本书是一本通俗易懂、集理论与实践为一体且具有一定特色的计算机图形学教材。本书介绍了计算机图形学的基本原理及常用图形算法，主要内容包括：绪论、基本图形生成算法、区域填充、图形变换、图形裁剪、曲线与曲面生成、消除隐藏线和隐藏面、真实感图形技术、分形图形的生成和三维植物造型应用实例。 其中，三维植物造型包含作者的部分科研成果。本书附有常用图形算法的C++源程序代码。每章基本上都配有结合思政元素的应用案例，可指导读者深入地进行学习。 

本书可作为高等院校计算机及相关专业本科生的教材，也可以作为研究生的参考书或上机指导书，还适用于计算机图形学的初学者。

前言

第1章绪论

11计算机图形学的概念

12计算机图形学的发展历史

13图形显示器简介

14计算机图形学的应用

习题1

第2章基本图形生成算法

21直线图形的生成

211数值微分法

212中点画线法

213Bresenham画线算法

214直线线宽的处理

22圆与椭圆图形的生成

221参数方程产生圆弧

222中点画圆算法

223Bresenham画圆算法

224中点法绘制椭圆

225圆刷处理线宽

23字符

231点阵字符

232矢量字符

24应用案例

241简易五角星的绘制

242简易时钟的绘制

习题2

第3章区域填充

31种子填充算法

311简单的种子填充算法

312扫描线种子填充算法

32多边形域填充

321多边形域的填充步骤

322直接求扫描线交点填充算法

323有效边表扫描线填充算法

33区域填充图案

331水平线(或垂直线)的填充

332斜平行线的填充

333位图图案填充

34应用案例

341交通标志的绘制

342奥运五环的绘制

习题3

第4章图形变换

41窗口视图变换

411窗口区和视图区

412窗口区和视图区的坐标变换

42图形的几何变换

421二维图形的几何变换

422三维图形的几何变换

43形体的投影变换

431投影变换的分类

432平行投影

433透视投影

434投影空间

44应用案例

441简易自行车模拟

442简易房屋模拟

习题4

第5章图形裁剪

51二维线段的裁剪

511Cohen-Sutherland直线裁剪算法

512中点分割算法

513凸多边形窗口的Cyrus-Beck线段裁剪算法

514内裁剪与外裁剪

515凹凸多边形的判定

516凹多边形的分割算法

52二维多边形的裁剪

521Sutherland-Hodgman多边形裁剪算法

522Weiler-Atherton多边形裁剪算法

53三维裁剪

531三维Cohen-Sutherland端点编码算法

532三维中点分割算法

533三维Cyrus-Beck算法

54应用案例

541水平滚动的矢量字

542蜂窝图形放大的裁剪

习题5

第6章曲线与曲面生成

61曲线的生成

611常见参数方程曲线

612Bezier曲线

613B样条曲线

62曲面的生成

621旋转曲面参数方程

622球面

623圆环面

624圆柱面、圆锥面和圆台面

625任意曲线旋转面

63双线性曲面生成

631平面

632任意双线性曲面

64单线性曲面

641柱面

642直纹面

65Bezier曲面及其拼合

651Bezier曲面

652Bezier曲面的拼合

66B样条曲面

661均匀周期二次B样条曲面

662均匀周期三次B样条曲面

67应用案例

671中国天眼形状模拟

672台灯模拟

673口罩模拟

习题6

第7章消除隐藏线和隐藏面

71隐藏线和隐藏面

72用Roberts算法消除隐藏线

73隐藏面消除

731Z缓冲器算法

732画家算法

733扫描线算法

734可见面光线追踪算法

74应用案例

741长征一号表面网格模拟

742返回舱表面网格模拟

习题7

第8章真实感图形技术

81颜色模型

82简单光照模型

83多边形表示的明暗处理

831恒定光强的多边形绘制

832Gouraud明暗处理

833Phong明暗处理

84纹理表示

841颜色纹理显示

842凹凸纹理表示

85透明处理与阴影显示

851透明处理

852阴影显示

86整体光照模型与光线跟踪算法

861整体光照模型

862Whitted整体光照模型

863光线跟踪算法

87应用案例

871八一大桥模拟

872青铜器形状模拟

873钉子与螺丝钉模拟

习题8

第9章分形图形的生成

91函数递归分形图形

911Koch曲线

912生成元分形图形

913树枝的生成

92L系统

921二维L系统

922三维L系统

923真实感三维L系统

93迭代函数系统

习题9

第10章三维植物造型应用实例

101参数曲面变形

102植物枝干造型

103植物树叶造型

1031植物叶片造型

1032植物叶脉造型

1033叶片整体造型实例

104植物花朵造型

1041花瓣的边界造型

1042花瓣的弯曲造型

1043花瓣颜色模拟

1044花冠造型

1045花朵造型实例

105植物果实造型

1051椭球及其变形参数方程

1052果实形状的绘制

1053果实颜色纹理模拟

1054果实造型实例

106植物生长造型

1061百合花开花

1062南瓜生长造型

1063荔枝生长造型

1064黄瓜生长造型

107果实体模造型实例

1071西瓜体模造型

1072冬枣体模造型

1073杏体模造型

108基于点云的果实精细重建

1081植物果实点云数据的获取

1082植物果实点云的球坐标表示

1083果实中心轴提取

1084植物果实重建习题10

附录实验指导

参考文献