Computer Graphics and Virtual Environments from Realism to Real-Time

第一部分 绪论：感知、光、颜色和数学

第1章 导论：投影的虚幻世界

1. 1 引言

1．2 范围

1．3 建模和虚拟环境

1．4 真实感和实时

1．5 存在和沉浸感

1．6 虚拟环境如何工作

1．7 小结

第2章 虚拟环境的数学基础

2．1 引言

2．2 维度

2．3 位置和方向：点和矢量

2．4 方向和角度

2．5 平面保持变换

2．6 四元数

2．7 小结

第3章 光照--光亮度方程

3．1 光照：计算机图形学的基本问题

3．2 光

.3．3 简化假设

3．4 光亮度

3．5 反射

3．6 光亮度方程

3．7 光亮度方程的解

3．8 可见性

3．9 小结

第4章 颜色以及人对光的反应

4．1 引言：颜色作为光谱分布

4．2 视觉系统简单模型

4．3 发射器系统简单模型

4．4 产生可感知颜色

4．5 cie-rgb颜色匹配函数

4．6 cie-rgb色度空间

4．7 cie-xyz色度空间

4．8 crt显示器的一些特性

4．9 rgb和xyz颜色空间之间的转换

4．10 颜色范围和不可显示颜色

4．11 小结：技术整合

第二部分 从真实到实时i

第5章 计算机图形的绘画隐喻

5．1 引言：绘画隐喻

5．2 模拟绘画隐喻

5．3 图形的主要概念

5．4 小结

第6章 局部光照和光线跟踪

6．1 引言

6．2 漫反射和朗伯定律

6．3 计算局部漫反射

6．4 局部镜面反射的简单模型

6．5 用光线投射渲染局部光照模型

6．6 对递归光线跟踪的介绍

6．7 包括透明对象的递归光线跟踪

6．8 光线跟踪算法的一些细节

6．9 opengl中的光照

6．10 vrml97中的光照

6．11 小结

第7章 照相机的一般化

7．1 引言

7．2 从wc到uvn观察坐标系的映射

7．3 在光线跟踪中使用一般照相机

7．4 vrml97例子

7．5 小结

第8章 场景构造

8．1 引言

8．2 多边形和平面

8．3 多面体

8．4 场景层次结构

8．5 使用opengl

8．6 使用vrml97

8．7 小结

附录8．1 翼边数据结构的c语言描述

第9章 投影：照相机模型的实现

9．1 引言

9．2 完整的照相机描述

9．3 投影

9．4 合成矩阵

9．5 计算视图矩阵t

9．6 技术整合

9．7 视图实现与场景图的结合

9．8 在opengl中观察

9．9 创建3d立体视图

9．10 小结

附录9．1 式(9-8)中矩阵的推导

附录9．2 对象层次结构的opengl渲染

第10章 裁剪多边形

10．1 引言

10．2 sutherland-hodgman算法(二维)

10．3 裁剪多边形--weiler-atherton算法

10．4 在三维中裁剪多边形

10．5 小结

第11章 可见性确定

11．1 引言

11．2 背面删除

11．3 列表优先权算法

11．4 二叉空间分割树

11．5 小结

第12章 多边形渲染

12．1 引言

12．2 多边形光栅化

12．3 小结

第13章 图像空间渲染和纹理生成

13．1 引言

13．2 z缓冲区可见性算法

13．3 平滑的明暗处理

13．4 纹理生成

13．5 vrml97例子

13．6 小结

第三部分 从实时到真实

第14章 阴影：达到实时性真实

14．1 引言

14．2 阴影本影

14．3 阴影半影

14．4 小结

第15章 辐射度介绍

15．1 引言

15．2 形状因子：两面片之间的能量

15．3 辐射度方程

15．4 形状因子的计算

15．5 渐进细化方法

15．6 网格化

15．7 渲染

15．8 小结

第16章 快速光线跟踪

16．1 引言

16．2 相交计算

16．3 包围体和层次结构

16．4 一致空间细分

16．5 非一致空间细分

16．6 光线相关性方法

16．7 小结

第17章 直线裁剪和渲染

17．1 引言

17．2 裁剪线段

17．3 线段的光栅化

17．4 在一致细分空间中跟踪光线

17．5 小结

第四部分 实体、曲线和曲面

第18章 体素构造表示

18．1 引言

18．2 二次曲面

18．3 光线的分类和组合

18．4 小结

第19章 计算机辅助几何设计介绍

19．1 引言

19．2 多项式和开花

19．3 开花和bezier曲线

19．4 bezier曲线和bernstein基

19．5 升阶bezier曲线

19．6 有理bezier曲线

19．7 曲线的拼接：连续性

19．8 b样条曲线

19．9 b样条基函数

19．10 对曲面的介绍

19．11 参数化曲面

19．12 三角形bezier面片

19．13 三次b样条插值

19. 14 求解多项式

19．15 小结

第五部分 虚拟环境中的动态特性和交互

第20章 虚拟世界中人的动态特性

20．1 引言

20．2 虚拟现实模型

20．3 人体仿真

20．4 与虚拟人体的交互

20．5 对象间的碰撞检测

20．6 一般性碰撞检测

20．7 有关vrml的注解

20．8 小结

第21章 实时交互

21．1 引言

21．2 桌面交互设备

21．3 选择

21．4 操作

21．5．移动

21．6 界面中通道的屏蔽

21．7 c语言例子

21．8 vrml例子

21．9 小结

第六部分 从真实到实时ii

第22章 基于光线的全局光照方法

22．1 引言

22．2 光线跟踪方法

22．3 分布式光线跟踪

22．4 路径跟踪

22．5 辐射度和光线跟踪的集成

22．6 光子跟踪

22．7 小结

第23章 虚拟环境的高级实时渲染

23．1 引言

23．2 可见性处理

23．3 多分辨率表示

23．4 基于图像的渲染

23．5 光域

23．6 全屏幕反走样

23．7 vrml例子

23．8 小结

附录a vrml介绍

参考文献

索引