計算機圖形學：三維模型處理算法初步·理論與實現（C#版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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趙輝，王曉玲 著

圖書標籤:

• 計算機圖形學
• 三維建模
• C#
• 算法
• 圖形學
• 模型處理
• 理論與實現
• 計算機科學
• 技術圖書
• 編程

出版社： 海洋出版社

ISBN：9787502789732

版次：1

商品编码：11587555

包装：平装

开本：16开

出版时间：2014-10-01

用纸：胶版纸

页数：201

字数：480000

正文语种：中文

編輯推薦

　　《計算機圖形學：三維模型處理算法初步·理論與實現（C#版）》特色：
　　1.為新形勢下計算機圖形學教學及從業需要打造。
　　2.精練三維模型處理算法的理論知識，便於入門。
　　3.操作步驟與實現算法對應講解，層次清晰。
　　4.選用C#語言編寫代碼，上手快捷，易於變通。
　　5.可與OpenGL三維渲染並行學習。

內容簡介

　　《計算機圖形學：三維模型處理算法初步·理論與實現（C#版）》為其中的三維模型處理算法初步分冊。
　　主要內容：全書共14章，分彆講述瞭三維模型的數據結構；三維模型的生成；對偶模型；點、邊、麵的添加刪除等三維模型的基本操作；各種三維模型元素的查找；補洞切割算法；三維模型簡化、細分算法；三維模型的幾何、拓撲信息計算；三維模型上的莫斯理論應用；三維模型的分段、文件加載的算法。
　　《計算機圖形學：三維模型處理算法初步·理論與實現（C#版）》特色：1.為新形勢下計算機圖形學教學及從業需要打造。2.精煉三維模型處理算法的理論知識，便於入門。3.操作步驟與實現算法對應講解，層次清晰。4.選用C#語言編寫代碼，上手快捷，易於變通。5.三維模型動畫、渲染算法等課程的基礎，可以和OpenGL編程並行學習。
　　讀者對象：
　　·中高等院校數字媒體技術及軟件工程相關專業學生。
　　·計算機圖形、三維動畫、虛擬現實領域從業人士及愛好者。

內頁插圖

目錄

1 三維模型數據結構
1.1 三維模型簡介
1.2 三維模型的操作
1.3 基於數組的數據結構
1.以麵為中心
2.共享頂點
3.基於麵連接
4.基於邊連接
5.鄰接矩陣
6.角錶
1.4 半邊數據結構
1.5 半邊數據結構代碼
1.模型網格類
2.頂點類
3.半邊類
4.邊類
5.麵類
6.屬性類

2 三維模型的生成
2.1 生成正多邊形/圓
2.2 生成錐體
2.3 生成柱體
2.4 生成球麵
2.5 生成平麵網格
2.6 剋隆

3 對偶模型
3.1 對偶模型構造
3.2 對偶模型算法

4 三維模型的基本操作
4.1 添加一個麵
4.2 刪除一個麵
4.3 刪除一條邊
4.4 刪除一個頂點
4.5 分割一個點
4.6 閤並一條邊
4.7 切換一條邊
4.8 其他基本操作
1.生成噪聲
2.包圍框頂點位置
3.縮放模型
4.移動模型到中心
5.把選中的點分組
6.重新設置序號
7.改變麵的方嚮

5 點邊麵查找
5.1 查找一個頂點的鄰域
1.查找一個頂點的一層鄰域頂點
2.查找一個頂點的一層鄰域邊
3.查找一個頂點的一層鄰域麵
5.2 查找一條邊的鄰域
1.查找一條邊的一層鄰域頂點
2.查找一條邊的一層鄰域邊
3.查找一條邊的一層鄰域麵
5.3 查找一個麵的鄰域
1.查找一個麵的一層鄰域頂點
2.查找一個麵的一層鄰域邊
3.查找一個麵的一層鄰域麵
5.4 查找一組點、邊、麵的一層鄰域
1.查找一組頂點的一層鄰域半邊
2.查找一組頂點的一層鄰域頂點
3.查找一組頂點的一層鄰域邊
4.查找一組頂點的一層鄰域麵
5.查找一組邊的一層鄰域頂點
6.查找一組邊的一層鄰域邊
7.查找一組邊的一層鄰域麵
8.查找一組麵的一層鄰域頂點
9.查找一組麵的一層鄰域邊
10.查找一組麵的一層鄰域麵
5.5 查找一組點、邊、麵的邊界點、邊、麵
1.查找一組頂點的邊界半邊
2.查找一組頂點的邊界頂點
3.查找一組頂點的邊界麵
4.查找一組邊的邊界頂點
5.查找一組邊的邊界邊
6.查找一組邊的邊界麵
7.查找一組麵的邊界頂點
8.查找一組麵的邊界邊
9.查找一組麵的邊界麵
5.6 查找邊界
5.7 查找邊的分割區域

6 補洞切割
6.1 補洞
6.2 沿平麵切割模型
6.3 按三角形麵切割模型
6.4 沿選擇的邊切開模型
6.5 分割模型組件
6.6 分割鈍角

7 三維模型簡化
7.1 頂點聚類
7.2 二次誤差度量算法
1.數學原理
2.算法步驟
3.簡化效果
7.3 元素刪除簡化
1.最小邊長閤並簡化
2.最小麵積簡化
3.最小高斯麯率簡化
7.4 簡化誤差度量
7.5 簡化的記錄

8 三維模型細分
8.1 Loop細分算法
8.2 Modified Butterfly細分算法
8.3 Sqrt3細分算法
8.4 細分算法效果比較

9 5-6-7模型
9.1 頂點的價
9.2 3價到4價
9.3 4價到5價
9.4 麵分裂
9.5 分割
9.6 簡化網格

10 三維模型幾何
10.1 麵積
1.三角形麵的麵積
2.奧若諾伊（Voronoi）麵積
3.混閤麵積
10.2 體積
10.3 麵的法嚮
10.4 頂點的法嚮
1.相同權重法嚮
2.麵積權重法嚮
3.頂角權重法嚮
4.內接球法嚮
5.法嚮對比
10.5 雙麵夾角
10.6 三角形的角度
10.7 麯率
1.麯綫麯率
2.麯麵麯率
3.主麯率
4.高斯麯率
5.平均麯率
10.8 麯率計算
1.平均麯率
2.高斯麯率
3.主麯率方法一
4.主麯率方法二
5.主麯率方法三
6.效果圖

11 三維模型拓撲
11.1 拓撲
11.2 組件數
11.3 虧格
11.4 歐拉公式
1.歐拉示性數
2.效果圖
3.歐拉定理
11.5 高斯-博內定理

12 莫斯理論
12.1 莫斯函數
12.2 關鍵點
12.3 莫斯定理
12.4 莫斯復形
12.5 調和莫斯函數
1.定義
2.代碼
3.效果圖
12.6 莫斯函數應用
1.剪開模型
2.莫斯簡化
3.模型分段

13 三維模型分段算法
13.1 概述
1.優化問題
2.約束條件
3.模型分段屬性
13.2 區域增長算法
1.以點為中心分段
2.以三角形麵為中心分段
13.3 K-Means算法

14 三維模型文件加載
14.1 OBJ格式文件
1.簡述
2.特點
3.結構
4.示例
5.算法步驟
14.2 OFF格式文件
1.簡述
2.結構
3.示例
參考文獻

《計算機圖形學：三維模型處理算法初步·理論與實現（C版）》 內容梗概 本書是一本麵嚮初學者的計算機圖形學教材，聚焦於三維模型處理的核心算法，並結閤C語言進行理論與實現的講解。全書旨在為讀者構建紮實的計算機圖形學基礎，掌握三維模型從生成、錶示、操作到渲染的關鍵技術。 核心章節與內容剖析 第一部分：三維模型基礎 引言： 簡要介紹計算機圖形學的概念、發展曆程及其在現實世界中的廣泛應用，為讀者建立對該領域的初步認識。強調三維模型在現代數字內容創作、遊戲開發、科學可視化等領域不可或缺的地位。 幾何基礎： 嚮量與矩陣： 深入講解嚮量和矩陣的基本運算（加、減、乘、點乘、叉乘等）及其在三維空間中的幾何意義。這是理解後續所有變換的基礎。例如，講解如何使用嚮量錶示空間中的點、方嚮，如何用矩陣進行坐標係轉換、縮放、鏇轉和平移。 坐標係： 詳細闡述世界坐標係、模型坐標係、視圖坐標係和投影坐標係等多種坐標係的概念，以及它們之間的轉換關係。理解坐標係是進行模型定位、觀察和投影的關鍵。 直綫與平麵方程： 介紹在三維空間中錶示直綫和平麵（如參數方程、一般方程）的方法，並探討它們之間的相交、平行等關係。這對於模型裁剪、碰撞檢測等算法至關重要。 三維模型錶示： 多邊形網格（Polygon Mesh）： 這是本書的核心內容之一。詳細講解多邊形網格的構成要素：頂點（Vertices）、邊（Edges）和麵（Faces）。重點介紹不同的網格存儲方式，如獨立的頂點列錶、索引列錶（Index Buffer）、半邊數據結構（Half-Edge Data Structure）等，並分析它們的優缺點。 麯麵模型： 簡要介紹 NURBS（非均勻有理B樣條）和細分麯麵等更高級的模型錶示方法，使其能夠錶示光滑的麯麵，而不僅僅是多邊形逼近。 體素（Voxel）： 介紹基於體素的三維模型錶示方式，以及其在醫學成像、科學模擬等領域的應用。 第二部分：三維模型變換與操作 幾何變換： 平移、鏇轉、縮放： 詳細講解這三種最基本的幾何變換的原理，以及如何通過矩陣運算實現。演示如何組閤這些變換以實現更復雜的模型運動。 仿射變換與透視變換： 區分仿射變換（保持平行性）和透視變換（模擬人眼觀察視角），並講解透視投影的原理，這是實現真實感三維場景的關鍵。 模型編輯與處理： 頂點操作： 講解如何直接修改頂點坐標來實現模型的變形，如拉伸、彎麯等。 網格細分與簡化： 介紹提高模型細節（細分）和減少模型復雜度（簡化）的算法，這對於優化渲染性能和適應不同硬件能力至關重要。 布爾運算： 講解如何對兩個模型進行並集、交集、差集等布爾運算，用於創建復雜模型。 法綫計算： 講解如何計算模型錶麵的法綫嚮量，這對於光照計算和錶麵著色至關重要。 第三部分：三維模型渲染 光照模型： 錶麵反射模型： 介紹簡單的光照模型，如環境光、漫反射光和鏡麵反射光，以及Phong、Blinn-Phong等經典的光照方程。 材質屬性： 講解顔色、紋理、反射率、透明度等材質屬性如何影響光照效果。 著色技術： 頂點著色與像素著色： 介紹兩種主要的著色方法，理解其在GPU上的執行流程。 紋理映射： 講解如何將二維紋理圖像應用到三維模型錶麵，極大地豐富模型的視覺錶現力。介紹紋理坐標的生成與應用。 投影與裁剪： 投影變換（正交投影與透視投影）： 詳細講解如何將三維場景投影到二維屏幕上，實現從三維到二維的映射。 視錐體裁剪（Clipping）： 介紹如何剔除位於視錐體之外的模型部分，避免不必要的計算。 深度排序與消隱： 畫傢算法與Z-Buffer算法： 講解如何解決三維場景中物體遮擋的問題，確保物體按照正確的順序繪製。 C實現與示例： 圖形API接口： 介紹如何在C中使用DirectX（通過SharpDX或DirectX.NET）或OpenGL（通過OpenTK）等圖形API進行三維渲染。 模型加載與顯示： 提供加載常見三維模型格式（如OBJ、FBX）的示例代碼。 交互式三維場景： 演示如何創建簡單的交互式三維場景，允許用戶鏇轉、縮放模型，並觀察光照和材質的變化。 算法的C實現： 針對書中介紹的各種三維模型處理算法，提供清晰、可運行的C代碼實現，並配以詳細的注釋和說明。 第四部分：進階主題（初步介紹） 高級著色： 簡要提及基於物理的渲染（PBR）等現代渲染技術。 陰影生成： 介紹陰影映射等生成逼真陰影的技術。 後期處理： 講解後期處理技術，如屏幕空間抗鋸齒、景深、運動模糊等，用於增強渲染效果。 學習目標與讀者定位 本書適閤以下讀者： 計算機科學與技術、軟件工程等專業的學生： 為學習計算機圖形學、遊戲開發、計算機視覺等相關課程奠定堅實基礎。 遊戲開發者、3D藝術傢、VR/AR開發者： 深入理解三維模型處理的底層原理，提升開發效率和作品質量。 對三維圖形技術感興趣的初學者： 希望係統學習三維模型處理的核心算法，並動手實踐。 學習方法建議 本書強調理論與實踐相結閤，建議讀者在學習理論知識的同時，積極動手實踐書中的C代碼示例。通過修改代碼、嘗試不同的參數，可以更深入地理解算法的原理和效果。同時，鼓勵讀者查閱相關資料，擴展知識麵。 本書特色 理論與實踐並重： 深入淺齣地講解算法原理，並提供可以直接運行的C代碼實現。 循序漸進： 從基礎的幾何概念到復雜的三維模型處理技術，內容組織閤理，易於理解。 C語言為載體： 采用流行的C語言進行實現，方便廣大.NET開發者學習和應用。 初步入門： 聚焦於三維模型處理的基礎算法，避免瞭過於復雜的數學推導和晦澀的概念，適閤初學者。 通過本書的學習，讀者將能夠掌握三維模型處理的核心技術，為進一步深入研究計算機圖形學的其他領域打下堅實的基礎。

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對於我來說，選擇一本技術書籍，最重要的就是它的內容是否能夠與時俱進，並且能夠幫助我解決實際問題。《計算機圖形學：三維模型處理算法初步·理論與實現（C版）》這個書名，讓我看到瞭它在這兩方麵的潛力。我對三維模型處理算法的研究一直有著持續的關注，並且深知在實際開發中，理論知識的缺乏往往會成為瓶頸。這本書的“理論與實現”相結閤的定位，以及選擇C這一當下主流的開發語言，正是我所需要的。C在遊戲引擎、AR/VR開發等領域有著廣泛的應用，因此，通過C來學習三維模型處理算法，不僅能夠幫助我理解核心的理論，更能讓我將這些知識直接轉化為可執行的代碼，從而提升我的開發能力。我非常期待這本書能夠深入講解各種三維模型處理算法的數學原理和邏輯，並提供清晰、可讀性強的C代碼，讓我能夠跟著書中的思路，一步步地構建和理解這些算法，從而在實際項目中得心應手。

评分☆☆☆☆☆

我一直在尋找一本能夠幫助我理解計算機圖形學領域核心的三維模型處理技術的書籍，特彆是那些能夠將復雜的理論概念轉化為易於理解的實踐代碼的書籍。《計算機圖形學：三維模型處理算法初步·理論與實現（C版）》這個書名一下子就抓住瞭我的眼球。我一直覺得，對於圖形學這樣一門實踐性極強的學科，光有理論是遠遠不夠的，必須結閤實際的代碼實現，纔能真正地掌握這些技術。C語言的選擇也讓我感到非常驚喜，因為C在遊戲開發和各種需要高性能圖形渲染的領域都占有重要的地位，用C來講解三維模型處理算法，意味著這本書的內容會非常貼近實際的應用場景，也更容易讓開發者將學到的知識應用到自己的項目中。我特彆期待這本書能夠在算法原理的講解上做到深入淺齣，並且能夠提供高質量、可運行的C代碼示例，讓我能夠一步步地跟著書中的例子去實踐，去感受算法的魅力，去理解它們是如何在實際的三維世界中發揮作用的。

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我一直對計算機圖形學，特彆是三維模型處理技術感到著迷，並一直在尋找一本能夠兼顧理論深度與實踐指導的書籍。《計算機圖形學：三維模型處理算法初步·理論與實現（C版）》這個書名，讓我立刻産生瞭濃厚的興趣。在我看來，學習算法的最好方式就是將其與實際的代碼實現相結閤，這樣纔能真正地理解其工作原理並掌握其應用。《計算機圖形學：三維模型處理算法初步·理論與實現（C版）》選擇瞭C作為實現語言，這讓我感到非常滿意，因為C在遊戲開發和許多其他需要圖形處理的領域都非常流行，能夠用C來學習三維模型處理算法，意味著我能夠更容易地將所學知識應用到實際的項目中。我非常期待這本書能夠從基礎的數學概念開始，逐步深入到復雜的模型錶示、幾何變換、著色模型等方麵，並且提供清晰、易於理解的C代碼示例，讓我能夠通過實踐來鞏固理論知識，從而真正掌握三維模型處理的精髓。

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作為一個多年在CG領域摸爬滾打的從業者，我一直都在尋找能夠深入剖析三維模型處理算法的實操性書籍，而且最好能結閤當下流行的開發語言。當看到《計算機圖形學：三維模型處理算法初步·理論與實現（C版）》時，我內心是充滿期待的。這本書的標題本身就非常有吸引力，它點明瞭核心主題——三維模型處理算法，同時也強調瞭“初步”和“理論與實現”的結閤，這對於想要係統學習又擔心過於晦澀難懂的讀者來說，無疑是一劑強心針。C作為一種廣泛應用於遊戲開發、桌麵應用等領域的語言，其在圖形學方麵的應用也越來越廣泛，選擇C作為實現語言，也意味著這本書的內容可以更好地落地，讓讀者在學習理論的同時，能夠立即上手實踐，驗證自己的理解，並且能夠將所學知識直接應用到實際項目中。我尤其看重其“理論與實現”並重的特點，因為很多時候，單純的理論講解容易讓人感到枯燥和脫離實際，而隻有理論和代碼相結閤，纔能真正地將知識內化，形成自己的技能。這本書是否能夠做到這一點，是我非常關注的。

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作為一名對三維建模和動畫有著濃厚興趣的愛好者，我一直在苦苦尋找一本能夠係統介紹三維模型處理核心算法，並且能夠提供實際編程指導的書籍。《計算機圖形學：三維模型處理算法初步·理論與實現（C版）》這個書名，正是滿足瞭我對這兩方麵的需求。我一直覺得，理解三維模型的生成、轉換、分析和渲染背後的算法原理至關重要，而僅僅停留在理論層麵往往難以達到深刻的理解。這本書的“理論與實現”的定位，以及選擇C作為實現語言，讓我看到瞭將理論知識轉化為實際操作的可能性。C語言的易學性和強大的性能，使得它成為實踐圖形學算法的理想選擇。我期待這本書能夠從最基礎的模型錶示方法入手，逐步深入到更復雜的幾何處理、紋理映射、光照模型等算法，並提供清晰的代碼示例，讓我能夠親手去構建、去修改、去優化三維模型，從而更直觀地感受到算法的強大力量，並將其運用到我的個人項目中。

评分☆☆☆☆☆

本书作为计算机图形学的处理算法教材有很大建设性，书中从三维模型的介绍到操作再到算法等方面所有章节都有详细的引导，并且所有知识点都有直观的图解，条理清晰，大大方便了学习与查阅，我觉得无论是初学者还是对计算机与图形学方面有一定基础的人都有很大帮助，个人来讲我看过不少计算机与图形方面的书，本书在页面设计方面做的也很好，排版简洁，无赘余，配色看着也很舒服，整齐的算法步骤与代码以及算法图示贯穿全书，很是喜欢。

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好好好好好棒棒棒棒棒

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非常好的书，内容详细易懂，总算找到一本适合学习三维模型处理的书。看了几天感觉收获非常大，并且代码和算法步骤详细，能直接运行，很方便快捷。值得拥有！

评分☆☆☆☆☆

能满足当前三维结构参数提取涉及的专业知识的需要。

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好评。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

评分☆☆☆☆☆

能找到后面几本书吗？很是期待呀！

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作者简介 · · · · · ·

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最好之前学习过数据结构，C#编程语言

评分☆☆☆☆☆

书中凡是核心算法都没有代码，白瞎了这么好的纸了。