计算机图形学：基于MFC三维图形开发·第2版（全彩微课版）

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作者: 孔令德
出版社: 清华大学出版社
ISBN: 9787302559061

出版时间: 2021-04
装帧: 平装
开本: 16开

作者: 孔令德
出版社: 清华大学出版社

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综合性图书

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作者简介
孔令德博士教授太原工业学院教学名师。负责省级精品课程，获省级教学成果一等奖。作为负责人正在主持省级教改重点项目《山西省高职高专计算机公共基础教材改革研究》。主编教材国家级规划教材多部。

目录
章导论1

1.1计算机图形学的定义1

1.2计算机图形学的应用领域2

1.2.1计算机游戏2

1.2.2计算机辅助设计2

1.2.3计算机艺术3

1.2.4虚拟现实5

1.2.5计算机辅助教学6

1.3计算机图形学的相关学科6

1.4计算机图形学的确立与发展7

1.5图形显示器的发展及其工作原理9

1.5.1阴极射线管9

1.5.2随机扫描图形显示器10

1.5.3直视存储管图形显示器10

1.5.4光栅扫描图形显示器11

1.5.5LCD显示器17

1.5.6三维图形显示原理及立体显示器18

1.6图形软件标准22

1.7计算机图形学研究的热点技术23

1.7.1细节层次技术23

1.7.2基于图像的绘制技术23

1.8本章小结25

习题125

第2章MFC绘图基础27

2.1MFC上机操作步骤27

2.2MFC绘图方法31

2.2.1CDC类结构与GDI对象31

2.2.2映射模式33

2.2.3使用GDI对象36

2.2.4CDC类的主要绘图成员函数39

2.3设备上下文的调用与释放55

2.4双缓冲机制55

2.5MFC绘图的几种方法58

2.5.1使用OnDraw()成员函数直接绘图58

2.5.2使用菜单绘图59

2.5.3使用自定义函数绘图61

2.6本章小结65

习题265

第3章基本图元的扫描转换68

3.1直线的扫描转换68

3.1.1DDA算法69

3.1.2Bresenham算法69

3.1.3中点算法71

3.2圆的扫描转换73

3.3椭圆的扫描转换76

3.4反走样技术81

3.4.1反走样现象81

3.4.2反走样技术分类82

3.5Wu反走样算法82

3.5.1算法原理82

3.5.2构造距离误差项83

3.5.3Wu反走样算法83

3.5.4彩色直线的反走样算法84

3.6本章小结84

习题384

第4章多边形填充88

4.1多边形的扫描转换88

4.1.1多边形的定义88

4.1.2多边形的表示89

4.1.3多边形着色模式90

4.1.4多边形填充算法90

4.1.5区域填充算法91

4.2有效边表填充算法91

4.2.1填充原理91

4.2.2边界像素的处理原则91

4.2.3有效边和有效边表93

4.2.4桶表与边表95

4.3边缘填充算法96

4.3.1填充原理96

4.3.2填充过程96

4.4区域填充算法97

4.4.1填充原理97

4.4.2四邻接点与八邻接点98

4.4.3四连通域与八连通域98

4.4.4种子填充算法99

4.5本章小结100

习题4101

第5章二维变换与裁剪105

5.1图形几何变换基础105

5.1.1二维变换矩阵105

5.1.2规范化齐次坐标105

5.1.3矩阵相乘106

5.1.4二维几何变换106

5.2二维基本几何变换矩阵107

5.2.1平移变换矩阵107

5.2.2比例变换矩阵108

5.2.3旋转变换矩阵108

5.2.4反射变换矩阵109

5.2.5错切变换矩阵110

5.3二维复合变换111

5.3.1复合变换原理111

5.3.2相对于任意参考点的二维几何变换111

5.3.3相对于任意方向的二维几何变换114

5.4二维图形裁剪116

5.4.1图形学中常用的坐标系116

5.4.2窗口与视区及窗视变换118

5.4.3窗视变换矩阵119

5.5Cohen-Sutherland直线段裁剪算法121

5.5.1编码原理121

5.5.2裁剪步骤121

5.5.3交点计算公式122

5.6中点分割直线段裁剪算法123

5.6.1中点分割直线段裁剪算法原理123

5.6.2中点计算公式123

5.7Liang-Barsky直线段裁剪算法124

5.7.1算法原理124

5.7.2算法分析125

5.7.3算法的几何意义125

5.8多边形裁剪算法127

5.9本章小结129

习题5129

第6章三维变换与投影132

6.1三维图形几何变换132

6.1.1三维变换矩阵132

6.1.2三维几何变换133

6.2三维基本几何变换矩阵134

6.2.1平移变换134

6.2.2比例变换134

6.2.3旋转变换134

6.2.4反射变换135

6.2.5错切变换137

6.3三维复合变换138

6.3.1相对于任意参考点的三维几何变换138

6.3.2相对于任意方向的三维几何变换138

6.4平行投影140

6.4.1正投影141

6.4.2三视图141

6.4.3斜投影144

6.5透视投影146

6.5.1透视投影坐标系146

6.5.2三维坐标系变换147

6.5.3世界坐标系到观察坐标系的变换149

6.5.4观察坐标系到屏幕坐标系的变换151

6.5.5透视投影分类153

6.5.6立方体的透视图154

6.5.7屏幕坐标系的伪深度坐标156

6.6本章小结157

习题6158

第7章自由曲线与曲面160

7.1基本概念160

7.1.1样条曲线曲面160

7.1.2曲线曲面的表示形式161

7.1.3插值、逼近与拟合162

7.1.4连续性条件162

7.2Bezier曲线163

7.2.1Bezier曲线的定义164

7.2.2Bezier曲线的性质165

7.2.3de Casteljau递推算法167

7.2.4Bezier曲线的拼接168

7.3Bezier曲面170

7.3.1Bezier曲面的定义170

7.3.2双三次Bezier曲面的定义170

7.3.3双三次Bezier曲面的拼接171

7.4B样条曲线173

7.4.1B样条曲线的定义173

7.4.2二次B样条曲线174

7.4.3三次B样条曲线175

7.4.4B样条曲线的性质177

7.4.5构造特殊三次B样条曲线的技巧178

7.5B样条曲面180

7.5.1B样条曲面的定义180

7.5.2双三次B样条曲面的定义180

7.5.3双三次B样条曲面的连续性181

7.6本章小结183

习题7184

第8章建模与消隐187

8.1三维物体的数据结构187

8.1.1物体的几何信息与拓扑信息187

8.1.2三表数据结构187

8.1.3物体的表示模型188

8.1.4双表数据结构190

8.2常用物体的几何模型191

8.2.1多面体191

8.2.2曲面体196

8.3消隐算法分类202

8.4隐线算法203

8.4.1凸多面体消隐算法203

8.4.2曲面体消隐算法206

8.5隐面算法207

8.5.1深度缓冲器消隐算法207

8.5.2深度排序消隐算法211

8.6本章小结212

习题8212

第9章光照模型217

9.1颜色模型217

9.1.1原色系统218

9.1.2RGB颜色模型219

9.1.3HSV颜色模型220

9.1.4CMYK颜色模型222

9.2简单光照模型223

9.2.1材质模型223

9.2.2环境光模型225

9.2.3漫反射光模型225

9.2.4镜面反射光模型226

9.2.5光强衰减228

9.2.6增加颜色229

9.3光滑着色230

9.3.1直线的光滑着色230

9.3.2Gouraud明暗处理232

9.3.3Phong明暗处理235

9.4简单透明模型237

9.5简单阴影模型238

9.6本章小结239

习题9239

0章纹理映射243

10.1纹理的定义243

10.2颜色纹理244

10.2.1函数纹理244

10.2.2图像纹理249

10.3三维纹理250

10.4几何纹理252

10.4.1参数曲面的定义252

10.4.2映射原理252

10.4.3几何纹理的分类254

10.5纹理反走样简介255

10.6本章小结258

习题10 258

参考文献262

附录A知识点微课索引264

附录B配套案例的说明265

内容摘要
本书基于Windows 10操作系统，以Visual Studio 2017中文版作为开发平台，对基本图元的扫描转换、二维变换与裁剪、二维变换与投影、自由曲线与曲面、建模与消隐、光照模型、纹理映射的原理与算法进行了系统讲解。同时，以生成维真实感光照模型为主线，引导读者重点掌握直线的扫描转换原理、多边形的有效边表填充原理、三维物体的几何变换原理与透视投影原理、多面体与曲面体的几何建模原理、Z-Buffer与画家算法的面消隐原理、基于明暗处理的光滑着色原理，以及基于颜色纹理、三维纹理与几何纹理的真实感图形绘制原理等内容，从编程角度拴释了这些原理的实现算法。通过本书的学习，读者可让在三维场景中绘制出物体的真实感图形动画，实现支持对图形的交互操作。本书介绍的30个原理都配有经过精心设计的案例源程序。这些案例的程序都经过了严格的测试，每个案例都配有微课进行讲解。本书中的效果图均出自这些案例，其质量可以与OpenGL或Direct3D制作效果相媲美。

本书不仅可以作为计算机类专业本科学生的教材，也可作为非计算机类专业的研究生教材。此外，也可供热爱游戏开发的计算机图形学爱好者自学使用。

主编推荐
这次改版，操作系统选择Widows 10，语言选择Visual Studio 2017的MFC。作者承诺：本教材所看到的图形全部使用Microsoft Visual Studio的Visual C++语言编程实现，未使用任何图形库。按照原理编写算法，算法编码生成效果。
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