内容简介

本书适用于那些想在一两个学期内同时讲授或学习上述两个学科的教师和学生。大多数章节都是有意保持为很短的篇幅,因此可以一次性读完,或者在一两个小时内教完。在每章后面提供有练习,供学生检验自己对正文的理解,并且强化对知识点的掌握。

本书第一部分讲解二维计算机图形学,特别集中于对分形的讨论上。分形是一个令我和我的学生感到无限着迷的对象,它为计算机图形学(仿射变换和渲染技术)和几何造型(不动点方法以及为细分曲面所进行的令人叹为观止的准备)提供了出色的介绍。

本书第二部分探讨理解和掌握计算机图形学和几何造型所必需的数学方法。这里强调的重点是与坐标无关的向量技术,这是学生在数学课程中经常遇到的内容,但是他们通常没有意识到其实际应用价值。这一部分对仿射和射影变换、矩阵方法以及四元数都进行了详细介绍,这为后续的三维计算机图形学和几何造型讲解铺平了道路。

本书第三部分考虑三维计算机图形学中的经典主题,如颜色和亮度、递归光线跟踪、明暗处理、隐藏面消除算法以及辐射度方法等。这一部分也有些篇幅讲解曲面和实体造型,因为我的本意就是同时讲授几何造型和计算机图形学。

最后,本书第四部分集中于几何造型的传统主题,如B\'ezier、开花和B样条技术等,并且介绍了细分曲面。

有两条主线把本书的这一部分内容与前面的内容联系在一起。首先,对显示这些自由形式曲线和曲面的算法的强调把这部分材料与三维计算机图形学联系在一起。其次,细分曲面和分形之间的联系也被着重讨论,从而本书结尾与本书开始的主题完成了一个轮回。