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在廣泛結合OpenGL並注重圖形應用編程的基礎上，介紹了計算機圖形學的經典核心體系：圖形系統、二維圖形生成、幾何變換、二維與三維觀察、三維對象(實體造型與曲線曲面)、真實感圖形技術、交互技術及動畫。本書主要介紹計算機圖形學經典理論知識，同時每一章都給出一至兩個OpenGL編程實例來幫助讀者更好地理解相關知識與技術，使讀者能快速掌握如何生成二維圖形與三維圖形。
書后有兩個附錄，分別為含有8個實驗的課程實驗指導與3套模擬試題及其答案。
《計算機圖形學基礎》注重對計算機圖形學原理的理解和圖形編程技術的掌握，非常適合作為高等院校計算機及相關專業計算機圖形學本科課程的教材，也可作為地理信息系統、機械工程等專業選修計算機圖形學課程的教材。同時，本書也適合作為具有熟練編程經驗的其他專業學生和專業技術人員學習圖形學及圖形編程的自學教材。
第1章 緒論
1.1 計算機圖形學的目標與任務
1.1.1 視覺交流是計算機圖形學的核心目標
1.1.2 計算機圖形學的三個基本任務
1.2 計算機圖形學的內容體系
1.3 計算機圖形學相關學科
1.3.1 圖形與圖像
1.3.2 相關學科
1.4 計算機圖形學的應用領域
1.4.1 計算機輔助設計與制造(CAD／CAM)
1.4.2 科學計算可視化(Visualization in Scientific Computing)
1.4.3 虛擬現實(Virtual Reality)
1.4.4 動畫(Animation)
1.5 計算機圖形學的發展
1.5.1 計算機圖形學的發展簡史
1.5.2 計算機圖形學的發展趨勢
習題1
第2章 圖形系統
2.1 圖形系統概述
2.1.1 圖形系統組成結構
2.1.2 圖形系統分類
2.2 圖形系統體系結構
2.2.1 概述
2.2.2 應用程序階段
2.2.3 幾何處理階段
2.2.4 光柵階段
2.3 圖形支撐軟件
2.3.1 OpenGL
2.3.2 DirectX
2.3.3 Java 2D和Java 3D
2.4 圖形硬件顯示原理
2.4.1 圖形顯示設備及工作原理
2.4.2 圖形顯示方式
2.4.3 光柵掃描圖形顯示系統
習題2
第3章 二維圖形生成
3.1 直線生成算法
3.1.1 數值微分法
3.1.2 逐點比較法
3.1.3 Bresenham畫線法
3.1.4 中點畫線法
3.2 圓弧繪制算法
3.2.1 基於光柵的整圓繪制算法
3.2.2 角度離散法繪制圓弧和橢圓弧
3.3 區域填充
3.3.1 種子填充算法
3.3.2 多邊形填充算法
3.4 字符
3.4.1 字符的編碼
3.4.2 點陣字符
3.4.3 矢量字符
3.5 反走樣技術
3.6 編程實例——地圖繪制
3.6.1 地圖繪制方法
3.6.2 基於OpenGL的地圖繪制
習題3
第4章 圖形幾何變換
4.1 二維幾何變換
4.1.1 基本變換
4.1.2 二維復合變換
4.1.3 二維坐標系間的變換
4.2 三維幾何變換
4.2.1 基本變換
4.2.2 三維復合變換
4.2.3 三維坐標系間的變換
4.3 圖形幾何變換的模式
4.3.1 固定坐標系模式
4.3.2 活動坐標系模式
4.4 編程實例——三角形與矩形變換
習題4
第5章 二維觀察
5.1 二維觀察概述
5.2 二維觀察流水線
5.2.1 坐標系統
5.2.2 坐標系之間的變換
5.3 裁剪
5.3.1 點的裁剪
5.3.2 直線裁剪
5.3.3 多邊形裁剪
5.3.4 其他裁剪
5.4 OpenGL二維觀察簡介
5.4.1 OpenGL投影模式
5.4.2 GLU裁剪窗口函數
5.4.3 OpenGL視區函數
5.5 編程實例——紅藍三角形
習題5
第6章 三維觀察
6.1 三維觀察流水線
6.2 觀察變換
6.2.1 三維觀察坐標系參數
6.2.2 世界坐標系到觀察坐標系的變換
6.3 投影變換
6.3.1 投影分類
6.3.2 平行投影
6.3.3 透視投影
6.4 三維裁剪
6.4.1 觀察體及規范化
6.4.2 三維裁剪算法簡介
6.5 編程實例——立方體透視投影
習題6
第7章 三維對象
7.1 三維對象概述
7.2 三維實體表示基礎
7.2.1 基本幾何元素
7.2.2 幾何信息與拓撲信息
7.2.3 幾何造型模型
7.3 三維實體表示方法
7.3.1 邊界表示
7.3.2 掃描表示
7.3.3 構造實體幾何表示
7.3.4 空間細分表示
7.3.5 編程實例——簡單實體構建
7.4 三次參數曲線
7.4.1 基本特性
7.4.2 Hermite曲線
7.4.3 Bezier曲線
7.4.4 B樣條曲線
7.5 雙三次參數曲面
7.5.1 Coons曲面
7.5.2 Bezier曲面
7.5.3 B樣條曲面
7.5.4 雙三次參數曲面片的繪制
7.5.5 編程實例——Bezier曲線曲面繪制
習題7
第8章 真實感圖形技術
8.1 概述
8.1.1 真實感圖形生成流程
8.1.2 真實感圖形特點
8.2 消隱算法
8.2.1 消隱基礎知識
8.2.2 平面立體消隱算法
8.2.3 深度緩沖器算法
8.2.4 畫家算法
8.3 顏色模型
8.3.1 物體的顏色
8.3.2 顏色空間
8.3.3 常用顏色模型
8.3.4 OpenGL中的顏色模型
8.4 光照模型
8.4.1 基本光照模型
8.4.2 明暗度處理模型
8.4.3 透明與陰影
8.4.4 光線追蹤模型
8.5 紋理映射技術
8.5.1 概述
8.5.2 顏色紋理映射
8.5.3 幾何紋理映射
8.5.4 環境映射
8.6 OpenGL真實感圖形
8.6.1 OpenGL光照函數
8.6.2 物體表面特性函數
8.6.3 OpenGL紋理映射
8.6.4 編程實例——紋理映射
習題8
第9章 交互技術
9.1 人機交互界面
9.1.1 用戶接口模型
9.1.2 信息輸入控制方式
9.2 交互技術
9.2.1 交互輸入技術
9.2.2 交互控制技術
9.2.3 圖形拾取技術
9.3 OpenGL交互式繪圖
9.3.1 OpenGL選擇模式
9.3.2 OpenGL反饋模式
9.3.3 編程實例——圖形拾取
習題9
第10章 計算機動畫
10.1 動畫簡介
10.2 關鍵幀動畫技術
10.2.1 關鍵幀插值
10.2.2 基於網格的圖像變形技術
10.2.3 FFD自由變形技術(Free-Form Deformation)
10.2.4 關節動畫和角色動畫
10.3 過程動畫
10.3.1 粒子系統
10.3.2 基於物理模型的布料動畫
10.4 OpenGL動畫
10.4.1 雙緩存技術
10.4.2 OpenGL幀緩存
10.4.3 編程實例——太陽系動畫
習題10
參考文獻
附錄A 課程實驗指導
附錄B 模擬試題
