前言


计算机图形学是研究如何利用计算机算法来表示、生成、处理和显示图形的学科，主要包括三维模型的线框图和光照图绘制。本书引导读者使用样条曲面建立物体的线框模型和表面模型。物体的线框模型是表面模型的骨架，使用三维几何变换让物体运动起来,使用透视投影让物体符合视觉习惯,使用消隐算法让模型看起来像真的，通过添加材质、设定光源、映射纹理让模型绘制为像照片一样的图形。
本书具有以下特点。
1. 算法原理案例化
计算机图形学原理众多、算法复杂。作为山西省教学名师和国家级一流本科课程的负责人，笔者在二十多年的计算机图形学教学实践中，使用MFC平台严格按照本书讲解的算法自主开发了BCGL（博创研究所计算机图形学资源库，曾荣获山西省教学成果一等奖)，实现了本书所有算法都基于案例开发进行讲解。
2. 算法内容的系统化
本书的主线是生成真实感图形，先用直线构造线框模型，再对模型施加几何变换、透视投影、表面消隐、设置材质、设置光源、绑定纹理，最后在双缓冲环境下建立真实感图形的三维动画。
自2008年以来，笔者编写的《计算机图形学基础教程》由于通俗易懂，深受广大师生的欢迎。在广泛听取一线教师的意见和建议后，在强化计算机图形学基础知识的同时，尽量降低本书的学习门槛。具体如下。
（1） 简化模型。几何模型仅使用立方体与球体模型，前者数据结构简单，方便描述顶点和小面的关系，后者的点法向量可用该点的位置向量替代，便于讲解光照。
（2） 缩短篇幅。为了便于一部分基础较好的读者进一步学习计算机图形学知识，本书提供了用MFC绘制二维图形方法（提供了13个例程）和分形几何学（提供了11个例程）的拓展阅读内容，有兴趣的读者可以扫描前言中的二维码后下载阅读。
（3） 缩短学时。本书重点讲解线框模型动画和简单的光照模型，适合32～48学时的教学。
本书提供了40个计算机图形学基础算法的视频讲解，读者可通过扫码进行观看。目前，C++仍是图形开发的主流语言，因此视频中展示的算法均使用Visual Studio 2017版的MFC应用程序框架进行实现。我们可将本书提供的算法视为一个货架，微课视频视为货架上的货物，这样就可很方便地更换为用QT、C#等语言实现的产品。下一步，我们会在不改变算法的前提下，开发出基于不同编程语言的计算机图形学算法微课，感兴趣的读者敬请关注。
本书由孔令德和康凤娥共同编写，其中康凤娥编写第1～6章，孔令德编写第7～8章并进行整体筹划和统稿工作。
热切希望计算机图形领域的专家不吝赐教，并期待与广大计算机图形学同行进行交流。希望本书的出版对读者有所帮助，读者可以直接联系编者获得课件、源程序以及学习指导。

编者2021年8月