第1章    计算机图形学的数学基础

    1.1    处理三维结构

        1.1.1    计算机图形学中的三维仿射变换

        1.1.2    改变坐标系的变换

    1.2    结构变形变换

    1.3    向量和计算机图形学

        1.3.1    向量的加法

        1.3.2    向量的长度

        1.3.3    法向量和叉积

        1.3.4    法向量和点积

        1.3.5    与法向量反射相关的向量

    1.4    光线和计算机图形学

        1.4.1    光线几何--相交

        1.4.2    相交--光线与球

        1.4.3    相关--光线与凸多边形

        1.4.4    相交--光线与包围盒

        1.4.5    相交--光线与二次行

        1.4.6    光线追踪集合--反射和折射

    1.5    图像平面中的插值性质

第2章    三维物体的表示和建模（1）

    引言

    2.1    三维物体的多边形表示

        2.1.1    创建多边形物体

        2.1.2    多边形物体的手工建模

        2.1.3    多边形物体的自动产生

        2.1.4    多边形物体的数学产生

        2.1.5    程序化的多边形网格

                    物体--分形物体

    2.2    物体的构造实体几何表示

    2.3    物体表示的空间细分技术

        2.3.1    八叉树和多边形

        2.3.2    BSP树

        2.3.3    创建体素实体

    2.4    用隐函数表示物体

    2.5    场景管理和物体表示

    2.6    总结

第3章    三维物体的表示和建模（2）

    引言

    3.1    Bezier曲线

        3.1.1    连接Bezier曲线段

        3.1.2    Bezier曲线性质总结

    3.2    B样条表示

        3.2.1    B样条曲线

        3.2.2    均匀B样条

        3.2.3    非均匀B样条

        3.2.4    B样条曲线性质总结

    3.3    有理曲线

        3.3.1    有理Bezier曲线

        3.3.2    NURBS

    3.4    从曲线到曲面

        3.4.1    连续性和Bezier曲面片

        3.4.2    一个Bezier曲面片物体--Utah茶壶

    3.5    B样条表面的曲面片

    3.6    建立曲面片表面

        3.6.1    界面或线性轴设计实例

        3.6.2    控制多面体设计--基本技术

        3.6.3    用表面拟合来创建曲面片物体

    3.7    从曲面片到物体

第4章    表示和绘制

    引言

    4.1    绘制多边形网络--简单综述

    4.2    绘制参数化表面

        4.2.1    直接由曲面片描述进行绘制

        4.2.2    曲面片向多边形转换

        4.2.3    物体空间细分

        4.2.4    图像空间细分

    4.3    绘制构造实体几何表示

    4.4    绘制体素表示

    4.5    绘制隐函数

第5章    绘图流程（1）：几何操作

    引言

    5.1    绘图流程中的坐标空间

        5.1.1    局部坐标系或建模坐标系

        5.1.2    世界坐标系

        5.1.3    摄像机/眼睛/观察坐标系

    5.2    在观察空间中进行的操作

        5.2.1    消隐或背面清除

        5.2.2    视见体

        5.2.3    三维屏幕空间

        5.2.4    视见体和深度

    5.3    先进的观察系统（PHIGS和GKS）

        5.3.1    PHIGS观察系统概述

        5.3.2    观察方向参数

        5.3.3    观察映射参数

        5.3.4    观察平面的更详细讨论

        5.3.5    实现一个PHIGS型观察系统

第6章    绘图流程（2）：绘制或算法过程

    引言

    6.1    在视见体上裁剪多边形

    6.2    对像素明暗处理

        6.2.1    局部反射模型

        6.2.2    局部反射模型--实际问题

        6.2.3    局部反射模型--关于光源的考虑

    6.3    插值明暗处理技术

        6.3.1    插值明暗处理技术--Gouraud明暗处理

        6.3.2    插值明暗处理技术--Phong明暗处理

        6.3.3    绘制程序的明暗处理选项

        6.3.4    Gouraud明暗处理和Phong明暗处理的比较

    6.4    光栅化

        6.4.1    光栅化边

        6.4.2    光栅化多边形

    6.5    绘制的顺序

    6.6    隐藏面消除

        6.6.1    Z缓冲器算法

        6.6.2    Z缓冲器和CSG表示

        6.6.3    Z缓冲器与合成

        6.6.4    Z缓冲器和绘制

        6.6.5    扫描线Z缓冲器

        6.6.6    跨越式隐藏面消除

        6.6.7    一个跨越式扫描线算法

        6.6.8    Z缓冲器和复杂场景

        6.6.9    Z缓冲器总结

        6.6.10    BSP树和隐藏面消除

    6.7    多路绘制和累加缓冲器

第7章    模拟光线--物体相交：局部反射模型

    引言

    7.1    来自完全表面的反射

    7.2    来自不完全表面的反射

    7.3    双向反射分布函数

    7.4    漫反射分量和镜面反射分量

    7.5    完全漫反射--经验型散步镜面反射

    7.6    基于物理的镜面反射

        7.6.1    建模表面的微观几何

        7.6.2    阴影和屏蔽效果

        7.6.3    观察几何学

        7.6.4    Fresnel项

    7.7    预计算BRDF

    7.8    基于物理的漫反射分量

第8章    映射技术

    引言

    8.1    二维纹理映射到多边形网格物体

        8.1.1    用双线性插值进行反向映射

        8.1.2    用中间表面进行反向映射

    8.2    二维纹理域到双三次参数曲面片物体

    8.3    广告牌

    8.4    凹凸映射

        8.4.1    用于凹凸映射的多路技术

        8.4.2    用于凹凸映射的预计算技术

    8.5    光线图

    8.6    环境映射或反射映射

        8.6.1    立方体映射

        8.6.2    球映射

        8.6.3    环境映射：比较点

        8.6.4    表面性质和环境映射

    8.7    三维纹理域技术

        8.7.1    三维噪声

        8.7.2    模拟扰动

        8.7.3    三维纹理和动画

        8.7.4    三维光线图

    8.8    反走样和纹理映射

    8.9    纹理映射中的交互式技术

第9章    几何阴影

    引言

    9.1    计算机图形学中阴影的性质

    9.2    地平面上的简单阴影

    9.3    阴影算法

        9.3.1    阴影算法：投影多边形/扫描线

        9.3.2    阴影算法：阴影体

        9.3.3    阴影算法：从光源变换导出阴影多边形

        9.3.4    阴影算法：阴影Z缓冲器

第10章    全局照明

    引言

    10.1    全局照明模型

        10.1.1    绘制方程

        10.1.2    辐射光亮度，辐射度和幅射光亮度方程

        10.1.3    路径的标注

    10.2    全局照明算法的发展

    10.3    已建立的算法--光线追踪和辐射度

        10.3.1    whitted光线跟踪方法

        10.3.2    辐射度方法

    10.4    全局照明中的蒙特卡罗技术

    10.5    路径跟踪

    10.6    分布式光线跟踪

    10.7    二路光线跟踪

    10.8    依赖于观察/独立于观察和多路方法

    10.9    存储照明

    10.10    光线体

    10.11    粒子跟踪和密度估计

第11章    辐射度方法

    引言

    11.1    辐射度理论

    11.2    形状因子的确定

    11.3    gauss-seidel方法

    11.4    观察部分解--渐进式细化

    11.5    辐射度方法存在的问题

    11.6    辐射度图像中的人工痕迹

        11.6.1    半立方体人工痕迹

        11.6.2    重建人工痕迹

        11.6.3    网格化人工痕迹

    11.7    网格化策略

        11.7.1    自适应或后网格化

        11.7.2    预网格化

第12章    光线跟踪策略

    引言--whitted光线跟踪

    12.1    基本算法

        12.1.1    跟踪光线--初始的考虑

        12.1.2    照明模型分量

        12.1.3    阴影

        12.1.4    隐藏面消除

    12.2    用递归方法实现光线跟踪

    12.3    七条光线的旅程--一个光线的跟踪研究

    12.4    光线跟踪多边形物体——多边形交点处的法向插值

    12.5    光线跟踪方法的效率问题

        12.5.1    自适应深度控制

        12.5.2    第一次碰撞加速

        12.5.3    具有简单形状的限定物体

        12.5.4    二次数据结构

        12.5.5    光线空间细分

    12.6    利用光线的连贯性

    12.7    一个历史话题——彩虹的光学问题

第13章    体绘制

    引言

    13.1    体绘制和体数据的可视化

    13.2    “半透明胶质”选项

        13.2.1    体素分类

        13.2.2    变换到观察方向

        13.2.3    沿着光线合成像素

    13.3    半透明胶质和表面

    13.4    体绘制算法中关于结构的考虑

        13.4.1    光线投射（未经变换的数据）

        13.4.2    光线投射（变换后的数据）

        13.4.3    体素投影方法

    13.5    体绘制过程中的透视投影

    13.6    三维纹理和体绘制

第14章    反走样理论及实践

    引言

    14.1    走样和采样

    14.2    锯齿形边

    14.3    计算机图形学中的采样与真实采样之间的比较

    14.4    采样和重建

    14.5    一个简单的比较

    14.6    预过滤方法

    14.7    超采样或后过滤

    14.8    非均匀采样——一些理论概念

    14.9    图像的傅里叶变换

第15章    颜色和计算机图形学

    引言

    15.1    计算机成像中的颜色集

    15.2    颜色和三维空间

        15.2.1    RGB空间

        15.2.2    HSV单六面体模型

        15.2.3    YIQ空间

    15.3    颜色，信息和感知空间

        15.3.1    CIE XYZ空间

        15.3.2    CIE xyY空间

    15.4    绘制和颜色空间

    15.5    关于监视器的考虑

        15.5.1    RGB监视器和其他监视器的考虑

        15.5.2    关于监视器的考虑——不同的监视器和相同的颜色

        15.5.3    关于监视器的考虑——颜色显示范围的映射

        15.5.4    关于监视器的考虑——y校正

第16章    基于图像的绘制和照片建模

    引言

    16.1    以前绘制的图像的复用——二维技术

        16.1.1    平面“冒名顶替者”或小画面

        16.1.2    计算平面小画面的有效性

    16.2    改变绘制的资源

        16.2.1    优先绘制

        16.2.2    图像分层

    16.3    运用深度信息

        16.3.1    三维扭曲

        16.3.2    分层深度图像

    16.4    观察插值

    16.5    四维技术——照明绘图或光线场绘制方法

    16.6    照片建模和IBR

        16.6.1    利用照片全景图进行基于图像的绘制

        16.6.2    合成全景图

        16.6.3    基于图像绘制的照片建模

第17章    计算机动画

    引言

    17.1    计算机动画技术的分类和描述

    17.2    刚体动画

        17.2.1    插值或关键帧

        17.2.2    明确的脚本

        17.2.3    旋转的插值

        17.2.4    用四元方法表示旋转

        17.2.5    对四元式插值

        17.2.6    作为动画物体的摄像机

    17.3    连接结构和层次化运动

    17.4    计算机动画中的动力学

        17.4.1    刚体的基本理论——粒子

        17.4.2    力的性质

        17.4.3    刚体——有翼展的物质

        17.4.4    在计算机动画中运用动力学

        17.4.5    模拟成块物质的动力学

        17.4.6    空间-时间限制

    17.5    碰撞检测

        17.5.1    非限制性阶段/限制性阶段算法

        17.5.2    用OBB进行非限制性阶段的碰撞检测

        17.5.3    限制性阶段：凸多面体对——准确的碰撞检测

        17.5.4    单阶段算法——物体的层次结构

    17.6    碰撞响应

    17.7    粒子动画

    17.8    行为动画

    17.9    总结

第18章    比较图像研究

    引言

    18.1    局部反射模型

    18.2    纹理映射和阴影映射

    18.3    Whitted光线跟踪

    18.4    辐射度方法

    18.5    RADIANCE

    18.6    总结

参考文献

索引