　　6.6.1　模塊化建模的動因112 

　　6.6.2　自頂向下的部件層次結(jié)構(gòu)設(shè)計113 

　　6.6.3　自下而上的構(gòu)建和組合114 

　　6.6.4　構(gòu)件的重用118 

　6.7　討論120 

第7章　2D和3D空間中的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)與幾何121 

　7.1　引言121 

　7.2　記號121 

　7.3　集合121 

　7.4　函數(shù)122 

　　7.4.1　反正切函數(shù)123 

　7.5　坐標(biāo)124 

　7.6　坐標(biāo)運算124 

　　7.6.1　向量126 

　　7.6.2　如何理解向量127 

　　7.6.3　向量長度127 

　　7.6.4　向量運算127 

　　7.6.5　矩陣乘法130 

　　7.6.6　其他類型的向量131 

　　7.6.7　隱式直線132 

　　7.6.8　平面直線的隱式描述133 

　　7.6.9　能否采用y=mx+b134 

　7.7　直線求交134 

　　7.7.1　參數(shù)化參數(shù)化直線求交134 

　　7.7.2　參數(shù)化隱式直線求交135 

　7.8　更一般的求交計算135 

　　7.8.1　光線平面求交136 

　　7.8.2　光線球求交137 

　7.9　三角形138 

　　7.9.1　重心坐標(biāo)138 

　　7.9.2　空間三角形139 

　　7.9.3　半平面和三角形140 

　7.10　多邊形141 

　　7.10.1　內(nèi)/外測試141 

　　7.10.2　非簡單多邊形的內(nèi)部143 

　　7.10.3　平面多邊形的符號面積：分而治之143 

　　7.10.4　空間多邊形的法向量144 

　　7.10.5　更一般多邊形的符號面積145 

　　7.10.6　傾斜原理145 

　　7.10.7　重心坐標(biāo)的模擬146 

　7.11　討論147 

　7.12