计算机图形学——三维模型处理算法初步：理论与实现（C#版）

出版者:海洋出版社

作者:赵辉

页数:210

出版时间:2014-10

价格:69.00

装帧:平装

isbn号码:9787502789732

具体描述

“数字媒体技术专业计算机图形学”系列丛书按照计算机图形学教学及从业需求分为5册。本书为其中的三维模型处理算法初步分册。

主要内容： 全书共14章，分别讲述了三维模型的数据结构；三维模型的生成；对偶模型；点、边、面的添加删除等三维模型的基本操作；各种三维模型元素的查找；补洞切割算法；三维模型简化、细分算法；三维模型的几何、拓扑信息计算；三维模型上的莫斯理论应用；三维模型的分段、文件加载的算法。

本书特色： 1.为新形势下计算机图形学教学及从业需要打造。2.精练三维模型处理算法的理论知识，便于入门。3.操作步骤与实现算法对应讲解，层次清晰。4.选用C#语言编写代码，上手快捷，易于变通。5.三维模型动画、渲染算法等课程的基础，可以和OpenGL编程并行学习。

读者对象：

中高等院校数字媒体技术及软件工程相关专业学生。

计算机图形、三维动画、虚拟现实领域从业人士及爱好者。

作者简介

赵辉

北京工业大学软件学院教师。主要从事三维图形学研究，包括三维模型处理、渲染、骨骼动画、三维扫描、曲面重建、DEC、游戏引擎、3D打印、人机交互、虚拟现实、影视特效、智能手机开发。近几年开设并讲授10多门三维技术相关的课程。主持多项三维相关科研项目。

王晓玲

北京科技大学教师。主要从事机械仿真、有限元数值计算、三维模拟研究。哈佛大学访问学者，主持多项国家科研项目。

目录信息

目录
1 三维模型数据结构
1.1 三维模型简介
1.2 三维模型的操作
1.3 基于数组的数据结构
1. 以面为中心
2. 共享顶点
3. 基于面连接
4. 基于边连接
5. 邻接矩阵
6. 角表
1.4 半边数据结构
1.5 半边数据结构代码
1. 模型网格类
2. 顶点类
3. 半边类
4. 边类
5. 面类
6. 属性类
2 三维模型的生成
2.1 生成正多边形/圆
2.2 生成锥体
2.3 生成柱体
2.4 生成球面
2.5 生成平面网格
2.6 克隆
3 对偶模型
3.1 对偶模型构造
3.2 对偶模型算法
4 三维模型的基本操作
4.1 添加一个面
4.2 删除一个面
4.3 删除一条边
4.4 删除一个顶点
4.5 分割一个点
4.6 合并一条边
4.7 切换一条边
4.8 其他基本操作
1. 生成噪声
2. 包围框顶点位置
3. 缩放模型
4. 移动模型到中心
5. 把选中的点分组
6. 重新设置序号
7. 改变面的方向
5 点边面查找
5.1 查找一个顶点的邻域
1. 查找一个顶点的一层邻域顶点
2. 查找一个顶点的一层邻域边
3. 查找一个顶点的一层邻域面
5.2 查找一条边的邻域
1. 查找一条边的一层邻域顶点
2. 查找一条边的一层邻域边
3. 查找一条边的一层邻域面
5.3 查找一个面的邻域
1. 查找一个面的一层邻域顶点
2. 查找一个面的一层邻域边
3. 查找一个面的一层邻域面
5.4 查找一组点、边、面的一层邻域
1. 查找一组顶点的一层邻域半边
2. 查找一组顶点的一层邻域顶点
3. 查找一组顶点的一层邻域边
4. 查找一组顶点的一层邻域面
5. 查找一组边的一层邻域顶点
6. 查找一组边的一层邻域边
7. 查找一组边的一层邻域面
8. 查找一组面的一层邻域顶点
9. 查找一组面的一层邻域边
10. 查找一组面的一层邻域面
5.5 查找一组点、边、面的边界点、边、面
1. 查找一组顶点的边界半边
2. 查找一组顶点的边界顶点
3. 查找一组顶点的边界面
4. 查找一组边的边界顶点
5. 查找一组边的边界边
6. 查找一组边的边界面
7. 查找一组面的边界顶点
8. 查找一组面的边界边
9. 查找一组面的边界面
5.6 查找边界
5.7 查找边的分割区域
6 补洞切割
6.1 补洞
6.2 沿平面切割模型
6.3 按三角形面切割模型
6.4 沿选择的边切开模型
6.5 分割模型组件
6.6 分割钝角
7 三维模型简化
7.1 顶点聚类
7.2 二次误差度量算法
1. 数学原理
2. 算法步骤
3. 简化效果
7.3 元素删除简化
1. 最小边长合并简化
2. 最小面积简化
3. 最小高斯曲率简化
7.4 简化误差度量
7.5 简化的记录
8 三维模型细分
8.1 Loop细分算法
8.2 Modified Butterfly细分算法
8.3 Sqrt3细分算法
8.4 细分算法效果比较
9 5-6-7模型
9.1 顶点的价
9.2 3价到4价
9.3 4价到5价
9.4 面分裂
9.5 分割
9.6 简化网格
10 三维模型几何
10.1 面积
1. 三角形面的面积
2. 奥若诺伊（Voronoi）面积
3. 混合面积
10.2 体积
10.3 面的法向
10.4 顶点的法向
1. 相同权重法向
2. 面积权重法向
3. 顶角权重法向
4. 内接球法向
5. 法向对比
10.5 双面夹角
10.6 三角形的角度
10.7 曲率
1. 曲线曲率
2. 曲面曲率
3. 主曲率
4. 高斯曲率
5. 平均曲率
10.8 曲率计算
1. 平均曲率
2. 高斯曲率
3. 主曲率方法一
4. 主曲率方法二
5. 主曲率方法三
6. 效果图
11 三维模型拓扑
11.1 拓扑
11.2 组件数
11.3 亏格
11.4 欧拉公式
1. 欧拉示性数
2. 效果图
3. 欧拉定理
11.5 高斯-博内定理
12 莫斯理论
12.1 莫斯函数
12.2 关键点
12.3 莫斯定理
12.4 莫斯复形
12.5 调和莫斯函数
1. 定义
2. 代码
3. 效果图
12.6 莫斯函数应用
1. 剪开模型
2. 莫斯简化
3. 模型分段
13 三维模型分段算法
13.1 概述
1. 优化问题
2. 约束条件
3. 模型分段属性
13.2 区域增长算法
1. 以点为中心分段
2. 以三角形面为中心分段
13.3 K-Means算法
14 三维模型文件加载
14.1 OBJ格式文件
1. 简述
2. 特点
3. 结构
4. 示例
5. 算法步骤
14.2 OFF格式文件
1. 简述
2. 结构
3. 示例
参考文献
· · · · · · (收起)

用户评价

拿到这本书后，我首先被它的结构感所折服。作者似乎花了大量精力来梳理那些复杂的理论概念，并以一种极其易于消化的方式呈现出来。它不像传统教材那样堆砌公式和晦涩的定义，而是通过大量生动的类比和循序渐进的讲解，将三维模型处理这一看似高深的领域，拉到了读者的可触及范围之内。特别是在算法的引入部分，那种“先说是什么，再说为什么，最后讲怎么做”的逻辑链条非常完整，让人在理解理论背景的同时，不会迷失在技术的汪洋大海里。这种教学方法的精妙之处在于，它既保证了理论的深度，又兼顾了初学者的接受度，使得学习过程更加流畅自然，有效避免了“一头雾水”的状态。

我个人认为，这本书最宝贵的价值在于其对“实现”层面的深入剖析。很多图形学书籍只停留在数学模型的推导和算法的伪代码层面，读者看完后往往不知如何下手搭建实际的渲染管线或模型处理系统。然而，这本“C#版”则直接提供了可运行的、结构良好的代码示例，详细展示了从数据结构定义到核心算法调用的完整流程。这种“理论指导实践，实践反哺理论”的良性循环，对于提升读者的工程能力至关重要。它让我们看到了抽象算法是如何在具体的编程环境下落地生根，成为可感知的、能操作的数字内容，这对于培养真正的图形学工程师是不可或缺的一课。

作为一名习惯了使用其他编程语言进行图形学实践的开发者，我对于这本书采用C#作为实现语言的策略感到非常欣赏和新奇。在很多同类书籍中，我们往往看到的是C++或Python的影子，但C#的引入无疑拓宽了应用场景，尤其是在Windows平台和Unity等环境下的整合优势是显而易见的。书中对C#特性的运用，例如面向对象的设计思想如何巧妙地融入到几何数据结构的管理中，给我带来了很多启发。它不仅仅是简单地将算法翻译成C#代码，而是真正利用了该语言的优势，使得代码的表达力更强、维护性更高，这对于希望快速将理论转化为实际应用程序的读者来说，无疑是极大的加分项。

这本书的语言风格在保证学术严谨性的同时，保持了一种令人愉悦的亲和力。作者似乎非常了解初学者在学习过程中可能会遇到的“卡点”和“误区”，并提前设置了相应的警示或注解。阅读过程中，我感觉自己不是在单向接受信息，而是在与一位经验丰富的导师进行一对一的深入交流。这种对话式的写作风格，极大地降低了学习的心理门槛，使得原本可能显得枯燥乏味的算法学习过程，变成了一场充满探索乐趣的冒险。它成功地在“专业深度”与“易读性”之间找到了一个黄金平衡点，这在技术书籍中是相当难能可贵的成就。

这本书的封面设计得非常引人注目，色彩搭配既专业又不失活力，一下子就能抓住那些对计算机图形学感兴趣的读者的眼球。尤其是那个醒目的书名——“计算机图形学——三维模型处理算法初步：理论与实现（C#版）”，它清晰地传达了本书的核心内容和技术栈。从排版上看，书籍的布局非常清晰，字体选择也考虑到了长时间阅读的舒适性，这对于一本技术类的书籍来说至关重要。纸张的质感也相当不错，让人爱不释手，感觉作者和出版社在制作过程中确实投入了不少心思。这种对细节的关注，让人对书中的内容质量也充满了期待，仿佛这本书不仅仅是一本技术手册，更是一件精心制作的艺术品，准备带领读者开启一段令人兴奋的图形学探索之旅。初次翻阅时，那种纸张的触感和油墨的清香，都为即将到来的学习过程增添了一种仪式感。

书中很多数学概念来不急一一论证和详细看了，只是看了一个大概，或许日有有用时我会充拾此书吧。

用C#写的，书中有一些错误和不严谨，主要是处理半边数据结构的三维模型的各种操作，简单的三维图形学算法(看过一部分，不准备看下去了)

书中很多数学概念来不急一一论证和详细看了，只是看了一个大概，或许日有有用时我会充拾此书吧。

怎么说呢，连源码都不给，问了作者要了好几次就是不给，千万别买！

真的很垃圾。大段的c#代码，却因为缺少定义而不能调试，有什么意义？不如伪码加解说了。各种低级错误。比如第6页的“流体模型”“非流体模型”，Manifold是专有名词“流形”好不好？谁买谁上当。作者居然还是博导，我去～～～