本书是计算机图形学领域的经典著作。本书由基础知识、用户界面、模型定义和图像合成四个部分组成，包括SRGP的编程、画二维图元的基本光栅图形学算法、图形硬件、几何变换、三维空间的观察、对象的层次结构和SPHIGS系统、输入设备、交互技术与交互任务、对话设计、用户界面软件、实体造型、消色光与彩色光、可视图像的真实性、可见面判定、光照模型与光照计算、图像处理与存储、**光栅图形体系结构、**几何与光栅算法、**建模技术和动画等内容。
本书内容全面，涉及图形学的各个领域，可以作为计算机专业本科生和研究生的教材，同时也可供相关技术人员阅读。

出版者的话专家指导委员会译者序前言第1章导言 11.1作为图像分析的图像处理 11.2交互式图形学的优点 21.3计算机图形学的典型用途 31.4应用分类 41.5计算机图形学硬件与软件的发展 51.5.1输出技术 61.5.2输入技术 101.5.3软件的可移植性与图形标准 111.6交互式图形学的概念框架 121.6.1概述 121.6.2应用建模 121.6.3对图形系统描绘观察的内容 131.6.4交互处理 141.7小结 15习题 15第2章简单光栅图形软件包(SRGP)的编程 172.1用SRGP画图 172.1.1图形图元的规格 172.1.2属性 212.1.3填充图元及其属性 222.1.4存储和恢复属性 252.1.5文本 262.2基本交互处理 272.2.1人的因素 272.2.2逻辑输入设备 282.2.3采样与事件驱动处理 282.2.4采样模式 302.2.5事件模式 312.2.6交互处理中的关联拾取 342.2.7设置设备度量和属性 352.3光栅图形特性 372.3.1画布 372.3.2矩形框的裁剪 392.3.3SRGP_copyPixel操作 392.3.4写模式或RasterOp 412.4SRGP的局限性 422.4.1应用程序坐标系统 422.4.2为了重新定义存储图元 432.5小结 45习题 45程序设计项目 47第3章二维图元的基本光栅图形学算法 493.1概述 493.1.1显示系统体系结构的含义 493.1.2软件中的输出流水线 523.2直线的扫描转换 523.2.1基本增量算法 533.2.2中点线算法 543.2.3补充要点 573.3圆的扫描转换 593.3.1八方向对称性 593.3.2中点圆算法 603.4椭圆的扫描转换 623.5填充矩形 653.6填充多边形 663.6.1水平边 683.6.2狭长条 683.6.3边相关性和扫描线算法 683.7填充椭圆弧区域 713.8图案填充 723.9宽图元 753.9.1复制像素 753.9.2移动画笔 763.9.3填充边界之间的区域 773.9.4用宽折线进行逼近 783.10线型和笔型 783.11光栅空间的裁剪操作 793.12线段裁剪 803.12.1裁剪端点 803.12.2利用求解联立方程组的线段裁剪 813.12.3Cohen-Sutherland线裁剪算法 813.12.4参数化的线裁剪算法 843.13圆和椭圆的裁剪 903.14多边形裁剪 903.15生成字符 933.15.1定义和裁剪字符 933.15.2一种文本输出图元的实现 953.16SRGP_copyPixel 963.17反走样 963.17.1增加分辨率 963.17.2未加权的区域采样 973.17.3加权区域采样 983.17.4Gupta-Sproull反走样线扫描算法 1013.18小结 103习题 104第4章图形硬件 1074.1硬拷贝技术 1084.2显示技术 1134.3光栅扫描显示系统 1204.3.1简单的光栅显示系统 1204.3.2具有外围显示处理器的光栅显示系统 1244.3.3显示处理器的附加功能 1274.3.4具有集成显示处理器的光栅显示系统 1294.4视频控制器 1304.4.1查找表动画 1314.4.2位图变换和窗口技术 1324.4.3视频混合 1334.5随机扫描显示处理器 1344.6用于操作者交互的输入设备 1364.6.1定位设备 1364.6.2键盘设备 1404.6.3定值设备 1404.6.4选择设备 1404.7图像扫描仪 141习题 142第5章几何变换 1455.1二维变换 1455.2齐次坐标和二维变换的矩阵表示 1475.3二维变换的合成 1505.4窗口到视口的变换 1525.5效率 1535.6三维变换的矩阵表示 1545.7三维变换的合成 1575.8坐标系的变换 160习题 163第6章三维空间的观察 1656.1投影 1656.1.1透视投影 1666.1.2平行投影 1676.2指定一个任意的三维视图 1706.3三维观察的例子 1736.3.1透视投影 1756.3.2平行投影 1776.3.3有限的视见体 1796.4平面几何投影的数学 1806.5实现平面几何投影 1836.5.1平行投影 1856.5.2透视投影 1886.5.3用三维规范视见体进行裁剪 1926.5.4在齐次坐标中裁剪 1946.5.5映射到一个视口 1976.5.6实现小结 1976.6坐标系统 198习题 199第7章对象的层次结构和简单的PHIGS系统 2037.1几何造型 2047.1.1什么是模型 2047.1.2几何模型 2057.1.3几何模型中的层次 2057.1.4模型.应用程序和图形系统间的关系 2077.2保留模式图形包的特点 2087.2.1**结构存储库及其优点 2087.2.2保留模式软件包的局限性 2097.3定义和显示结构 2097.3.1打开和关闭结构 2097.3.2定义输出图元及其属性 2107.3.3提交结构进行显示遍历 2127.3.4观察 2137.3.5通过窗口管理共享屏幕的图像应用 2157.4模型变换 2167.5层次式结构网络 2197.5.1两层层次结构 2197.5.2简单的三层层次结构 2207.5.3自底向上构造的机器人 2217.5.4交互式造型程序 2237.6显示遍历中的矩阵合成 2237.7层次结构中外观属性的处理 2267.7.1继承法则 2267.7.2SPHIGS的属性及文字不受变换影响 2277.8屏幕的更新和绘制模式 2287.9用于动态效果的结构网络编辑 2297.9.1利用索引和标记访问元素 2297.9.2内部结构的编辑操作 2307.9.3改进编辑方法的一些实例块 2307.9.4如何控制屏幕图像的自动再生 2327.10交互 2327.10.1定位器 2337.10.2关联拾取 2337.11其他输出特性 2357.11.1属性包 2357.11.2高亮度与不可见性的名字集 2367.11.3图像交换与元文件 2367.12实现问题 2377.12.1绘制 2377.12.2关联拾取 2407.13层次模型的优化显示 2417.13.1省略 2417.13.2参考结构 2427.14PHIGS中层次模型的局限性 2427.14.1简单层次结构的局限性 2427.14.2SPHIGS“参数传递”的局限性 2427.15层次建模的其他形式 2437.15.1过程层次 2437.15.2数据层次 2447.15.3利用数据库系统 2447.16小结 245习题 245第8章输入设备.交互技术与交互任务 2478.1交互硬件 2488.1.1定位设备 2498.1.2键盘设备 2508.1.3定值设备 2508.1.4选择设备 2508.1.5其他设备 2518.1.6三维交互设备 2528.1.7设备级人的因素 2548.2基本交互任务 2548.2.1定位交互任务 2548.2.2选择交互任务—大小可变的选项集合 2568.2.3选择交互任务—相对固定大小的选项集合 2598.2.4文本交互任务 2648.2.5定量交互任务 2658.2.6三维交互任务 2668.3复合交互任务 2708.3.1对话框 2708.3.2构造技术 2708.3.3动态操纵 273习题 275第9章对话设计 2779.1人机对话的形式和内容 2789.2用户界面风格 2809.2.1所见即所得 2809.2.2直接操纵 2819.2.3图标化用户界面 2829.2.4其他对话形式 2849.3一些重要的设计问题 2859.3.1一致性 2859.3.2提供反馈 2879.3.3减少错误概率 2889.3.4提供错误恢复 2899.3.5容许多种熟练级别 2909.3.6减少记忆 2929.4模式和语法 2929.5视觉设计 2959.5.1视觉清晰性 2959.5.2视觉编码 2989.5.3视觉的一致性 3009.5.4布局原则 3019.6设计方法学 303习题 304第10章用户界面软件 30710.1基本的交互处理模型 30710.2窗口管理系统 31010.3窗口系统中的输出处理 31210.4窗口系统中的输入处理 31510.5交互技术工具箱 31810.6用户界面管理系统 32210.6.1对话序列 32210.6.2**UIMS概念 328习题 331第11章曲线与曲面的表示 33311.1多边形网格 33411.1.1多边形网格的表示 33411.1.2多边形网格表示法的一致性 33611.1.3平面方程 33611.2三次参数曲线 33711.2.1Hermite曲线 34111.2.2B巣ier曲线 34411.2.3均匀非有理B样条曲线 34611.2.4非均匀非有理B样条曲线 34911.2.5非均匀有理三次多项式曲线段 35511.2.6其他样条曲线 35611.2.7曲线分割 35811.2.8各种表示法之间的转换 36011.2.9曲线绘制 36011.2.10三次曲线的比较 36311.3双三次参数曲面 36411.3.1Hermite曲面 36511.3.2B巣ier曲面 36711.3.3B样条曲面 36811.3.4曲面的法线 36811.3.5双三次曲面的显示 36911.4二次曲面 37211.5小结 373习题 373第12章实体造型 37712.1实体表示 37712.2正则布尔集合运算 37812.3基本实体举例法 38112.4扫掠表示法 38112.5边界表示法 38312.5.1多面体和欧拉公式 38312.5.2翼边表示法 38512.5.3布尔集合运算 38512.5.4非多边形的边界表示法 38612.6空间划分表示法 38712.6.1单元分解法 38712.6.2空间位置枚举法 38712.6.3八叉树表示法 38812.6.4二元空间划分树 39212.7构造实体几何 39312.8各种表示法的比较 39412.9实体造型的用户界面 39612.10小结 396习题 397第13章消色差光与彩色光 39913.1消色差光 39913.1.1选择亮度值—gamma校正 39913.1.2半色调逼近 40213.2彩色 40613.2.1心理物理学 40713.2.2CIE色度图 40913.3用于光栅图形的颜色模型 41213.3.1RGB颜色模型 41313.3.2CMY颜色模型 41413.3.3YIQ颜色模型 41513.3.4HSV颜色模型 41613.3.5HLS颜色模型 41813.3.6颜色的交互指定 42113.3.7在颜色空间中进行插值 42213.4颜色再现 42213.5在计算机图形学中应用颜色 42413.6小结 425习题 426第14章可视图像真实感的探讨 42914.1为什么讨论真实感 42914.2基本的困难 43014.3线条图的绘制技术 43114.3.1多正交视图 43114.3.2轴测投影和斜投影 43214.3.3透视投影 43214.3.4深度提示 43214.3.5深度裁剪 43214.3.6纹理 43314.3.7颜色 43314.3.8可见线的判定 43314.4明暗图像的绘制技术 43314.4.1可见面的判定 43314.4.2光照和明暗处理 43314.4.3插值明暗处理 43414.4.4材质属性 43414.4.5曲面造型 43414.4.6改进光照和明暗效果 43414.4.7纹理 43414.4.8阴影 43414.4.9透明性和反射 43514.4.10改进的相机模型 43514.5改进的物体模型 43514.6动力学 43514.7立体观测 43614.8改进的显示技术 43614.9与其他感官的交互 43714.10走样与反走样 43714.10.1点采样 43914.10.2区域采样 43914.10.3采样理论 44114.10.4滤波 44514.10.5重构 45014.10.6实际的反走样 45414.11小结 456习题 456第15章可见面的判定 45915.1双变量函数 46015.2可见面判定算法中的常用技术 46315.2.1相关性 46415.2.2透视变换 46415.2.3范围与包围体 46615.2.4背面消除 46715.2.5空间划分 46815.2.6层次结构 46915.3可见线判定算法 46915.3.1Roberts算法 46915.3.2Appel算法 47015.3.3光环线算法 47015.4z缓存算法 47115.5列表优先级算法 47415.5.1深度排序算法 47415.5.2二元空间划分树 47615.6扫描线算法 48015.7区域细分算法 48415.7.1Warnock算法 48415.7.2Weiler-Atherton算法 48615.7.3子像素区域细分算法 48915.8八叉树算法 49015.9曲面算法 49215.10可见面光线跟踪 49415.10.1相交计算 49515.10.2可见面光线跟踪算法的效率 49615.10.3计算布尔集合运算 50115.10.4反走样光线跟踪 50315.11小结 504习题 505第16章光照和明暗处理 50916.1光照模型 50916.1.1环境光 50916.1.2漫反射 51016.1.3大气衰减 51316.1.4镜面反射 51416.1.5点光源模型的改进 51616.1.6多光源 51716.2多边形的明暗处理模型 51816.2.1恒定明暗处理 51816.2.2插值明暗处理 51816.2.3多边形网格的明暗处理 51816.2.4Gouraud明暗处理技术 51916.2.5Phong明暗处理技术 52016.2.6插值明暗处理中的问题 52116.3曲面细节 52216.3.1曲面细节多边形 52316.3.2纹理映射 52316.3.3凹凸映射 52416.3.4其他方法 52516.4阴影 52516.4.1扫描线生成阴影算法 52616.4.2对象**的两步法阴影算法 52616.4.3阴影体 52816.4.4两遍z缓存阴影算法 52916.4.5全局光照阴影算法 53116.5透明性 53116.5.1无折射的透明性 53116.5.2折射透明性 53316.6物体间的反射 53416.7基于物理的光照模型 53616.7.1表面模型的改进 53816.7.2微面元分布函数 53816.7.3几何衰减因子 53916.7.4菲涅耳项 53916.8扩展光源模型 54316.9光谱采样 54316.10相机模型的改进 54516.11全局光照算法 54516.12递归光线跟踪 54616.12.1递归光线跟踪算法的效率考虑 55016.12.2一个更佳的照明模型 55316.12.3区域采样的不同方法 55316.12.4分布式光线跟踪 55416.12.5从光源出发的光线跟踪 55716.13辐射度方法 55816.13.1辐射度方程 55816.13.2计算形状因子 56016.13.3子结构技术 56216.13.4逐步求精算法 56216.13.5更加**的形状因子的计算 56516.13.6镜面反射 56516.13.7辐射度和光线跟踪的结合 56516.14绘制流水线 56716.14.1局部光照绘制流水线 56716.14.2全局光照绘制流水线 56916.14.3设计灵活的绘制法 56916.14.4逐步求精方法 57116.15小结 571习题 572第17章图像处理和存储 57517.1什么是图像 57617.2滤波 57617.3图像处理 57817.4图像的几何变换 57817.4.1基本几何变换 57917.4.2带滤波的几何变换 58117.4.3其他图案映射技术 58317.5多重变换 58417.5.1多重变换的代数学 58517.5.2利用滤波生成变换后的图像 58717.5.3评价变换方法 58917.6图像合成 58917.6.1a通道合成 58917.6.2其他合成方法 59317.6.3通过填充机制生成a值 59517.6.4用于图像组装的一个界面 59517.7图像存储机制 59617.7.1存储图像数据 59717.7.2用于图像压缩的迭代函数系统 59817.7.3图像属性 60017.8图像的特殊效果 60117.9小结 601习题 601第18章**光栅图形体系结构 60518.1简单光栅显示系统 60518.1.1帧缓冲内存访问问题 60518.1.2动态存储器 60618.1.3提高帧缓冲内存带宽 60718.1.4视频RAM 60718.1.5高分辨率显示器的帧缓存 60818.2显示处理器系统 60918.2.1外部显示处理器 60918.2.2德克萨斯仪器公司的TMS34020—单芯片外部显示处理器 61018.2.3集成的图形处理器 61118.2.4Intel的i860—一个具有集成3D图形支持的单芯片微处理器 61118.2.5三个性能障碍 61218.3标准图形流水线 61318.3.1显示遍历 61318.3.2模型变换 61418.3.3简单接受/简单拒绝的区分 61418.3.4光照处理 61418.3.5观察变换 61518.3.6裁剪 61518.3.7除以w并映射到3D视口 61518.3.8光栅化 61518.3.9一个样板应用的性能要求 61618.4多处理简介 61818.4.1流水线 61818.4.2并行性 61918.4.3多处理器图形系统 62018.5流水线前端体系结构 62018.5.1应用程序和显示遍历 62018.5.2几何变换 62118.5.3简单接受/简单拒绝的区分 62118.5.4光照处理 62118.5.5裁剪 62118.5.6除w并映射到3D视口 62218.5.7前端流水线的限制 62218.6并行前端体系结构 62218.6.1显示遍历 62218.6.2重组并行数据流 62318.6.3流水线同并行性的比较 62418.7多处理器光栅化体系机构 62418.7.1以物体为序的流水线体系结构 62418.7.2以图像为序的流水线体系结构 62718.7.3流水线光栅化的限制和对并行性的需求 62718.8图像并行光栅化 62718.8.1内存划分体系结构 62818.8.2SiliconGraphics公司的POWERIRIS4D/240GTX—一个交叉划分帧缓冲内存体系结构 63018.8.3逻辑增强的内存 63318.9物体并行光栅化 63718.9.1每图元一个处理器的流水线 63818.9.2基于树结构的每图元一个处理器的体系结构 63818.9.3物体并行性和图像并行性的比较 63918.10混合并行光栅化 63918.10.1虚拟缓冲区和虚拟处理器 63918.10.2并行虚拟缓冲区体系结构 64118.10.3图像合成体系结构 64218.11增强的显示能力 64318.11.1对多窗口的支持 64318.11.2对增加的真实感的支持 64418.11.3StellarGS2000—促进真实感绘制的紧密集成的体系结构 64618.11.4对**图元的支持 64718.11.5对增强的3D感知的支持 64918.11.6实时飞行模拟器 65118.12小结 652习题 652第19章**几何与光栅算法 65519.1裁剪 65519.1.1矩形区域对直线的裁剪 65619.1.2矩形和其他多边形区域对多边形的裁剪 65919.1.3矩形区域裁剪：梁友栋-Barsky多边形算法 65919.1.4Weiler多边形算法 66519.2图元的扫描转换 67119.2.1属性 67119.2.2评价扫描转换算法的准则 67119.2.3直线的其他考察方式 67319.2.4**折线算法 67419.2.5画圆算法的改进 67419.2.6一般圆锥曲线算法 67619.2.7宽图元 68319.2.8填充图元 68519.3反走样 68619.3.1直线的反走样 68719.3.2圆的反走样 68819.3.3圆锥曲线的反走样 69019.3.4一般曲线的反走样 69219.3.5矩形.多边形和直线端点的反走样 69219.4文字的特殊问题 69319.5填充算法 69519.5.1区域类型.连通性和填充 69519.5.2基本填充算法 69619.5.3软填充算法 69819.6加速copyPixel 70019.7形状数据结构和形状代数 70419.8用bitBlt管理窗口 70619.9页面描述语言 70819.10小结 713习题 713第20章**建模技术 71920.1前述技术的扩展 72020.1.1采用样条的**建模技术 72020.1.2基于噪声的纹理映射 72220.2过程模型 72420.3分形模型 72520.4基于文法的模型 72920.5粒子系统 73220.6体绘制 73520.7基于物理的建模 73820.7.1基于约束的建模 73820.7.2布面和柔软表面的建模 73920.7.3实体建模 74020.7.4地形建模 74020.8模拟自然物体和合成物体的特殊模型 74020.8.1波浪 74120.8.2云层和气象 74120.8.3湍流 74320.8.4滴状物体 74320.8.5生物 74420.8.6人 74520.8.7来自于娱乐业的一个例子 74520.9自动放置物体 74620.10小结 748习题 749第21章动画 75121.1传统动画和计算机辅助动画 75121.1.1传统动画 75121.1.2计算机辅助动画 75221.1.3插值 75221.1.4简单的动画效果 75521.2计算机动画语言 75621.2.1线性表表示法 75621.2.2通用计算机语言 75721.2.3图形语言 75721.3动画控制方法 76021.3.1完全显式的控制 76021.3.2过程化控制 76021.3.3基于约束的系统 76021.3.4真实动作跟踪 76221.3.5演员 76221.3.6运动学和动力学 76221.3.7基于物理的动画 76421.4动画的基本规则 76521.5动画特有的一些问题 76521.6小结 767习题 767附录计算机图形学的数学基础 769参考文献 793索引 833

本书是计算机图形学领域的经典著作。本书由基础知识、用户界面、模型定义和图像合成四个部分组成，包括SRGP的编程、画二维图元的基本光栅图形学算法、图形硬件、几何变换、三维空间的观察、对象的层次结构和SPHIGS系统、输入设备、交互技术与交互任务、对话设计、用户界面软件、实体造型、消色光与彩色光、可视图像的真实性、可见面判定、光照模型与光照计算、图像处理与存储、**光栅图形体系结构、**几何与光栅算法、**建模技术和动画等内容。
本书内容全面，涉及图形学的各个领域，可以作为计算机专业本科生和研究生的教材，同时也可供相关技术人员阅读。 这是计算机图形学领域的一部经典之作，作者Foley、van Dam等是国际图形学界的**学者、学术带头人，而且本书英文版自出版以来，一直是各国大学计算机图形学课程的主要教科书。来自清华大学、北京大学、中国科学院计算技术研究所、中国科学院软件研究所的多位图形学领域的专家和精英花费了大量的时间和精力进行翻译，*终完成了这本中文版。
本书由基础知识、用户界面、模型定义和图像合成四个部分组成，内容覆盖了日趋成熟的计算机图形学领域各个方面，包括二维、三维图形学的数学基础，重要算法，光栅图形硬件和软件，交互技术及用户界面软件，真实感图形学，**建模技术 (分形、体绘制等)，图像处理和存储，以及动画等。此外，书中包括了大量习题和参考文献，提供了大量的用C语言编写的实现算法的程序。
本书是高等院校计算机专业本科生、研究生计算机图形学课程的理想教材，是相关领域专业人员开展研究工作的**参考书。