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计算机图形学 姜明 北京大学数学科学学院 更新时间2019年4月25日星期四8时14分39秒
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[EA] 为教材和参考文献索引，以下同此。
[EA] Edward Angel: Interactive Computer Graphics， A Top-Down Approach with Open GL, Addison-Wesley, 5/6th Edition. [EA] 为教材和参考文献索引，以下同此。
![[EA] 为教材和参考文献索引，以下同此。](http://slidesplayer.com/slide/16462780/96/images/2/%5BEA%5D+%E4%B8%BA%E6%95%99%E6%9D%90%E5%92%8C%E5%8F%82%E8%80%83%E6%96%87%E7%8C%AE%E7%B4%A2%E5%BC%95%EF%BC%8C%E4%BB%A5%E4%B8%8B%E5%90%8C%E6%AD%A4%E3%80%82.jpg "[EA] Edward Angel: Interactive Computer Graphics， A Top-Down Approach with Open GL, Addison-Wesley, 5/6th Edition. [EA] 为教材和参考文献索引，以下同此。")
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参考书 [F1] J. D. Foley, A. van Dam: Introduction to Computer Graphics，机械工业出版社，2004年影印版。 [F2] J. D. Foley, A. van Dam, S. K. Feiner and J. F. Hughes, Computer Graphics, principles and practice.机械工业出版社，2002年影印版。 [HB] D. Hearn, M. P. Baker: Computer Graphics, 清华大学出版社，1997年影印版。 [SY] 孙家广，杨长贵编著: 计算机图形学，清华大学出版社，1998年第三版。 [LL] 罗振东，廖关裕编著：计算机图示学原理和方法，复旦大学出版社，1993年。 [DS] D. Shreiner, OpenGL编程指南(原书第6版), 译者:徐波，机械工业出版社， 2008。（红宝书）
![参考书 [F1] J. D. Foley, A. van Dam: Introduction to Computer Graphics，机械工业出版社，2004年影印版。](http://slidesplayer.com/slide/16462780/96/images/3/%E5%8F%82%E8%80%83%E4%B9%A6+%5BF1%5D+J.+D.+Foley%2C+A.+van+Dam%3A+Introduction+to+Computer+Graphics%EF%BC%8C%E6%9C%BA%E6%A2%B0%E5%B7%A5%E4%B8%9A%E5%87%BA%E7%89%88%E7%A4%BE%EF%BC%8C2004%E5%B9%B4%E5%BD%B1%E5%8D%B0%E7%89%88%E3%80%82.jpg "[F2] J. D. Foley, A. van Dam, S. K. Feiner and J. F. Hughes, Computer Graphics, principles and practice.机械工业出版社，2002年影印版。 [HB] D. Hearn, M. P. Baker: Computer Graphics, 清华大学出版社，1997年影印版。 [SY] 孙家广，杨长贵编著: 计算机图形学，清华大学出版社，1998年第三版。 [LL] 罗振东，廖关裕编著：计算机图示学原理和方法，复旦大学出版社，1993年。 [DS] D. Shreiner, OpenGL编程指南(原书第6版), 译者:徐波，机械工业出版社， 2008。（红宝书）")
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课程介绍 计算机图形学：用计算机构造和显示图形。计算机图形学研究利用计算机产生图形和显示图形，它包括对要产生图形的物体的描述（建模或几何描述），对图形数据的管理和操作（数据结构和图形变换），图形的生成，显示和输出。在交互式的图形系统中，还包括研究图形的输入和图形操作的人机接口。 [HB]
![课程介绍 计算机图形学：用计算机构造和显示图形。计算机图形学研究利用计算机产生图形和显示图形，它包括对要产生图形的物体的描述（建模或几何描述），对图形数据的管理和操作（数据结构和图形变换），图形的生成，显示和输出。在交互式的图形系统中，还包括研究图形的输入和图形操作的人机接口。 [HB]](http://slidesplayer.com/slide/16462780/96/images/4/%E8%AF%BE%E7%A8%8B%E4%BB%8B%E7%BB%8D+%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E5%9B%BE%E5%BD%A2%E5%AD%A6%EF%BC%9A%E7%94%A8%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E6%9E%84%E9%80%A0%E5%92%8C%E6%98%BE%E7%A4%BA%E5%9B%BE%E5%BD%A2%E3%80%82%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E5%9B%BE%E5%BD%A2%E5%AD%A6%E7%A0%94%E7%A9%B6%E5%88%A9%E7%94%A8%E8%AE%A1%E7%AE%97%E6%9C%BA%E4%BA%A7%E7%94%9F%E5%9B%BE%E5%BD%A2%E5%92%8C%E6%98%BE%E7%A4%BA%E5%9B%BE%E5%BD%A2%EF%BC%8C%E5%AE%83%E5%8C%85%E6%8B%AC%E5%AF%B9%E8%A6%81%E4%BA%A7%E7%94%9F%E5%9B%BE%E5%BD%A2%E7%9A%84%E7%89%A9%E4%BD%93%E7%9A%84%E6%8F%8F%E8%BF%B0%EF%BC%88%E5%BB%BA%E6%A8%A1%E6%88%96%E5%87%A0%E4%BD%95%E6%8F%8F%E8%BF%B0%EF%BC%89%EF%BC%8C%E5%AF%B9%E5%9B%BE%E5%BD%A2%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%9A%84%E7%AE%A1%E7%90%86%E5%92%8C%E6%93%8D%E4%BD%9C%EF%BC%88%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%BB%93%E6%9E%84%E5%92%8C%E5%9B%BE%E5%BD%A2%E5%8F%98%E6%8D%A2%EF%BC%89%EF%BC%8C%E5%9B%BE%E5%BD%A2%E7%9A%84%E7%94%9F%E6%88%90%EF%BC%8C%E6%98%BE%E7%A4%BA%E5%92%8C%E8%BE%93%E5%87%BA%E3%80%82%E5%9C%A8%E4%BA%A4%E4%BA%92%E5%BC%8F%E7%9A%84%E5%9B%BE%E5%BD%A2%E7%B3%BB%E7%BB%9F%E4%B8%AD%EF%BC%8C%E8%BF%98%E5%8C%85%E6%8B%AC%E7%A0%94%E7%A9%B6%E5%9B%BE%E5%BD%A2%E7%9A%84%E8%BE%93%E5%85%A5%E5%92%8C%E5%9B%BE%E5%BD%A2%E6%93%8D%E4%BD%9C%E7%9A%84%E4%BA%BA%E6%9C%BA%E6%8E%A5%E5%8F%A3%E3%80%82+%5BHB%5D.jpg "课程介绍 计算机图形学：用计算机构造和显示图形。计算机图形学研究利用计算机产生图形和显示图形，它包括对要产生图形的物体的描述（建模或几何描述），对图形数据的管理和操作（数据结构和图形变换），图形的生成，显示和输出。在交互式的图形系统中，还包括研究图形的输入和图形操作的人机接口。 [HB]")
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先修课程和知识：计算概论，数据结构，线性代数，数学分析，解析几何。
课程要求：平时作业为40分，期末考试成绩为30分，学期项目成绩为30分。平时成绩一般每题为10分（视难度加分），总成绩累计后以总分40分按比例折合。 平时作业和上机作业每次未能按时完成并交给助教的以零分记。 抄袭情况一经发现，抄袭者和提供抄袭者双方该次作业以负分计算。
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编程技能：Ｃ，或C＋＋语言，或其它语言。以C语言为主。
本课程将使用OpenGL图形库，同学可使用任何语言来调用OpenGL的函数完成作业。例子均采用glut，将讲解如何使用glut来编写OpenGL的程序以及在Windows环境下如何编译程序。
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课程内容介绍 1 Graphics Systems and Models Overview of the field
Image formation as cameras Modeling-Rendering Paradigm 2 Graphics Programming Introduction to programming with OpenGL
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3 Input and Interaction Interactive computer graphics Client-server (Graphic server) Programming event-driven input 4 Geometric Objects and Transformations Define and manipulate primitives/objects Coordinate systems and transformations OpenGL transformation matrices
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5 Viewing Camera model Viewing and projections Hidden-surface removal OpenGL projections 6 Shading Light-material interaction Reflection models OpenGL Light and material functions
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7 Implementation of a Renderer
Bottom of computer graphics Algorithms for primitives, transformations, etc. Scan conversions. 8 Curves and Surfaces Modeling curves and surfaces Splines Curves and surfaces in OpenGL
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10 Scientific Visualization
9 Procedural Methods Limitation of polygon-model. Physically based models Recursive methods and fractals This chapter is pending. 10 Scientific Visualization Visualizing large multi-dimensional data sets in scientific and medical applications Data to geometric primitives There are multiple ways There are no good ways
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课程资源介绍 课程主页 习题和其它的通知均在此发布。 请随时访问。 OpenGL的标准及有关手册 glut的标准及有关手册 Mesa
请随时访问。 习题和其它的通知均在此发布。 OpenGL的标准及有关手册 glut的标准及有关手册 Mesa
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网络资源 OpenGL组织 教材作者主页 搜索引擎 http://www.opengl.org/
搜索引擎
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如何查找资料 北大图书馆数据库 IEEE Web of Science ACM
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必须保证Visual C/C++安装正确。
Windows系统编译和安装glut 阅读glut/Readme.win 对glut/glutwin32.mak作必要修改 运行glut/glutmake.bat 检查编译结果 运行例子程序 必须保证Visual C/C++安装正确。
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macOS系统编译glut程序 Install Xcode from App Store: the compile environment, which should install glut. Change head file locations Header Description Mac OS X The Rest of the World GL - OpenGL Base #include <OpenGL/gl.h> #include <GL/gl.h> GLU - OpenGL Utility #include <OpenGL/glu.h> #include <GL/glu.h> GLUT - OpenGL Utility Toolkit #include <GLUT/glut.h> #include <GL/glut.h> Compiling with the command: clang -framework GLUT -framework OpenGL -framework Cocoa foo.c -o foo.x4. check its depends otool -L foo.x Install XQuartz from open an xterm from XQuartz and run ./foo.x References [1] [2] [3] GLUT under Mac OS X,
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Linux系统与WebGL Linux系统 WebGL示例 gcc -o foo foo.c -lGL -lGLU –lglut
WebGL示例
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