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本書全面介紹計算機圖形學的系統(tǒng)組成、圖形生成與顯示算法以及交互實現(xiàn)技術(shù)。主要內(nèi)容包括：計算機圖形系統(tǒng)、基本光柵圖形生成技術(shù)、圖形變換、交互繪圖技術(shù)、真實感圖形的生成技術(shù)、曲線與曲面、幾何建模以及與計算機圖形學相關(guān)的研究領(lǐng)域。本書的特點是取材精煉，注重算法與實現(xiàn)相結(jié)合，便于讀者用較少的時間精力全面地掌握計算機圖形學的主要內(nèi)容。本書將計算機圖形學的基本理論、算法與OpenGL技術(shù)有機結(jié)合，可以加深讀者對基本理論、算法的理解，并且有利于讀者牢固地掌握OpenGL技術(shù)。本書強調(diào)圖形交互技術(shù)，介紹了基于Windows操作系統(tǒng)的Visual C++圖形程序開發(fā)平臺和OpenGL技術(shù)的實現(xiàn)，增加了學習的趣味性，有助于讀者進行圖形學實驗，為讀者今后在學習和工作中應(yīng)用圖形學技術(shù)開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)打下堅實的基礎(chǔ)。
本書適合作為高等學校計算機圖形學的教學用書，對從事CAD和CG研究、應(yīng)用和開發(fā)的廣大科技人員也有較高的參考價值。版權(quán)所有，翻印必究。

前言
FOREWORD圖形是一種重要的信息表達和傳遞方式。與語言、文字、數(shù)字相比，用圖形表達信息更直觀、更豐富。誕生于20世紀60年代的計算機圖形學是研究如何使用計算機生成圖形的一門學科。隨著計算機軟硬件的不斷發(fā)展，尤其在20世紀80年代以后，計算機圖形學快速發(fā)展，計算機能夠表達的圖形越來越豐富，從二維圖形到三維實體，從靜態(tài)圖片到實時動畫，從線框圖到真實感顯示，從產(chǎn)品設(shè)計、工程分析到動畫、廣告、影視藝術(shù)，計算機圖形學在眾多領(lǐng)域得到應(yīng)用，而且在應(yīng)用過程中與其他學科相結(jié)合，產(chǎn)生了很多新興的學科，如CAD/CAM/CAE、可視化、動畫、仿真、虛擬現(xiàn)實等，計算機圖形學在現(xiàn)代社會生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。
本書作者自1994年開始從事計算機圖形學的教學和科研工作，從計算機圖形學發(fā)展和應(yīng)用研究兩個方面系統(tǒng)地總結(jié)了10多年的教學和科研體驗，寫成此書。
本書共分9章。第1章為緒論，介紹計算機圖形學的發(fā)展歷史、研究內(nèi)容和應(yīng)用領(lǐng)域；第2章是計算機圖形系統(tǒng)，概述計算機圖形系統(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生成基本圖形的實現(xiàn)；第4章是圖形變換，在敘述幾何變換和坐標變換的概念和作用的基礎(chǔ)上，詳細介紹交互繪圖過程中的顯示變換、OpenGL坐標變換機制、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對交互繪圖的支持與實現(xiàn)；第6章是真實感圖形的生成技術(shù)，概述真實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，重點介紹當前實用圖形系統(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，介紹當前實用造型系統(tǒng)中常用的三維建模方法；第9章是計算機圖形學相關(guān)的研究領(lǐng)域，介紹CAD/CAM、計算機動畫、可視化、虛擬現(xiàn)實、逆向工程等新興學科的發(fā)展。
本書具有如下特點：
（1）精選內(nèi)容、突出主線
計算機圖形學在40年的發(fā)展過程中不斷地推陳出新，為適應(yīng)教學需求，增添成熟的新內(nèi)容，并介紹最新的發(fā)展方向，使學生能夠用有限的時間和精力系統(tǒng)準確地了解計算機圖形系統(tǒng)、基本原理、應(yīng)用和發(fā)展方向。
（2）強調(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)，是計算機圖形學的重要內(nèi)容。本書加強這一部分內(nèi)容不僅有助于學生進行計算機圖形學實驗，而且為開發(fā)專業(yè)圖形應(yīng)用系統(tǒng)提供基礎(chǔ)。
（3）強調(diào)OpenGL,注重實驗
圖形學的理論和算法比較艱深和難懂，但實驗結(jié)果卻可以非常直觀和生動。本書介紹了Windows操作系統(tǒng)下圖形程序開發(fā)環(huán)境和OpenGL，提供一套在教學中多次使用的實驗圖形平臺，讓學生在這個平臺上完成計算機圖形學的實驗。同時通過OpenGL生成和顯示圖形，進一步加深學生對計算機圖形學的概念、原理和算法的理解，起到事半功倍的效果。OpenGL是獨立于硬件設(shè)備、窗口系統(tǒng)和操作系統(tǒng)的圖形標準，以O(shè)penGL為基礎(chǔ)開發(fā)的應(yīng)用程序可以在各種平臺間移植。學會使用OpenGL可以為今后開發(fā)圖形應(yīng)用系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。
本書由楊欽制定詳細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章由李吉剛撰寫；第7章由徐永安撰寫；第9章由徐永安、蔡強撰寫。全書由楊欽、徐永安和翟紅英統(tǒng)稿，楊欽最后修改定稿。
本書在編寫過程中得到了北京航空航天大學馬殿富教授、陳其明教授、葛本修教授的指導和大力支持。北京航空航天大學計算機學院計算機圖形學研究室的博士研究生程丹和碩士研究生金宇林等在本書的統(tǒng)稿和審校過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，書中難免有錯誤及不當之處，懇請讀者批評指正。作者
2005年1月

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