C語言成像與光線追蹤程序設計

     目 錄
   前言
   緒論
    0.1本書的組織
    0.2第一部分
    0.2.1數(shù)學模塊
    0.2.2圖形界面模塊
    0.2.3使用這些模塊
    0.3第二部分
    0.3.1光線追蹤理論
    0.3.2光線追蹤程序
    0.3.3光線－物體相交測試
    0.3.4陰影、紋理和光照
    0.3.5復習光線追蹤程序代碼
    0.3.6怎樣使用光線追蹤程序
    0.4第三部分
    0.5第四部分
    0.6第五部分
    0.7第六部分
    0.8第七部分
    0.9軟件和硬件要求
    0.10總結
   第一部分 標準和通用模塊
    第一章 標準和C語言
    1.1為什么選用C語言
    1.2編程語言的概念
    1.3變量和數(shù)據(jù)類型
    1.4運算符
    1.5程序控制
    1.6函數(shù)
    1.7宏
    1.8指針和數(shù)組
    1.9內存
    1.10結構
    1.11 typedef
    1.12 輸入輸出（I/O）
    1.13 文件I/O
    1.14 編程風格
    1.15 參考讀物
    1.16 光線跟蹤
    第二章 數(shù)學模塊
    2.1頭文件
    2.1.1BkDefs.H頭文件
    2.1.2BkMath.H頭文件
    2.2編譯這些模塊
    2.3BkMath.C程序
    2.4 基本數(shù)學函數(shù)
    2.4.1Radians和Degrees 函數(shù)
    2.4.2CosD和SinD函數(shù)
    2.4.3Power函數(shù)
    2.4.5Log函數(shù)
    2.4.6Exp10函數(shù)
    2.4.7Sign和Intsign函數(shù)
    2.4.8IntSqrt函數(shù)
    2.4.9IntPower函數(shù)
    2.4.10 MIN和MAX函數(shù)
    2.5 向量和矩陣函數(shù)
    2.5.1Vec和VecInt函數(shù)
    2.5.2UnVec和UnVecInt函數(shù)
    2.5.3VecDot函數(shù)
    2.5.4VecCross函數(shù)
    2.5.5VecLen函數(shù)
    2.5.6VecNormalize函數(shù)
    2.5.7VecMatxMult函數(shù)
    2.5.8VecSub和VecSubIn函數(shù)
    2.5.9VecAdd函數(shù)
    2.5.10 VecAdd3函數(shù)
    2.5.11 VecCopy和VecCopyInt函數(shù)
    2.5.12 VecLinComb函數(shù)
    2.5.13 VecScalMult、VecScalMultl和VecScalMultInt函數(shù)
    2.5.14 VecAddScalMult函數(shù)
    2.5.15 VecNull和VecNullInt函數(shù)
    2.5.16 VecElemMult函數(shù)
    2.5.17 VecMin和VecMax函數(shù)
    2.5.18 VecNgate函數(shù)
    2.6 仿射變換例程
    2.6.1 ZeroMatrix函數(shù)
    2.6.2 Translate3D函數(shù)
    2.6.3 Scale3D）函數(shù)
    2.6.4 Rotate3D函數(shù)
    2.6.5 Multiply3DMatries函數(shù)
    2.6.6 MatCopy函數(shù)
    2.6.7 PrepareMatrix函數(shù)
    2.6.8 PrepareInvMatrix函數(shù)
    2.6.9 Tansform函數(shù)
    2.7 偽隨機數(shù)的生成
    2.7.1 InitRand函數(shù)
    2.7.2 Rand函數(shù)
    2.7.3 RandInt函數(shù)
    第三章 圖形界面模塊
    3.1 BkGlobs.H頭文件
    3.2 BkGraph.H頭文件
    3.3 BkGraph.C程序
    3.3.1Plot函數(shù)
    3.3.2 Clear＿paletre函數(shù)
    3.3.3 Set＿Palette函數(shù)
    3.3.4 Init＿Palette函數(shù)
    3.3.5 Init＿Palette＿2函數(shù)
    3.3.6 CyClePalette函數(shù)
    3.3.7 Swap函數(shù)
    3.3.8 Circle函數(shù)
    3.3.9 Line函數(shù)
    3.3.10 Minl和Maxl函數(shù)
    3.3.11 rivial reject函數(shù)
    3.3.12 Clip＿To＿Screen函數(shù)
    3.3.13 Init＿Graphics函數(shù)
    3.3.14 Set＿Graphics＿Mode函數(shù)
    3.3.15 Wait＿For＿Key函數(shù)
    3.3.16 Exit＿Graphies函數(shù)
    3.3.17 Title函數(shù)
    3.4 三維畫圖函數(shù)
    3.4.1 Init＿Plotting函數(shù)
    3.4 .2 Init＿Perspective函數(shù)
    3.4.3 MapCoordinates函數(shù)
    3.4.5 Cartesian＿Plot＿3D函數(shù)
    3.4.6 Cylindrical＿Plot3D函數(shù)
    3.4.7 SphericalPlot 3D函數(shù)
    3.4.8 Draw＿Line＿3D函數(shù)
    3.5像素函數(shù)
    3.5.1Put＿Pixel函數(shù)
    3.5.2Get＿Pixel函數(shù)
    3.6設置坐標軸和調色板的函數(shù)
    3.6.1Put＿Axis＿And＿Palette函數(shù)
    3.6.2Display＿Axis函數(shù)
    3.6.3Display＿Palette函數(shù)
    3.6.4Axis＿And＿Palette函數(shù)
    3.7使用模塊
    第四章 使用模塊
    4.1Crystal.C文件
    4.2Plants.C文件
    4.3Stars－3D.C程序
    4.4三維圓周運動模擬示例程序
    4.5真實物體
   第二部分 光線追蹤
    第五章 光線追蹤程序數(shù)學模塊
    第六章 光線追蹤理論
    6.1即時光線追蹤
    6.2光線的反射
    6.3折射
    6.4問題，問題，問題！
    6.5答案，答案，答案！
    6.6細節(jié)
    第七章 光線追蹤程序
    7.1投影圖形
    7.2圖像質量和變形
    7.3防變形方法
    7.4均勻采樣
    7.5統(tǒng)計密集采樣
    7.6結果
    7.7簡單的照像機模型
    7.8trace函數(shù)
    7.9背景
    第八章 光線－物體相交測試
    8.1物體的定義
    8.1.1光線的參數(shù)表示
    8.1.2與球面相交
    8.1.3與二次曲面相交
    8.2曲面法線計算
    8.3與平面物體相交
    8.4三角形小塊
    8.5構造復雜物體
    8.6構造實體幾何
    8.6.1包圍體
    8.6.2包圍面
    8.7層次樹
    8.8搜索物體
    8.9其它算法
    第九章 看見光亮
    9.1陰影模型
    9.1.1背景色（K↓a）
    9.1.2漫反射顏色（K↓d）
    9.1.3鏡面反射迭加（K↓h）
    9.1.4反射率（K↓a）及折射率（K↓t
    9.2紋理，紋理，紋理
    9.3映射圖象
    9.4實體紋理構造
    9.5噪聲及擾動
    9.6實體紋理樣式
    9.7球面紋理
    9.8制造波紋
    9.9凹凸紋理
    9.10大氣
    9.11陰影
    9.12關于代碼
    第十章 光線追蹤程序代碼
    10.1分離和解釋程序
    10.1.1預處理
    10.1.2記號分析程序
    10.2基本體文件
    10.3掃描屏幕
    10.4追蹤
    10.5相交
    10.6包圍平面
    10.7陰影處理
    10.8通向BOB的途徑
    10.9內存問題
    10.10構成畫面
    第十一章 如何使用光線追蹤程序
    11.1運行Bob
    11.2Bob命令
    11.3統(tǒng)計數(shù)字
    11.4輸入文件（.B）格式
    11.5輸入文件布局
    11.6預處理程序
    11.6.1宏
    11.6.2包含指令
    11.7EDL分析程序
    11.7.1studio結構
    11.7.2studio參數(shù)
    11.8光源
    11.9表面
    11.9.1凹凸紋理
    11.9.2加紋理的表面
    11.10基本體
    11.10.1球
    11.10.2環(huán)
    11.10.3多邊形
    11.10.4三角形小塊
    11.10.5圓錐
    11.11變換
    11.12圖像紋理
    11.13剪切
    11.14有關說明
   第三部分 生成光線追蹤程序所需的物體數(shù)據(jù)庫
    第十二章 過程物體數(shù)據(jù)庫
    12.1生長的樹
    12.2環(huán)形與環(huán)面
    12.3一個令人困惑的物體
    12.4光照和雪花球
    12.5一塊吸收性極好的海綿
    12.6一個六角形
    12.7更為復雜的數(shù)據(jù)庫
    第十三章 Z緩沖區(qū)數(shù)據(jù)
    13.1Z緩沖區(qū)數(shù)據(jù)的線框輪廓
    13.2光線追蹤的Z緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫
    13.3生成Z緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫的程序
    13.4生成Z緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫的分形程序
    13.5三維Mandelbrot集
    13.6三維Julia集
    13.7使用四元數(shù)的分形
    13.8四元數(shù)數(shù)學
    13.9生成四元數(shù)分形數(shù)據(jù)庫
    13.10地形Z緩沖區(qū)
    13.11Smooth.EXE
    13.12移動山脈
   第四部分 物體數(shù)據(jù)庫的CAD產(chǎn)品
    第十四章 三維數(shù)據(jù)庫建模器
    14.1數(shù)據(jù)庫建模程序的功能
    14.1.1基本體支持和操作
    14.1.2物體支持和操作
    14.1.3適當時間內生成數(shù)據(jù)庫視圖
    14.14在數(shù)據(jù)庫內部自由移動
    14.1.5隱藏數(shù)據(jù)庫細節(jié)
    14.2層次結構的重要性
    14.2.1重復利用性
    14.2.2靈活性
    14.2.3區(qū)域性和可擴展性
    14.2.4高效性
    14.3Bob的數(shù)據(jù)庫層次：基本體、物體、畫面
    14.4Ed：Bob的簡單數(shù)據(jù)庫建模程序
    14.4.1啟動Ed
    14.4.2Ed屏幕
    14.4.3告訴Ed做什么
    14.4.4系統(tǒng)參數(shù)
    14.5系統(tǒng)模式
    14.5.1讀寫畫面文件
    14.5.2移動觀察點
    14.5.3選擇物體
    14.5.4實例化及刪除物體
    14.5.5編輯物體位置和比例
    14.5.6修改studio定義
    14.5.7編輯studio參數(shù)
    14.5.8退出studio模式
    14.5.9編輯物體
    14.5.10編輯物體結構
    14.5.11多邊形的一個特例
    14.5.12編輯物體特征
    14.5.13退出物體模式
    14.5.14退出
    14.6Ed源代碼總覽
    14.6.1Ed源代碼使用的規(guī)則
    14.6.2Ed基本數(shù)據(jù)結構
    14.6.3Ed全局變量
    14.6.4Ed主要的程序元素
    14.6Ed輸出文件的局限
   第五部分 計算機圖形學的圖像處理技術
    第十五章 圖像處理
    15.1IMG2GIF。C
    15.1.1直接指定調色板
    15.1.2多數(shù)法
    15.1.3中分法
    15.1.4固定調色板
    15.2有趣有益的抖動法
    15.3建立.GIF文件
    15.4IMG2GIF.C的技術說明
    15.5文件格式
    15.5.1Bob的.IMG文件格式
    15.5.2Palette.MAP文件格式
    15.6改善圖像質量
    15.7圖像顯示
   第六部分 圖形硬件
    第十六章 圖形硬件驅動程序
    16.1 24位顏色
    16.2 Bob結束語
   第七部分 本書之外的內容
    第十七章 超越Bob
    17.1制作圖形
    17.2動畫
    17.2.1車輪
    17.2.2運動模糊
    17.2.3紋理的問題
    17.3實時光線追蹤
    17.4高級光照模型
    17.5輻射
    17.5.1更多的近似
    17.5.2為何使用輻射模型
    17.6真實三維圖像
    17.7何去何從