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本書(shū)全面介紹計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的系統(tǒng)組成、圖形生成與顯示算法以及交互實(shí)現(xiàn)技術(shù)。主要內(nèi)容包括：計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)、基本光柵圖形生成技術(shù)、圖形變換、交互繪圖技術(shù)、真實(shí)感圖形的生成技術(shù)、曲線與曲面、幾何建模以及與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)相關(guān)的研究領(lǐng)域。本書(shū)的特點(diǎn)是取材精煉，注重算法與實(shí)現(xiàn)相結(jié)合，便于讀者用較少的時(shí)間精力全面地掌握計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的主要內(nèi)容。本書(shū)將計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的基本理論、算法與OpenGL技術(shù)有機(jī)結(jié)合，可以加深讀者對(duì)基本理論、算法的理解，并且有利于讀者牢固地掌握OpenGL技術(shù)。本書(shū)強(qiáng)調(diào)圖形交互技術(shù)，介紹了基于Windows操作系統(tǒng)的Visual C++圖形程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)和OpenGL技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，增加了學(xué)習(xí)的趣味性，有助于讀者進(jìn)行圖形學(xué)實(shí)驗(yàn)，為讀者今后在學(xué)習(xí)和工作中應(yīng)用圖形學(xué)技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
本書(shū)適合作為高等學(xué)校計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教學(xué)用書(shū)，對(duì)從事CAD和CG研究、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)的廣大科技人員也有較高的參考價(jià)值。版權(quán)所有，翻印必究。

前言
FOREWORD圖形是一種重要的信息表達(dá)和傳遞方式。與語(yǔ)言、文字、數(shù)字相比，用圖形表達(dá)信息更直觀、更豐富。誕生于20世紀(jì)60年代的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是研究如何使用計(jì)算機(jī)生成圖形的一門學(xué)科。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件的不斷發(fā)展，尤其在20世紀(jì)80年代以后，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)能夠表達(dá)的圖形越來(lái)越豐富，從二維圖形到三維實(shí)體，從靜態(tài)圖片到實(shí)時(shí)動(dòng)畫(huà)，從線框圖到真實(shí)感顯示，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程分析到動(dòng)畫(huà)、廣告、影視藝術(shù)，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在眾多領(lǐng)域得到應(yīng)用，而且在應(yīng)用過(guò)程中與其他學(xué)科相結(jié)合，產(chǎn)生了很多新興的學(xué)科，如CAD/CAM/CAE、可視化、動(dòng)畫(huà)、仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)等，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在現(xiàn)代社會(huì)生活中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
本書(shū)作者自1994年開(kāi)始從事計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教學(xué)和科研工作，從計(jì)算機(jī)圖形學(xué)發(fā)展和應(yīng)用研究?jī)蓚€(gè)方面系統(tǒng)地總結(jié)了10多年的教學(xué)和科研體驗(yàn)，寫成此書(shū)。
本書(shū)共分9章。第1章為緒論，介紹計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展歷史、研究?jī)?nèi)容和應(yīng)用領(lǐng)域；第2章是計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)，概述計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的軟硬件發(fā)展，介紹Windows操作系統(tǒng)下的圖形程序開(kāi)發(fā)方法和OpenGL繪圖程序；第3章是基本光柵圖形生成技術(shù)，概述基本光柵圖形生成方法，重點(diǎn)介紹目前應(yīng)用較多的經(jīng)典方法，并且給出Visual C++和OpenGL生成基本圖形的實(shí)現(xiàn)；第4章是圖形變換，在敘述幾何變換和坐標(biāo)變換的概念和作用的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹交互繪圖過(guò)程中的顯示變換、OpenGL坐標(biāo)變換機(jī)制、線段裁剪和多邊形裁剪；第5章是交互繪圖技術(shù)，介紹Windows、MFC、OpenGL對(duì)交互繪圖的支持與實(shí)現(xiàn)；第6章是真實(shí)感圖形的生成技術(shù)，概述真實(shí)感圖形生成方法的發(fā)展，介紹消隱、光照、紋理映射、陰影生成、反走樣技術(shù)，用OpenGL生成真實(shí)感圖形；第7章是曲線與曲面，分析曲線、曲面生成方法的發(fā)展，重點(diǎn)介紹當(dāng)前實(shí)用圖形系統(tǒng)中常用的曲線曲面生成方法，用OpenGL生成NURBS曲線和曲面；第8章是幾何建模，介紹當(dāng)前實(shí)用造型系統(tǒng)中常用的三維建模方法；第9章是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)相關(guān)的研究領(lǐng)域，介紹CAD/CAM、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)、可視化、虛擬現(xiàn)實(shí)、逆向工程等新興學(xué)科的發(fā)展。
本書(shū)具有如下特點(diǎn)：
（1）精選內(nèi)容、突出主線
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在40年的發(fā)展過(guò)程中不斷地推陳出新，為適應(yīng)教學(xué)需求，增添成熟的新內(nèi)容，并介紹最新的發(fā)展方向，使學(xué)生能夠用有限的時(shí)間和精力系統(tǒng)準(zhǔn)確地了解計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)、基本原理、應(yīng)用和發(fā)展方向。
（2）強(qiáng)調(diào)交互技術(shù)
交互繪圖是圖形應(yīng)用系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的重要內(nèi)容。本書(shū)加強(qiáng)這一部分內(nèi)容不僅有助于學(xué)生進(jìn)行計(jì)算機(jī)圖形學(xué)實(shí)驗(yàn)，而且為開(kāi)發(fā)專業(yè)圖形應(yīng)用系統(tǒng)提供基礎(chǔ)。
（3）強(qiáng)調(diào)OpenGL,注重實(shí)驗(yàn)
圖形學(xué)的理論和算法比較艱深和難懂，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻可以非常直觀和生動(dòng)。本書(shū)介紹了Windows操作系統(tǒng)下圖形程序開(kāi)發(fā)環(huán)境和OpenGL，提供一套在教學(xué)中多次使用的實(shí)驗(yàn)圖形平臺(tái)，讓學(xué)生在這個(gè)平臺(tái)上完成計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的實(shí)驗(yàn)。同時(shí)通過(guò)OpenGL生成和顯示圖形，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的概念、原理和算法的理解，起到事半功倍的效果。OpenGL是獨(dú)立于硬件設(shè)備、窗口系統(tǒng)和操作系統(tǒng)的圖形標(biāo)準(zhǔn)，以O(shè)penGL為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序可以在各種平臺(tái)間移植。學(xué)會(huì)使用OpenGL可以為今后開(kāi)發(fā)圖形應(yīng)用系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。
本書(shū)由楊欽制定詳細(xì)的編寫大綱和寫作要求。第1章由徐永安與翟紅英共同撰寫；第2章由翟紅英撰寫；第3章由朱大培撰寫；第4、8章由陶海燕撰寫；第5章由宮法明撰寫；第6章由李吉?jiǎng)傋珜�；�?章由徐永安撰寫；第9章由徐永安、蔡強(qiáng)撰寫。全書(shū)由楊欽、徐永安和翟紅英統(tǒng)稿，楊欽最后修改定稿。
本書(shū)在編寫過(guò)程中得到了北京航空航天大學(xué)馬殿富教授、陳其明教授、葛本修教授的指導(dǎo)和大力支持。北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院計(jì)算機(jī)圖形學(xué)研究室的博士研究生程丹和碩士研究生金宇林等在本書(shū)的統(tǒng)稿和審校過(guò)程中也做了許多工作。在此表示衷心的感謝！
由于作者水平有限，書(shū)中難免有錯(cuò)誤及不當(dāng)之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。作者
2005年1月

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