《计算机图形学基础教程》课后习题答案

《计算机图形学基础教程（第2版）》是2012年11月21日清华大学出版社出版的图书，作者是孙家广、胡事民。

《计算机图形学基础教程（第2版）》是讲述计算机图形学基本原理和最新进展的一本图形学基础教材，是作者在清华大学多年教学经验的基础上，同时参考了国内外最新的相关教材和部分最新的研究成果编写而成。本书按内容分为5章，分别讲授计算机图形学的最新概况，光栅图形学的基本原理，几何造型技术的基础，真实感图形学的基础知识和图形标准。基本上涵盖了图形学的主要内容。本书可作为各高等院校本科生、研究生学习计算机图形学的教材，并可供相关专业技术人员和计算机教育工作者参考使用。

目录

• 第1章 绪论1
• 1.1 计算机图形学的研究内容1
• 1.2 计算机图形学发展的历史回顾1
• 1.3 计算机图形学的应用及研究前沿3
• 1.3.1 计算机辅助设计与制造3
• 1.3.2 可视化4
• 1.3.3 真实感图形实时绘制与自然景物仿真5
• 1.3.4 计算机动画6
• 1.3.5 用户接口7
• 1.3.6 计算机艺术7
• 1.4 图形设备8
• 1.4.1 图形显示设备8
• 1.4.2 图形处理器12
• 1.4.3 图形输入设备13
• 1.5 最新研究成果15
• 1.5.1 绘制15
• 1.5.2 几何16
• 1.5.3 视频17
• 习题118
• 第2章 光栅图形学19
• 2.1 直线段的扫描转换算法19
• 2.1.1 数值微分法19
• 2.1.2 中点画线法20
• 2.1.3 Bresenham算法22
• 2.2 圆弧的扫描转换算法23
• 2.2.1 圆的特征23
• 2.2.2 中点画圆法24
• 2.3 多边形的扫描转换与区域填充24
• 2.3.1 多边形的扫描转换25
• 2.3.2 区域填充算法28
• 2.4 字符31
• 2.4.1 点阵字符32
• 2.4.2 矢量字符32
• 2.4.3 字符属性32
• 2.5 裁剪33
• 2.5.1 直线段裁剪33
• 2.5.2 多边形裁剪37
• 2.5.3 字符裁剪40
• 2.6 反走样40
• 2.6.1 提高分辨率40
• 2.6.2 区域采样41
• 2.6.3 加权区域采样42
• 2.7 消隐42
• 2.7.1 消隐的分类43
• 2.7.2 消除隐藏线43
• 2.7.3 消除隐藏面45
• 习题256
• 第3章 几何造型技术57
• 3.1 参数曲线和曲面57
• 3.1.1 曲线曲面的表示57
• 3.1.2 曲线的基本概念58
• 3.1.3 插值、拟合和光顺61
• 3.1.4 参数化62
• 3.1.5 参数曲线的代数和几何形式63
• 3.1.6 连续性64
• 3.1.7 参数曲面的基本概念65
• 3.2 Bézier曲线与曲面66
• 3.2.1 Bézier曲线的定义和性质66
• 3.2.2 Bézier曲线的递推算法69
• 3.2.3 Bézier曲线的拼接70
• 3.2.4 Bézier曲线的升阶与降阶71
• 3.2.5 Bézier曲面72
• 3.2.6 三边Bézier曲面片74
• 3.3 B样条曲线与曲面78
• 3.3.1 B样条的递推定义和性质78
• 3.3.2 B样条曲线的性质79
• 3.3.3 de Boor 算法80
• 3.3.4 节点插入算法83
• 3.3.5 B样条曲面84
• 3.4 NURBS曲线与曲面84
• 3.4.1 NURBS曲线的定义85
• 3.4.2 齐次坐标表示86
• 3.4.3 权因子的几何意义86
• 3.4.4 圆锥曲线的NURBS表示87
• 3.4.5 NURBS曲线的修改87
• 3.4.6 非均匀有理B样条（NURBS）曲面89
• 3.5 Coons曲面89
• 3.5.1 基本概念89
• 3.5.2 双线性Coons曲面90
• 3.5.3 双三次Coons曲面91
• 3.6 形体在计算机内的表示92
• 3.6.1 引言93
• 3.6.2 形体表示模型94
• 3.6.3 形体的边界表示模型99
• 3.7 求交分类104
• 3.7.1 求交分类简介104
• 3.7.2 求交分类策略105
• 3.7.3 基本的求交算法106
• 3.8 实体造型系统简介109
• 3.8.1 Parasolid系统110
• 3.8.2 ACIS系统112
• 3.9 三角网格114
• 3.9.1 三角网格的概念114
• 3.9.2 三角网格的半边表示115
• 3.9.3 网格处理概述116
• 3.9.4 网格简化117
• 3.9.5 网格细分119
• 3.9.6 特征敏感网格重剖120
• 习题3122
• 第4章 真实感图形学124
• 4.1 真实图像的生成124
• 4.2 颜色视觉125
• 4.2.1 基本概念126
• 4.2.2 三色学说127
• 4.2.3 CIE色度图127
• 4.2.4 常用的颜色模型129
• 4.3 简单光照明模型131
• 4.3.1 相关知识132
• 4.3.2 Phong光照明模型133
• 4.3.3 增量式光照明模型135
• 4.3.4 阴影的生成137
• 4.4 局部光照明模型138
• 4.4.1 理论基础138
• 4.4.2 局部光照明模型140
• 4.5 光透射模型141
• 4.5.1 透明效果的简单模拟141
• 4.5.2 Whitted光透射模型142
• 4.5.3 Hall光透射模型143
• 4.5.4 简单光反射透射模型144
• 4.6 纹理及纹理映射145
• 4.6.1 纹理概述145
• 4.6.2 二维纹理域的映射146
• 4.6.3 三维纹理域的映射147
• 4.6.4 几何纹理147
• 4.7 整体光照明模型148
• 4.7.1 光线跟踪算法148
• 4.7.2 辐射度方法156
• 4.8 实时真实感图形学技术163
• 4.8.1 基于图像的绘制技术164
• 4.8.2 景物模拟165
• 习题4169
• 第5章 图形标准170
• 5.1 OpenGL概述170
• 5.2 OpenGL程序结构172
• 5.3 基本几何元素绘制174
• 5.4 坐标变换182
• 5.5 光照处理189
• 5.6 显示列表194
• 5.7 纹理贴图196
• 习题5201
• 附录A 计算机图形学的数学基础202
• A.1 矢量运算202
• A.2 矩阵运算203
• A.3 齐次坐标204
• A.4 线性方程组的求解205
• 附录B 图形的几何变换206
• B.1 窗口区到视图区的坐标变换206
• B.2 二维图形的几何变换207
• B.3 三维图形几何变换209
• 附录C 形体的投影变换212
• C.1 投影变换分类212
• C.2 世界坐标与观察坐标212
• C.3 正平行投影（三视图）213
• C.4 斜平行投影214
• C.5 透视投影214
• 参考文献216