Elementy grafiki komputerowej

Tematem książki są podstawowe zagadnienia grafiki komputerowej. Przedstawiono historię tej dziedziny i jej zastosowania. Omówiono najważniejsze rodzaje urządzeń graficznych i algorytmy rysowania na urządzeniach rastrowych. Opisano własności przekształceń geometrycznych na płaszczyźnie i w przestrzeni. Przedstawiono algorytmy działań na wielokątach oraz metody reprezentacji obiektów graficznych. Sporo miejsca poświęcono metodom modelowania krzywych i powierzchni, algorytmom wyznaczania fragmentów linii lub powierzchni zasłoniętych oraz metodom modelowania koloru i oświetlenia.

Książka jest przeznaczona dla studentów informatyki na wszystkich uczelniach wyższych oraz dla programistów.

Spis treści

Od Autora

ROZDZIAŁ 1

Wstęp

ROZDZIAŁ 2

Urządzenia graficzne

2.1. Wprowadzenie
2.2. Urządzenia ekranowe
2.3. Urządzenia dające trwałe kopie obrazu
2.3.1. Urządzenia kreślące
2.3.2. Drukarki
2.4. Urządzenia wejściowe

ROZDZIAŁ 3

Algorytmy rastrowe

3.1. Wprowadzenie
3.2. Rysowanie odcinka
3.3. Rysowanie okręgu
3.4. Wypełnianie obszaru

ROZDZIAŁ 4

Geometria na płaszczyźnie

4.1. Wprowadzenie
4.2. Przekształcenia punktów na płaszczyźnie
4.3. Przekształcenia układu współrzędnych
4.4. Okienkowanie i obcinanie
4.5. Transformacje rastrowe
4.6. Działania na wielokątach
4.6.1. Położenie punktu względem wielokąta
4.6.2. Wyznaczanie powłoki wypukłej zbioru punktów
4.6.3. Triangulacja wielokątów
4.6.4. Obcinanie wielokąta do prostokątnego okna
4.6.5. Wyznaczanie części wspólnej wielokątów wypukłych

ROZDZIAŁ 5

Geometria w przestrzeni

5.1. Podstawowe obiekty i pojęcia
5.2. Informacje o obliczeniach numerycznych
5.3. Przekształcenia punktów w R3
5.4. Przekształcenia układu współrzędnych
5.5. Rzutowanie
5.5.1. Wprowadzenie
5.5.2. Przekształcenie układu danych do układu obserwatora
5.5.3. Rzutowanie w układzie obserwatora
5.5.4. Definiowanie ostrosłupa widzenia
5.6. Obcinanie odcinka do prostopadłościanu

ROZDZIAŁ 6

Reprezentacja (opis) obiektów graficznych

6.1. Wprowadzenie
6.2. Krzywe i powierzchnie
6.3. Obszary płaskie
6.4. Bryły
6.4.1. Reprezentacja szkieletowa
6.4.2. Zakreślanie przestrzeni
6.4.3. Konstruktywna geometria brył
6.4.4. Reprezentacja za pomocą drzew ósemkowych

ROZDZIAŁ 7

Modelowanie krzywych i powierzchni

7.1. Wprowadzenie
7.2. Krzywe
7.2.1. Reprezentacja krzywych
7.2.2. Wielomiany i funkcje sklejane. Interpolacja
7.2.3. Krzywe Beziera
7.2.4. Gładka interpolacja funkcją przedziałami wielomianową stopnia 3
7.2.5. Krzywe B-sklejane
7.3. Powierzchnie
7.3.1. Reprezentacja i podstawowe pojęcia
7.3.2. Powierzchnie Beziera
7.3.3. Gładka interpolacja funkcją kawałkami wielomianową stopnia 3
7.3.4. Powierzchnie B-sklejane
7.3.5. Powierzchnie Coonsa
7.3.6. Powierzchnie Gordona

ROZDZIAŁ 8

Algorytmy wyznaczania linii i powierzchni zasłoniętych

8.1. Wprowadzenie
8.2. Wyznaczanie zasłoniętych fragmentów linii obiektów wielościennych
8.3. Algorytm z buforem głębokości
8.4. Algorytm przeglądania liniami poziomymi
8.5. Algorytmy sortowania ścian
8.6. Zastosowanie reguły „dziel i zwyciężaj"
8.7. Szczególne klasy obiektów trójwymiarowych
8.7.1. Rysowanie powierzchni zadanych funkcją dwóch zmiennych
8.7.2. Wizualizacja molekuł
8.7.3. Powierzchnie zdefiniowane parametrycznie
8.8. Złożoność obliczeniowa problemu zasłaniania

ROZDZIAŁ 9

Modelowanie oświetlenia, koloru i tekstury

9.1. Wprowadzenie
9.2. Wyznaczanie cieni
9.3. Modelowanie oświetlenia
9.4. Cieniowanie powierzchni przedmiotów
9.5. Algorytm śledzenia promieni
9.6. Kolor
9.7. Tekstura

Bibliografia
Skorowidz