計算機圖形學

第1章 緒論
　1.1 研究內(nèi)容
　1.2 發(fā)展簡史
　1.3 相關學科
　　1.3.1 計算機輔助設計與制造
　　1.3.2 計算機動畫藝術
　　1.3.3 科學計算可視化
　　1.3.4 虛擬現(xiàn)實
　1.4 圖形設備
　　1.4.1 圖形顯示設備
　　1.4.2 圖形處理器
　　1.4.3 圖形輸入設備
　本章小結
　習題
　參考文獻
第2章 三維建模
　2.1 三維建模及其應用概述
　2.2 三維模型的表示方法
　　2.2.1 元數(shù)據(jù)表示
　　2.2.2 面表示
　　2.2.3 實體造型
　　2.2.4 高級結構法
　2.3 網(wǎng)格在計算機中的表示
　　2.3.1 獨立面表示
　　2.3.2 頂點表與面表表示
　　2.3.3 鄰接表表示
　　2.3.4 翼邊結構表示
　本章小結
　習題
　參考文獻
第3章 曲線與曲面
　3.1 曲線曲面的基本理論
　　3.1.1 非參數(shù)表示
　　3.1.2 參數(shù)表示
　　3.1.3 曲線和曲面的設計準則
　3.2 參數(shù)曲線
　　3.2.1 曲線的表征
　　3.2.2 曲線連續(xù)性
　　3.2.3 bezier曲線
　　3.2.4 b樣條曲線
　3.3 參數(shù)曲面
　　3.3.1 曲面的表征
　　3.3.2 bezier曲面
　　3.3.3 b樣條曲面
　3.4 細分曲面
　　3.4.1 基本原理
　　3.4.2 loop細分算法
　　3.4.3 其他細分算法
　本章小結
　習題
　參考文獻
第4章 體繪制
　4.1 體繪制基礎
　4.2 體數(shù)據(jù)
　　4.2.1 體素
　　4.2.2 體紋理
　4.3 體光照模型
　4.4 體繪制算法
　　4.4.1 圖像空間為序
　　4.4.2 對象空間為序
　4.5 基于gpu的渲染加速
　　4.5.1 包圍盒相交測試
　　4.5.2 cpu加速
　本章小結
　習題
　參考文獻
第5章 三角網(wǎng)格
　5.1 三角網(wǎng)格基礎
　　5.1.1 基本性質(zhì)
　　5.1.2 數(shù)據(jù)結構
　5.2 三角剖分
　　5.2.1 基本三角剖分方法
　　5.2.2 二維delaunay三角剖分
　　5.2.3 三維delaunay三角剖分
　　5.2.4 限定delaunay三角剖分
　5.3 多分辨率網(wǎng)格
　　5.3.1 靜態(tài)網(wǎng)格簡化技術
　　5.3.2 細節(jié)層次技術
　　5.3.3 漸進式網(wǎng)格
　本章小結
　習題
　參考文獻
第6章 全局光照
　6.1 輻射計量相關概念
　6.2 雙向反射分布函數(shù)
　　6.2.1 brdf概述
　　6.2.2 常用brdf模型
　6.3 明暗模型
　　6.3.1 lambert模型
　　6.3.2 phong模型
　　6.3.3 cook-torrance模型
　6.4 渲染方程
　　6.4.1 半球方程
　　6.4.2 區(qū)域方程
　　6.4.3 直接和間接光照方程
　6.5 光線追蹤算法
　　6.5.1 光線追蹤的原理
　　6.5.2 光線追蹤中的交點計算
　　6.5.3 交點計算加速方法
　本章小結 習題
　參考文獻
第7章 monte carlo方法
　7.1 概率基礎
　　7.1.1 隨機變量及其分布
　　7.1.2 多維隨機變量及其分布
　　7.1.3 隨機變量的期望和方差
　7.2 monte carlo積分
　　7.2.1 基本的monte carlo積分
　　7.2.2 收斂率
　　7.2.3 高維monte carlo積分
　　7.2.4 選擇采樣點
　7.3 方差縮減技術
　　7.3.1 重要性采樣
　　7.3.2 分層采樣
　7.4 monte carlo方法在圖形學中的應用
　　7.4.1 monte carlo直接光照
　　7.4.2 monte carlo光線追蹤
　　7.4.3 分布式光線追蹤
　　7.4.4 monte carlo路徑追蹤
　本章小結
　習題
　參考文獻
第8章 輻射度方法
　8.1 理想環(huán)境的一般輻射度方程
　8.2 形狀因子計算
　　8.2.1 半立方體算法
　　8.2.2 使用插值對輻射度進行重構
　8.3 輻射度求解技術——漸進式細化
　8.4 網(wǎng)格化策略
　　8.4.1 自適應的網(wǎng)格化
　　8.4.2 層次化的網(wǎng)格化
　本章小結
　習題
　參考文獻
第9章 基于圖像的渲染
　9.1 ibr概述
　9.2 無幾何信息的ibr
　　9.2.1 全光函數(shù)
　　9.2.2 光場和光場渲染
　　9.2.3 同心拼圖
　9.3 部分幾何信息的ibr
　　9.3.1 視圖插值技術
　　9.3.2 視圖變形技術
　9.4 全部幾何信息的ibr
　　9.4.1 三維折疊變換
　　9.4.2 分層深度渲染
　本章小結
　習題
　參考文獻
第10章 紋理
　10.1 紋理概述
　10.2 紋理映射
　　10.2.1 可解析化物體表面的紋理映射
　　10.2.2 兩步紋理映射
　　10.2.3 凹凸紋理映射
　　10.2.4 環(huán)境映射
　　10.2.5 三維紋理映射
　10.3 紋理反走樣
　　10.3.1 區(qū)域求和表
　　10.3.2 橢圓形加權平均的紋理反走樣方法
　　10.3.3 mip-mapping反走樣算法
　10.4 紋理合成
　　10.4.1 過程紋理合成
　　10.4.2 基于樣圖的紋理合成
　本章小結
　習題
　參考文獻
第11章 圖形動力學
　11.1 動力學的基本知識和概念
　11.2 被動動力學在圖形中的應用
　　11.2.1 動力學的基本公式
　　11.2.2 不可壓縮性
　　11.2.3 邊界的條件設定
　　11.2.4 模擬的數(shù)值化方法
　　11.2.5 模擬的算法
　　11.2.6 算法的具體數(shù)值實現(xiàn)
　11.3 圖形學中被動動力學的實例
　11.4 主動動力學在圖形學中的應用
　　11.4.1 蛇與蠕蟲等動物的運動
　　11.4.2 人的運動
　本章小結
　習題
　參考文獻
第12章 動作生成
　12.1 運動學
　　12.1.1 正向運動學
　　12.1.2 逆向運動學
　　12.1.3 時空限制
　12.2 動作捕捉
　　12.2.1 動作捕捉設備
　　12.2.2 動作捕捉數(shù)據(jù)處理技術
　　12.2.3 動作重定位
　本章小結
　習題
　參考文獻
附錄a 微分方程與龍格—庫塔方法