Предисловие 3
Глава 1. СВЕТ. ЦВЕТОВОСПРИЯТИЕ. ЦВЕТОВЫЕ МОДЕЛИ 4
Упражнения 15
Глава 2. РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕТА. ОСВЕЩЕННОСТЬ 16
2.1. Зеркальное отражение 16
2.2. Диффузное отражение 17
2.3. Идеальное преломление 17
2.4. Диффузное преломление 18
2.5. Распределение энергии 18
2.6. Микрофасетная модель поверхности 19
Упражнения 22
Глава 3. ГРАФИЧЕСКИЕ ПРИМИТИВЫ
В ЯЗЫКАХ ПРОГРАММИРОВАНИЯ 23
3.1. Инициализация и завершение работы с библиотекой 24
3.2. Работа с отдельными точками 26
3.3. Рисование линейных объектов 26
3.3.1. Рисование прямолинейных отрезков 27
3.3.2. Рисование окружностей ... 27
3.3.4. Рисование дуг эллипса 27
3.4. Рисование сплошных объектов 27
3.4.1. Закрашивание объектов 27
3.4.2. Работа с изображениями 28
3.5. Работа со шрифтами 29
3.6. Понятие режима (способа) вывода 30
3.7. Понятие окна (порта вывода) 31
3.8. Понятие палитры 31
3.9. Понятие видеостраниц и работа с ними 33
3.10. Подключение нестандартных драйверов устройств 35
3.11. Построение графика функции 36
Упражнения 41
Глава 4. РАБОТА С ОСНОВНЫМИ ГРАФИЧЕСКИМИ УСТРОЙСТВАМИ 42
4.1. Клавиатура 42
4.2. Мышь 44
4.2.1. Инициализация и проверка наличия мыши 51
4.2.2. Высветить на экране курсор мыши 51
4.2.3. Убрать (сделать невидимым) курсор мыши 57
4.2.4. Прочесть состояние мыши
(ее координаты и состояние кнопок) 51
4.2.5. Передвинуть курсор мыши в точку с заданными координатами 52
4.2.6. Установка облает и перемещения курсора 52
4.2.7. Задание формы курсора , 52
4.2.8. Установка области гашения 52
4.2.9. Установка обработчика событий , 52
4.3. Джойстик 57
4.4. Сканер 60
4.5. Принтер....! 60
4.5.1. Девятиигольчатые принтеры , 62
4.5.2. Двадцатичетырехигольчатые (LQ) принтеры..., 65
4.5.3. Лазерные принтеры 66
4.5.4. PostScript-устройства 68
4.6. Видеокарты EGA и VGA 70
4.7. Шестнадцатицветные режимы адаптеров EGA и VGA 72
4.7.1. Graphics Controller (порты 3CE-SCF) 75
4.7.2. Sequencer (порты ЗС4-ЗС5) 75
4.8. Режимы чтения 76
4.8.1. Режим чтения 0 76
4.8.2. Режим чтения 1 76
4.9. Режимы записи 77
4.9.1. Режим записи 0..... 77
4.9.2. Режим записи 1 78
4.9.3. Режим записи 2 79
4.9.4. Режим адаптера VGA с 256-цветами 81
4.9.5. Спрайты и работа с ними 82
4.9.6. Нестандартные режимы адаптера VGA (Х-режимы) 91
4.10. Программирование SVGA-адаптеров 99
4.10.1. Непалитровыережимы адаптеров SVGA 110
4.10.2. Стандарт VBE 2.0 (VESA BIOS Extension 2.0) '. 113
Упражнения 125
а 5. Принципы построения пользовательского интерфейса........... 126
5.1. Основные типы окон 131
5.1.1. Пример реализации основных оконных функций 135
Упражнения 155
а 6. РАСТРОВЫЕ АЛГОРИТМЫ 156
6.1. Растровое представление отрезка. Алгоритм Брезенхейма 157
6.2. Растровая развертка окружности , 161
6.3. Растровая развертка эллипса 164
6.4. Закраска области, заданной цветом границы 165
6.5. Заполнение многоугольника 173
Упражнения *°0
а 7. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НА ПЛОСКОСТИ 181
7.1. Аффинные преобразования па плоскости
7.2. Однородные координаты точки
8. ОСНОВНЫЕ АЛГОРИТМЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИИ 197
8Л. Отсечение сггрезка. Алгоритм Сазерленда - Кохена.,.. 197
8.2. Классификация точки относительно отрезка 199
8.3. Расстояние отточки до прямой 200
8.4. Нахождение пересечения двух отрезков 200
8.5. Проверка принадлежности точки многоугольнику ... 201
8.6. Вычисление площади многоугольника 205
8.7. Построение звездчатого полигона , 205
8.8. Построение выпуклой оболочки , 206
8.9. Пересечение выпуклых многоугольников , 209
8.10. Построение триангуляции Делоне .....; 213
Упражнения ".... 219
9. Преобразования в пространстве, проектирование..... 220
9.1. Платоновы тела 224
9.2. Виды проектирования 226
9.3. Особенности проекций гладких отображений 250
10. УДАЛЕНИЕ НЕВИДИМЫХ ЛИНИЙ И ПОВЕРХНОСТЕЙ. 254
10.1. Построение графика функции двух переменных. Линии горизонта 257
10.2. Методы оптимизации 268
10.2.1. Отсечение нелицевых граней 268
10.2.2. Ограничивающие тела (Bounding Volumes) 272
10.2.3. Разбиение пространства (плоскости) (Spatial Subdivision) 273
10.2.4. Иерархические структуры (Hierarchies) 273
10.3. Удаление невидимых линий , , 274
10.3.1. Алгоритм Робертса 274
10.3.2. Количественная невидимость. Алгоритм Аппеля 277
10.4. Удаление невидимых граней... 280
10.4.1. Метод трассировки лучей 280
10.4.2. Метод z-буфера 281
10.4.3. Алгоритмы упорядочения 285
10.4.3.1. Метод сортировки по глубине. Алгоритм художника 286
10.4.3.2. Метод двоичного разбиения пространства 292
10.4.4. Метод построчного сканирования 298
10.4.5. Алгоритм Варнака (Warnock) .., 311
10.4.6. Алгоритм Вейлера-Эпзертона (Weiler - Atherton).., 313
10.5. Специальные методы оптимизации , 314
10.5.1. Потенциально видимые множества граней 314
10.5.2. Метод порталов , 375
10.5.3. Метод иерархических подсцен 316
Упражнения , 317
Глава 11. ПРОСТЕЙШИЕ МЕТОДЫ РЕНДЕРИНГА ПОЛИГОНАЛЬНЫХ
МОДЕЛЕЙ..,. 318
11.1. Метод постоянного закрашивания 318
11.2. Метод Гуро 318
11.3. Метод Фонга 319
Упражнения 320
Глава 12. РАБОТА С БИБЛИОТЕКОЙ OpenGL 321
12.1. Рисование геометрических объектов 323
12.2. Рисование точек, линий и многоугольников 325
12.3. Преобразования объектов в пространстве. Камера 328
12.4. Дисплейные списки 332
12.5. Задание моделей закрашивания 334
12.6. Освещение 334
12.7. Полу прозрачность. Использование а-канала 337
12.8. Вывод битовых изображений 338
12.9. Ввод/вывод цветных изображений 339
12.10. Наложение текстуры 339
12.11. Работа с OpenGL в Windows 341
Упражнения 349
Глава 13. ЭЛЕМЕНТЫ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ 350
13.1. Wolfenstein 3-D. Ray Casting 350
13.2. Текстурирование горизонтальных поверхностей 383
13.3. DOOM 388
13.4. Descent 430
13.5. Текстурирование в общем случае 430
13.6. Пирамидальное фильтрование (mipmapping) 440
13.7. Освещение 447
13.8. Quake 448
Упражнения 452
Приложение. ВЫЧИСЛЕНИЯ С ФИКСИРОВАННОЙ ТОЧКОЙ 453
Литература 457