数字媒体设计图形图像理论基础

作者: 王建一 , 吕德生

出版社: 中国铁道出版社

出版时间: 2021-06

版次: 1

ISBN: 9787113278915

定价: 42.00

装帧: 其他

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 256页

字数: 400.000千字

分类: 教材教辅考试>教材>大学教材>工程技术

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本书以数字媒体应用开发为背景，介绍了使用OpenGL、DirectX、Unity3d等应用开发工具所必需的理论知识。本书主要有：计算机图形学的基本原理，包括图形建模、图形变换、光栅化、裁剪、消隐、曲线曲面理论、基本光照模型、纹理映射等；数字图像的基础知识，包括图像几何变换及图像处理基本算法；应用建模技术，包括骨骼模型、水面模型、布料模型等。本书特点是从数字媒体开发工具出发，聚焦于游戏、动漫及虚拟现实等数字媒体技术必备的基础知识。本书适合作为高等院校数字媒体、动画类等相关专业教学用书，也可作为广大读者认识和学习数字动画知识的参考书，对于希望系统学习和研究动画的人员具有参考价值。王建一，硕士，副教授，硕士生导师。近年来一直在哈尔滨工业大学从事数字媒体技术，图形图像算法及应用方向的研究工作。近年来作为负责人承担了科技部国家科技支撑项目互动媒体课题；在国内核心以上期刊发表学术论文10余篇，撰写图书4部。第1章绪论1

1.1计算机图形学研究内容1

1.2计算机图形学发展及应用3

1.3标准化图形库OpenGL简介6

1.4数字影视动漫领域应用8

习题12

第2章向量和矩阵数学基础13

2.1笛卡尔坐标系13

2.2向量14

2.2.1向量的概念14

2.2.2向量加法16

2.2.3向量乘法16

2.3矩阵18

2.3.1相关概念18

2.3.2矩阵运算规则20

习题24

第3章图形图像的数字构成26

3.1图形的几何模型27

3.2三角图元及三角形网格32

3.3点阵图像的构成38

习题43

第4章三维空间坐标变换44

4.1变换分类和矩阵变换原理44

4.2基本几何变换46

4.2.1平移变换46

4.2.2旋转变换47

4.2.3缩放变换48

4.3组合变换和层级运动49

4.3.1组合变换49

4.3.2层级变换51

数字媒体设计图形图像理论基础目录4.4投影变换52

4.4.1平行投影变换矩阵53

4.4.2透视投影变换矩阵54

4.5视窗变换55

4.6坐标系变换和摄像机坐标系58

4.7空间转动的四元数表示法61

4.8Unity3d中的坐标系和摄像机63

4.8.1坐标系63

4.8.2摄像机和视口65

4.8.3变换流程66

4.8.4几何变换工具Transform67

4.8.5摄像机变换工具Camera67

习题68

第5章图形裁剪、消隐和光栅化69

5.1图形的窗口裁剪69

5.1.1点的裁剪70

5.1.2线段的裁剪：Cohen-Sutherland区域编码算法70

5.1.3多边形裁剪：Sutherland-Hodgeman逐边裁剪算法72

5.2图形光栅化73

5.2.1点的光栅化74

5.2.2线段的光栅化：DDA算法74

5.2.3线段的光栅化：Bresenham算法74

5.2.4圆的光栅化：Bresenham算法76

5.2.5多边形的光栅化：扫描线填充算法77

5.2.6多边形的光栅化：种子填充算法80

5.3图形消隐81

5.3.1凸多面体消隐82

5.3.2画家消隐算法82

5.3.3Z缓存算法85

5.3.4光线投射算法85

习题87

第6章曲线曲面建模技术88

6.1曲线曲面的数学方法88
内容简介:
本书以数字媒体应用开发为背景，介绍了使用OpenGL、DirectX、Unity3d等应用开发工具所必需的理论知识。本书主要有：计算机图形学的基本原理，包括图形建模、图形变换、光栅化、裁剪、消隐、曲线曲面理论、基本光照模型、纹理映射等；数字图像的基础知识，包括图像几何变换及图像处理基本算法；应用建模技术，包括骨骼模型、水面模型、布料模型等。本书特点是从数字媒体开发工具出发，聚焦于游戏、动漫及虚拟现实等数字媒体技术必备的基础知识。本书适合作为高等院校数字媒体、动画类等相关专业教学用书，也可作为广大读者认识和学习数字动画知识的参考书，对于希望系统学习和研究动画的人员具有参考价值。
作者简介:
王建一，硕士，副教授，硕士生导师。近年来一直在哈尔滨工业大学从事数字媒体技术，图形图像算法及应用方向的研究工作。近年来作为负责人承担了科技部国家科技支撑项目互动媒体课题；在国内核心以上期刊发表学术论文10余篇，撰写图书4部。
目录:
第1章绪论1

1.1计算机图形学研究内容1

1.2计算机图形学发展及应用3

1.3标准化图形库OpenGL简介6

1.4数字影视动漫领域应用8

习题12

第2章向量和矩阵数学基础13

2.1笛卡尔坐标系13

2.2向量14

2.2.1向量的概念14

2.2.2向量加法16

2.2.3向量乘法16

2.3矩阵18

2.3.1相关概念18

2.3.2矩阵运算规则20

习题24

第3章图形图像的数字构成26

3.1图形的几何模型27

3.2三角图元及三角形网格32

3.3点阵图像的构成38

习题43

第4章三维空间坐标变换44

4.1变换分类和矩阵变换原理44

4.2基本几何变换46

4.2.1平移变换46

4.2.2旋转变换47

4.2.3缩放变换48

4.3组合变换和层级运动49

4.3.1组合变换49

4.3.2层级变换51

数字媒体设计图形图像理论基础目录4.4投影变换52

4.4.1平行投影变换矩阵53

4.4.2透视投影变换矩阵54

4.5视窗变换55

4.6坐标系变换和摄像机坐标系58

4.7空间转动的四元数表示法61

4.8Unity3d中的坐标系和摄像机63

4.8.1坐标系63

4.8.2摄像机和视口65

4.8.3变换流程66

4.8.4几何变换工具Transform67

4.8.5摄像机变换工具Camera67

习题68

第5章图形裁剪、消隐和光栅化69

5.1图形的窗口裁剪69

5.1.1点的裁剪70

5.1.2线段的裁剪：Cohen-Sutherland区域编码算法70

5.1.3多边形裁剪：Sutherland-Hodgeman逐边裁剪算法72

5.2图形光栅化73

5.2.1点的光栅化74

5.2.2线段的光栅化：DDA算法74

5.2.3线段的光栅化：Bresenham算法74

5.2.4圆的光栅化：Bresenham算法76

5.2.5多边形的光栅化：扫描线填充算法77

5.2.6多边形的光栅化：种子填充算法80

5.3图形消隐81

5.3.1凸多面体消隐82

5.3.2画家消隐算法82

5.3.3Z缓存算法85

5.3.4光线投射算法85

习题87

第6章曲线曲面建模技术88

6.1曲线曲面的数学方法88

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