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1 计算机图形学概论1

1．1 图形的描述1

1．1．1 线框表示法2

1．1．2 面模型法2

1．1．3 翼状面结构4

1．1．4 图型数据的存储结构5

1．2 计算机图形学的研究内容7

1．3 计算机图形学的应用9

2 计算机图形处理系统12

2．1 图形处理系统软件平台12

2．1．1 图形支持软件13

2．1．2 图形应用软件13

2．1．3 图形数据结构14

2．2 图形输入子系统14

2．2．1 摄像机14

2．2．2 磁带录像机16

2．2．3 扫描仪18

2．2．4 图形输入板19

2．3 主机子系统19

2．4 输出子系统20

2．4．1 图形显示系统结构21

2．4．2 显示器原理与技术22

2．4．3 图形插件卡26

2．4．4 图形硬拷贝设备48

2．4．5 图形存储设备50

2．4．6 声音卡与视频卡51

2．4．7 网络接口52

3 基本图形元素的生成53

3．1 直线段的生成53

3．1．1 逐点计算法53

3．1．2 数字微分分析法（Digital Differential Analyzer, 简写为DDA）54

3．1．3 Bresenham算法生成直线段55

3．2 圆弧的生成56

3．2．1 DDA算法生成圆弧56

3．2．2 Bresenham算法生成圆弧57

3．3 圆的生成58

3．3．1 公式法画圆58

3．3．2 Bresenham算法画圆58

3．4 椭圆的生成59

4 二维图形的几何变换60

4．1 齐次坐标60

4．1．1 齐次坐标的几何意义60

4．1．2 齐次坐标下的图形变换矩阵61

4．2 点的变换61

4．2．1 笛卡儿坐标下的点变换64

4．2．2 齐次坐标下点的变换平移（translation transform）67

4．3 二维图形变换68

4．3．1 比例变换68

4．3．2 平移变换69

4．3．3 旋转变换70

4．3．4 错切变换71

4．3．5 镜射变换72

4．3．6 连续变换73

4．3．7 组合变换75

4．3．8 相对于任意点的变换78

4．3．9 相对于任意轴的镜射变换81

4．3．10 二维图形变换程序设计示例82

5．2 三维比例变换88

5．2．1 比例变换88

5．1 三维图形变换矩阵88

5 三维图形的基本变换88

5．2．2 全比例变换90

5．3 三维镜射变换91

5．3．1 对xoy坐标平面的镜射变换91

5．3．2 对xoz坐标平面的镜射变换91

5．3．3 对yoz坐标平面的镜射变换91

5．4 三维错切变换92

5．4．1 沿x轴含y方向错切93

5．4．3 沿y含x方向错切94

5．4．2 沿x含z方向错切94

5．4．4 沿y含z方向错切95

5．4．5 沿z含x方向错切96

5．4．6 沿z含y方向错切96

5．5 三维平移变换97

5．6 三维旋转变换97

5．6．1 绕过坐标原点任意轴的旋转变换98

5．6．2 绕x轴旋转变换100

5．6．3 绕y轴旋转变换100

5．6．4 绕z轴旋转变换100

5．6．5 绕不通过原点的空间任意轴的旋转变换101

5．7 三维图形基本变换程序设计示例102

5．7．1 三维比例变换程序102

5．7．2 三维错切变换程序104

5．7．3 三维旋转变换程序110

5．7．4 三维平移变换程序111

6．1．1 透视投影的基本过程115

6．1 透视投影变换与投影图显示115

6 三维图形投影变换115

6．1．2 观察变换116

6．1．3 三维裁剪117

6．1．4 透视变换118

6．1．5 视区变换120

6．1．6 投影图显示121

6．2 透视投影121

6．2．1 一点透视投影变换122

6．2．2 二点透视投影变换123

6．2．3 三点透视投影变换126

6．3 正投影127

6．3．1 三视图127

6．3．2 正轴测投影129

6．4 斜投影132

6．4．1 斜等测投影132

6．5．1 三视图134

6．5 三维图形投影变换程序设计示例134

6．4．2 斜二测投影134

6．5．2 轴测投影变换136

6．5．3 三维图形透视投影变换138

7 计算机统计图141

7．1 条形统计图141

7．1．1 单条形统计图142

7．1．2 组合条形统计图144

7．1．3 分段条形统计图148

7．2 曲线统计图151

7．3 饼形统计图153

7．3．1 单饼形统计图153

7．3．2 多饼形面积图155

7．3．3 多饼形结构图157

8 数字图像与数字图像处理160

8．1 数字图像160

8．1．1 图像的数字化160

8．1．2 数字图像的表示161

8．1．3 数字图像的存储163

8．1．4 数字图像文件格式164

8．2 数字图像处理175

8．2．1 数字图像处理方法175

8．2．2 数字图像处理的内容176

8．2．3 数字图像处理的应用176

8．3 数字图像系统177

8．3．3 图像存储设备178

8．3．4 计算机配置178

8．3．2 图像输出设备178

8．3．1 图像输入设备178

9 图像增强179

9．1 引言179

9．2 空间域灰度修正180

9．2．1 全域线性灰度变换180

9．2．2 截取式线性灰度变换180

9．2．4 直方图均衡化181

9．2．3 分段线性灰度变换181

9．2．5 直方图规定化185

9．3 空间域图像平滑188

9．3．1 噪声消除法188

9．3．2 领域平均法188

9．3．3 中值滤波190

9．3．4 梯度倒数加权法192

9．3．5 选择式掩模平滑193

9．3．6 图像平滑程序示例194

9．4 空间域图像锐化204

9．4．1 梯度算子204

9．4．2 Laplacian算子206

9．4．3 模板匹配法208

9．4．4 统计差值法210

9．4．5 图像锐化程序示例212

9．5 频率域增强处理224

9．5．1 低通滤波224

9．5．2 高通滤波226

10 图像分割228

10．1 引言228

10．2 基于边界的图像分割228

10．2．1 微分边缘检测算子228

10．2．2 曲面拟合边缘检测232

10．2．3 模板匹配边缘检测234

10．2．4 互相关匹配边缘检测239

10．2．5 小波变换边缘检测240

10．2．6 基于边界图像分割程序示例243

10．3 阈值分割252

10．3．1 二值化图像分割252

10．3．2 半阈值图像分割255

10．3．3 最佳阈值的确定255

10．3．4 模糊阈值图像分割257

10．3．5 阈值法图像分割程序示例258

10．4 区域生长法图像分割263

11．1 正交变换通用算子265

11 图像正交变换265

11．2 傅里叶变换（FT）266

11．2．1 一维连续傅里叶变换（1DCFT）267

11．2．2 一维离散傅里叶变换（1DDFT）267

11．2．3 二维连续傅里叶变换（2DCFT）268

11．2．4 二维离散傅里叶变换（2DDFT）269

11．2．5 快速傅里叶变换（FFT）276

11．3 离散余弦变换（DCT）279

11．3．1 关于轴对称279

11．3．2 一维离散余弦变换（1DDCT）281

11．3．3 二维离散余弦变换（2DDCT）281

11．4 离散沃尔什一哈达玛变换（DWHT）284

11．4．1 哈达玛变换对284

11．4．2 哈达玛变换矩阵287

11．4．3 哈达玛变换的向量表示288

11．4．4 定序哈达玛变换289

11．4．5 沃尔什变换291

11．5 离散K-L变换292

11．6 小波变换294

11．6．1 引言294

11．6．2 小波定义296

11．6．3 一维连续小波变换297

11．6．4 一维离散小波变换298

11．6．5 二维小波变换298

12 图像编码与压缩301

12．1 引言301

12．1．1 图像编码压缩的必要性301

12．1．2 图像编码压缩的可能性301

12．1．3 图像编码压缩的分类302

12．1．4 图像编码压缩的评价302

12．2 预测编码304

12．2．1 预测编码的基本原理304

12．2．2 线性预测编码305

12．2．3 非线性预测编码307

12．3 正交变换编码309

12．3．1 变化编码的基本原理309

12．3．2 正交变换编码特征评价310

12．3．3 正交变换编码310

12．4 统计编码313

12．4．1 哈夫曼（Huffman）编码314

12．4．2 香农（Shannon）编码316

12．5 轮廓编码（Contour Coding）318

12．5．1 T（Trace）算法318

12．5．2 IP（Initial Point）算法319

12．5．3 轮廓编码320

12．6 二值图像编码321

12．6．1 直接编码322

12．6．2 跳跃空白编码322

12．6．3 游程长度编码（RLC）323

12．7．1 分形编码328

12．7 图像编码新技术研究328

12．7．2 自适应网格编码329

12．8 图像编码的国际标准330

12．8．1 静止图像编码压缩技术标准（JPEG）330

12．8．2 活动图像编码压缩技术标准（MPEG）332

13 图像分析334

13．1 二值图像的描述334

13．1．1 领域和连通334

13．1．2 距离335

13．1．3 面积336

13．1．4 周长336

13．1．5 欧拉数（Euler number）337

13．1．6 细化（Thinning）338

13．1．7 标记340

13．1．8边界跟踪（border following）341

13．2 边界描述342

13．2．1 链码描述342

13．2．2 傅里叶描述子344

13．3．1 矩描述子346

13．3 区域描述346

13．3．2 纹理分析349

13．3．3 几何特征362

14 图形图像处理学应用示例365

14．1 微机图形处理系统365

14．2 计算机辅助包装装潢设计系统366

14．2．1 系统设计思路和系统的构成366

14．2．2 模块功能367

14．3 管理决策中图形的应用367

14．4 焊缝缺陷微机检测系统369

14．4．1 系统设备及工作原理369

14．4．2 图像预处理370

14．4．3 物理特征量计算370

14．5 遥感图像的应用371

14．5．1 地质遥感图像处理与应用371

14．4．4 计算机自动识别371

14．5．2 森林遥感图像处理与应用372

14．5．3 国土资源遥感图像处理与应用372

14．5．4 海洋遥感图像处理与应用372

14．5．5 气象卫星云图的处理与应用373

14．6 微机指纹自动识别系统377

14．6．1 系统结构378

14．6．2 块方向图滤波378

14．6．3 锐化处理379

14．6．4 二值化380

14．6．5 修饰处理380

14．6．6 细化380

14．6．7 指纹识别381

14．7 电子显微图像的计算机处理382

14．7．1 二维显微图像的处理382

14．7．2 显微图像的三维重建382

14．7．3 显微图像的识别分类383

参考文献384