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本書以Java 3D功能為基礎,結合Java語言編程、計算機圖形學算法與CAD技術的最新發展,介紹計算機幾何設計的內容,并給出了工程應用實例。書中包含大量用Java、Java 3D編寫的程序實例。書中主要介紹了Java 3D的功能及相關概念,在此基礎上對計算機圖形學算法的相關知識進行了論述,并對DEXEL體造型技術及其在飛機復合材料零件設計的應用作了相應的介紹。本書可作為高等院校本科高年級學生、研究生與科研工作者計算機圖形學的參考書。
第1章 緒論1.1 計算機圖形技術的發展與應用2 計算機幾何設計技術的發展3 JAVA AWT包中的GRAPHICS類畫圖功能4 JAVA 2D與JAVA 3D功能介紹5 JAVA 3D的場景式組織1.6 JAVA、JAVA 3D與網絡CAD技術小結1章 計算機幾何設計技術2.1 引言2 線框模型3 曲線、曲面幾何模型4 實體、實體造型與構造實體幾何5 基于隱函數的實體造型6 基于B-REP邊界面的體造型7 體的邊界面表示與多邊形圖形學8 單元分解法、空間位置枚舉法與八叉樹表示法9 體、體素與構造體幾何9.1 體與實體2.9.2 體圖形學在人體醫學三維模型重建中的應用2.9.3 空間線、面、體的體素化與空間場景多體顯示2.9.4 體可視化技術2.9.5 體屬性的連續函數表示與構造式體幾何2.10 VOLUME GRAPHICS體圖形學的發展2.11 DEXEL體造型技術2.12 逆向工程2.13 快速原型系統2.14 STL格式數據文件與CAD系統數據交換本章小結2章 JAVA 3D基本圖形功能介紹3.1 JAVA 3D的虛擬場景空間設計3.2 JAVA 3D主要包、類、子類、接口之間的關系3.3 JAVA 3D的點、線、面繪制3.1 GeometryArray類3.3.2 點的生成3.3.3 線的生成3.3.4 三角面的生成3.3.5 四邊面的生成3.4 JAVA語言數組與計算機圖形數據定義4.1 線性數據點及二維數組表示3.4.2 平面型數據點及三維數組表示3.4.3 空間層狀立體數據點及四維數組表示3.4.4 多維數組表示的幾何數據與Java 3D一維數組數據轉換3.5 體與面的三角網格與四邊網格顯示3.6 JAVA 3D程序SHAPE 3D類對象中幾何元素的定義7 SHAPE 3D類對象元素的定義3.8 APPEARANCE類9 COLORINGATTRIBUTES類10 MATERIAL類11 TRANSPARENCYATTRIBUTES類12 LIGHT類本章小結3章 計算機圖形學基礎知識4.1 顯示器的工作原理2 直線DDA算法4.3 區域填充算法4.3.1 種子填色算法4.3.2 掃描線填色算法4.4 圖形求交4.1 包圍盒與包圍球4.4.2 線、面、體幾何元素間的求交4.4.3 包含判定算法4.5 圖形變換5.1 二維圖形空間坐標變換4.5.2 三維空間圖形坐標變換4.6 真實感圖形生成4.6.1 世界坐標系與觀察坐標系4.6.2 透視投影與平行投影4.6.3 隱藏線、隱藏面消除算法4.6.4 光源的顏色與類型4.6.5 局部光照明計算模型4.6.6 Gouraud算法和Phong算法4.6.7 整體光照明模型4.7 紋理與紋理映射4.8 圖形剪裁本章小結習題4第5章 JAVA 3D的坐標變換與基本形體5.1 JAVA 3D的坐標變換5.1.1 Transform3D類5.1.2 TransformGroup類與Transform3D類之間關系5.1.3 兩矩陣的乘積與編程5.2 JAVA 3D定義的基本形體5.2.1 長方體Box類5.2.2 圓柱體Cylinder類5.2.3 圓錐體Cone類5.2.4 球體Sphere類5.2.5 彩色立方體ColorCube類5.2.6 應用基本體的程序實例5.3 SWITCH類5.3.1 Switch類的構造函數與方法5.3.2 Switch類的應用實例5.4 SHAREDGROUP類本章小結習題5第6章 自由曲線、曲面設計6.1 BEZIÉR曲線、曲面設計6.2 B樣條曲線、曲面設計6.2.1 B樣條基函數及其遞推公式6.2.2 B樣條曲線設計6.2.3 B樣條曲面設計6.3 NURBS曲線、曲面6.3.1 NURBS曲線的定義6.3.2 NURBS曲線的齊次坐標表示6.3.3 NURBS曲線的矩陣表示6.3.4 NURBS曲線的參數化算法6.3.5 NURBS曲面的定義6.3.6 NURBS曲面的矩陣塊表示6.4 NURBS曲面變形6.5 基于參數的NURBS體造型與可視化6.5.1 引言6.5.2 NURBS體方程6.5.3 NURBS體的u、v、w參數空間與體空間6.5.4 NURBS體造型6.5.5 NURBS體內點與控制頂點對應關系6.5.6 NURBS體變形6.5.7 NURBS體的體素顯示本章小結習題6第7章 醫學三維重建算法與多面體的體素化7.1 引言7.2 像素、體素、體素空間與體素的連通性7.3 空間線、面、體的體素化7.4 基于體素的醫學圖像三維重建與可視化7.4.1 基于斷層圖像的體數據7.4.2 基于體素的體顯示的光學模型7.4.3 光線投射的體顯示算法(Ray-casting algorithm)7.4.4 三維數據場物質的分類7.4.5 體顯示中的光照明模型與法向量計算7.4.6 圖像合成7.4.7 光源特性與光照明模型7.4.8 其他體顯示技術7.4.9 基于體素的醫學圖像三維重建與可視化算法意義7.5 基于小長方體的體素處理與顯示技術7.6 基于參數U、V、W的NURBS體體素化7.6.1 NURBS體的u、v、w參數空間與體空間7.6.2 基于參數u、v、w的NURBS體體素化與可視化本章小結習題7第8章 多面體的DEXEL模型與DEXEL體造型技術8.1 引言8.2 多面體DEXEL模型的數據結構8.3 DEXEL射線與空間平面凸多邊形的求交算法8.4 NURBS體的DEXEL化算法8.5 基本形體的DEXEL模型8.5.1 基本形體構造與DEXEL模型8.5.2 坐標變換8.6 多面體DEXEL模型的布爾運算8.6.1 同一DEXEL模型空間體的布爾運算8.7 單向DEXEL射線組群模型與快速原型系統8.8 單向DEXEL模型與體素模型轉化8.9 基于兩軸向層狀DEXEL射線求交的多面體體素化算法8.10 基于三軸向DEXEL射線求交的多面體體素化算法8.10.1 三軸向DEXEL射線組群的數據結構8.10.2 Marching Cubes算法與物體邊界體素、體內體素確定8.11 單向、兩軸向層狀與三軸向DEXEL模型比較8.12 同一體素空間體的布爾運算本章小結習題8第9章 DEXEL體造型技術在飛機復合材料零部件設計中的應用9.1 DEXEL體造型技術在飛機復合材料零部件設計中的應用9.1.1 飛機復合材料零部件特點9.1.2 蜂窩結構9.1.3 空心結構9.1.4 某型飛機水平安定面翼肋結構設計9.1.5 小結9.2 DEXEL模型與傳統CAD系統模型數據交換9.2.1 引言9.2.2 STL數據結構9.2.3 DEXEL模型的STL格式數據提取9.2.4 小結習題9附錄A 書中出現的重要名詞中英文對照表附錄B JAVA、JAVA 3D、JAVACREATOR軟件的下載與安裝參考文獻