Object-Oriented Graphics Programming in C++/Book and Disk pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Morgan Kaufmann Pub

作者:Roger T. Stevens

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1994-04

价格:USD 39.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780126683189

丛书系列:

图书标签:

C++
Object-Oriented
Graphics
Programming
Computer Graphics
Software Development
Disk Included
Programming
Algorithms
Data Structures
Visual Computing

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具体描述

对象导向图形编程：C++的视觉艺术与技术实践在数字时代，图形图像的魅力无处不在，从精美的游戏画面到复杂的工程模拟，再到生动的科学可视化，这一切都离不开强大的图形编程技术。而C++，凭借其卓越的性能和灵活的特性，成为了实现这些视觉奇迹的基石。本书《对象导向图形编程 in C++》正是专注于这一领域，它将带领读者深入探索如何运用对象导向的思维和C++语言，构建高效、灵活且富有表现力的图形应用程序。本书并非仅仅罗列API调用和函数签名，它致力于传达一种面向对象的图形编程理念。我们相信，理解并掌握对象导向设计的原则，是编写可维护、可扩展且易于管理的图形代码的关键。本书将从最基础的概念入手，逐步引导读者理解如何在C++中设计类来表示图形元素，如何运用继承和多态来处理不同的图形对象，以及如何通过封装来管理复杂的状态和行为。核心概念与理论基石：本书的开篇，我们将花大量篇幅来巩固C++对象导向编程的基础。对于那些已经熟悉C++的读者，我们将重点关注如何将面向对象的思想应用到图形领域。我们将探讨：类与对象的设计：如何抽象出如点（Point）、线（Line）、形状（Shape）、颜色（Color）、材质（Material）等核心图形概念，并将其转化为C++的类。理解每个类应该承担的责任，以及如何设计清晰的接口。封装与数据隐藏：如何保护图形对象的内部状态，避免不必要的外部干扰，确保数据的一致性。例如，一个 `Circle` 类如何隐藏其半径和圆心的具体表示，只通过 `getRadius()` 和 `setRadius()` 等方法进行访问。继承与多态：这是对象导向编程的精髓所在。我们将深入研究如何利用继承来建立图形对象的层级结构。例如，可以有一个基类 `Shape`，然后派生出 `Circle`、`Rectangle`、`Triangle` 等具体形状类。多态则允许我们编写通用的图形处理函数，例如一个 `draw()` 函数，能够根据传入的 `Shape` 对象指针，自动调用其各自的绘制方法，而无需显式地判断对象类型。我们将探讨虚函数、纯虚函数以及抽象类的作用。组合与聚合：除了继承，组合和聚合也是构建复杂系统的强大工具。我们将学习如何将一个对象组合成另一个对象的一部分，例如一个 `Scene` 对象可以包含多个 `Shape` 对象。图形渲染管线与核心技术：在打下对象导向的基础后，本书将转向图形渲染的核心技术。我们将一步步解析现代图形渲染的流程，并解释如何在C++中实现这些关键环节：坐标系统与变换：理解模型坐标系、世界坐标系、视图坐标系和投影坐标系，以及它们之间的转换。我们将详细讲解矩阵运算在实现平移、旋转、缩放等变换中的作用，并展示如何在C++中实现这些矩阵类和变换函数。光栅化：将矢量图形转换为像素的过程。我们将探讨直线绘制算法（如DDA、Bresenham）、圆弧绘制算法以及多边形填充算法。光照模型：模拟光线与物体表面的交互，从而产生明暗和色彩效果。我们将介绍不同的光照模型，如环境光、漫反射光、镜面反射光，并展示如何用C++实现简单的Phong光照模型。纹理映射：将图像贴附到三维模型表面，增加细节和真实感。我们将讲解纹理坐标、纹理过滤以及纹理采样等概念，并介绍如何在C++中加载和应用纹理。着色器（Shaders）：这是现代图形编程中至关重要的部分。我们将深入介绍顶点着色器（Vertex Shader）和片段着色器（Fragment Shader）的作用，以及如何在C++中使用GLSL（OpenGL Shading Language）等语言编写自定义着色器，以实现更复杂、更逼真的视觉效果。虽然本书主要关注C++，但我们会解释如何在C++程序中加载、编译和使用这些着色器。深度缓冲与遮挡剔除：确保正确显示物体的前后关系，避免“穿模”现象。我们将讲解深度缓冲的原理和实现。实践项目与应用场景：理论学习需要通过实践来巩固。本书将包含一系列精心设计的实践项目，帮助读者将所学知识融会贯通，并将其应用到实际的图形编程场景中：简单的2D绘图工具：构建一个基础的2D绘图应用程序，支持绘制直线、矩形、圆形等基本图形，并实现颜色、线宽等属性的修改。这将是学习对象导向图形设计和基本渲染技术的绝佳起点。 3D场景渲染器：逐步构建一个简单的3D场景渲染器。从加载和渲染简单的3D模型开始，逐渐加入光照、纹理、相机控制等功能。读者将有机会亲手实现模型变换、基本的着色器和纹理映射。高级图形技术探索：根据读者掌握情况，本书可能会触及一些更高级的主题，例如：相机模型：实现第一人称、第三人称等不同视角的相机控制。后处理效果：如模糊、边缘检测、色彩校正等，它们是在最终渲染图像上进行的二次处理。基础动画：演示如何通过改变模型的状态或变换来实现简单的动画效果。面向对象的设计原则在图形编程中的应用：本书始终强调面向对象的设计原则，并将其贯穿于所有项目和讲解之中。我们将反复探讨： SOLID原则：单一职责原则（SRP）、开闭原则（OCP）、里氏替换原则（LSP）、接口隔离原则（ISP）、依赖倒置原则（DIP）等，以及它们如何帮助我们构建更健壮、更易于维护的图形代码。设计模式：介绍一些在图形编程中常用的设计模式，例如：工厂模式（Factory Pattern）：用于创建不同类型的图形对象。命令模式（Command Pattern）：用于实现撤销/重做功能，或者将操作封装成可执行的对象。观察者模式（Observer Pattern）：用于实现事件驱动的图形交互，例如当用户拖动鼠标时，通知相关的图形对象进行更新。组合模式（Composite Pattern）：用于构建树形结构，如场景图（Scene Graph），其中可以包含多个子节点，每个节点都可以是图形对象或容器。工具与平台：本书将主要基于C++语言，并会介绍一些常用的图形API，例如 OpenGL。OpenGL是一个跨平台的图形API，广泛应用于各种操作系统和硬件上，是学习图形编程的理想选择。本书将侧重于OpenGL的核心概念和功能，并展示如何在C++代码中调用OpenGL的函数来完成图形渲染任务。同时，我们也会提及其他可能的图形API或引擎，并说明它们与OpenGL的异同，但核心讲解将围绕OpenGL展开。本书适合的读者：本书适合以下人群：对图形编程充满热情，希望用C++实现视觉效果的开发者。已经具备C++基础，并希望深入学习对象导向编程在图形领域的应用的程序员。正在学习计算机图形学，希望将理论知识与实践相结合的在校学生。想要提升自身图形编程技能，构建更复杂、更精美图形应用的开发者。学习本书将收获：通过学习本书，读者将能够：深刻理解对象导向编程在图形设计中的核心价值。熟练运用C++语言构建和管理图形对象。掌握现代图形渲染管线的关键技术和原理。独立设计和实现各种2D和3D图形应用程序。编写出高效、可维护且易于扩展的图形代码。为进一步学习更高级的图形技术（如游戏引擎开发、计算机视觉等）打下坚实的基础。本书旨在成为您在C++图形编程道路上不可或缺的向导，引导您从零开始，逐步构建出令人惊叹的视觉世界。让我们一起，用代码描绘精彩！