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第1章　绪论1

1.1　计算机图形技术的发展与应用1

1.2　计算机几何设计技术的发展4

1.3　Java AWT包中的Graphics类画图功能5

1.4　Java 2D与Java 3D功能介绍6

1.5　Java 3D的场景式组织7

1.6　Java、Java 3D与网络CAD技术7

本章小结8

习题18

第2章　计算机几何设计技术9

2.1 引言9

2.2　线框模型9

2.3 曲线、曲面几何模型10

2.4　实体、实体造型与构造实体几何11

2.5　基于隐函数的实体造型12

2.6　基于B-Rep边界面的体造型12

2.7　体的边界面表示与多边形图形学14

2.8　单元分解法、空间位置枚举法与八叉树表示法14

2.9　体、体素与构造体几何15

2.9.1　体与实体15

2.9.2　体图形学在人体医学三维模型重建中的应用16

2.9.3　空间线、面、体的体素化与空间场景多体显示17

2.9.4　体可视化技术18

2.9.5　体属性的连续函数表示与构造式体几何19

2.10　Volume Graphics体图形学的发展20

2.11　DEXEL体造型技术21

2.12　逆向工程22

2.13　快速原型系统24

2.14　STL格式数据文件与CAD系统数据交换25

本章小结26

习题226

第3章　Java 3D基本图形功能介绍27

3.1　Java 3D的虚拟场景空间设计27

3.2　Java 3D主要包、类、子类、接口之间的关系33

3.3　Java 3D的点、线、面绘制34

3.3.1　GeometryArray类35

3.3.2　点的生成38

3.3.3　线的生成45

3.3.4　三角面的生成61

3.3.5　四边面的生成75

3.4　Java语言数组与计算机图形数据定义80

3.4.1 线性数据点及二维数组表示80

3.4.2　平面型数据点及三维数组表示81

3.4.3　空间层状立体数据点及四维数组表示82

3.4.4　多维数组表示的几何数据与Java 3D一维数组数据转换83

3.5　体与面的三角网格与四边网格显示89

3.6　Java 3D程序Shape 3D类对象中几何元素的定义106

3.7　Shape 3D类对象元素的定义115

3.8　Appearance类115

3.9　ColoringAttributes类117

3.10　Material类118

3.11　TransparencyAttributes类121

3.12　Light类125

本章小结127

习题3127

第4章　计算机图形学基础知识129

4.1　显示器的工作原理129

4.2　直线DDA算法132

4.3　区域填充算法133

4.3.1　种子填色算法133

4.3.2　扫描线填色算法134

4.4 图形求交135

4.4.1　包围盒与包围球135

4.4.2　线、面、体几何元素间的求交137

4.4.3　包含判定算法137

4.5 图形变换142

4.5.1　二维图形空间坐标变换142

4.5.2　三维空间图形坐标变换147

4.6　真实感图形生成151

4.6.1　世界坐标系与观察坐标系151

4.6.2　透视投影与平行投影152

4.6.3　隐藏线、隐藏面消除算法154

4.6.4　光源的颜色与类型159

4.6.5　局部光照明计算模型159

4.6.6　Gouraud算法和Phong算法162

4.6.7　整体光照明模型165

4.7　纹理与纹理映射167

4.8 图形剪裁170

本章小结172

习题4172

第5章　Java 3D的坐标变换与基本形体173

5.1　Java 3D的坐标变换173

5.1.1　Transform3D类173

5.1.2　TransformGroup类与Transform3D类之间关系177

5.1.3　两矩阵的乘积与编程178

5.2　Java 3D定义的基本形体179

5.2.1 长方体Box类179

5.2.2 圆柱体Cylinder类180

5.2.3 圆锥体Cone类180

5.2.4　球体Sphere类181

5.2.5　彩色立方体ColorCube类182

5.2.6　应用基本体的程序实例182

5.3　Switch类191

5.3.1　Switch类的构造函数与方法192

5.3.2　Switch类的应用实例192

5.4　SharedGroup类200

本章小结209

习题5209

第6章 自由曲线、曲面设计210

6.1　Beziér曲线、曲面设计210

6.2　B样条曲线、曲面设计242

6.2.1　B样条基函数及其递推公式242

6.2.2　B样条曲线设计250

6.2.3　B样条曲面设计255

6.3　NURBS曲线、曲面257

6.3.1　NURBS曲线的定义257

6.3.2　NURBS曲线的齐次坐标表示259

6.3.3　NURBS曲线的矩阵表示260

6.3.4　NURBS曲线的参数化算法260

6.3.5　NURBS曲面的定义261

6.3.6　NURBS曲面的矩阵块表示262

6.4　NURBS曲面变形262

6.5　基于参数的NURBS体造型与可视化270

6.5.1 引言270

6.5.2　NURBS体方程270

6.5.3　NURBS体的u、v、w参数空间与体空间271

6.5.4　NURBS体造型271

6.5.5　NURBS体内点与控制顶点对应关系272

6.5.6　NURBS体变形272

6.5.7　NURBS体的体素显示272

本章小结274

习题6274

第7章 医学三维重建算法与多面体的体素化276

7.1 引言276

7.2　像素、体素、体素空间与体素的连通性276

7.3　空间线、面、体的体素化278

7.4　基于体素的医学图像三维重建与可视化279

7.4.1　基于断层图像的体数据279

7.4.2　基于体素的体显示的光学模型279

7.4.3　光线投射的体显示算法（Ray-casting algorithm）281

7.4.4　三维数据场物质的分类283

7.4.5　体显示中的光照明模型与法向量计算283

7.4.6　图像合成284

7.4.7　光源特性与光照明模型285

7.4.8　其他体显示技术285

7.4.9　基于体素的医学图像三维重建与可视化算法意义285

7.5　基于小长方体的体素处理与显示技术286

7.6　基于参数u、v、w的NURBS体体素化287

7.6.1　NURBS体的u、v、w参数空间与体空间287

7.6.2　基于参数u、v、w的NURBS体体素化与可视化287

本章小结289

习题7289

第8章 多面体的DEXEL模型与DEXEL体造型技术290

8.1 引言290

8.2　多面体DEXEL模型的数据结构291

8.3　DEXEL射线与空间平面凸多边形的求交算法294

8.4　NURBS体的DEXEL化算法296

8.5　基本形体的DEXEL模型298

8.5.1　基本形体构造与DEXEL模型299

8.5.2　坐标变换301

8.6　多面体DEXEL模型的布尔运算302

8.6.1 同一DEXEL模型空间体的布尔运算302

8.7　单向DEXEL射线组群模型与快速原型系统304

8.8　单向DEXEL模型与体素模型转化305

8.9　基于两轴向层状DEXEL射线求交的多面体体素化算法305

8.10　基于三轴向DEXEL射线求交的多面体体素化算法306

8.10.1　三轴向DEXEL射线组群的数据结构307

8.10.2　Marching Cubes算法与物体边界体素、体内体素确定313

8.11　单向、两轴向层状与三轴向DEXEL模型比较315

8.12　同一体素空间体的布尔运算316

本章小结317

习题8318

第9章　DEXEL体造型技术在飞机复合材料零部件设计中的应用319

9.1　DEXEL体造型技术在飞机复合材料零部件设计中的应用319

9.1.1 飞机复合材料零部件特点319

9.1.2　蜂窝结构319

9.1.3　空心结构321

9.1.4　某型飞机水平安定面翼肋结构设计321

9.1.5　小结322

9.2　DEXEL模型与传统CAD系统模型数据交换322

9.2.1 引言322

9.2.2　STL数据结构323

9.2.3　DEXEL模型的STL格式数据提取325

9.2.4　小结325

习题9326

附录A 书中出现的重要名词中英文对照表327

附录B　Java、Java 3D、JavaCreator软件的下载与安装330

参考文献338