唐荣锡， 汪嘉业， 彭群生 ，汪国昭编著CAD/CAM专业书籍：计算机图形学教程（修订版）

一.编者介绍

1.唐荣锡

唐荣锡先生，男，汉族，中共党员，1928年11月出生于上海，籍贯是安徽省歙县，享受政府特殊津贴、司局级待遇。1949年6月毕业于上海交通大学机械工程系，1949年7月至1949年9月经华东人民革命大学短期培训，1949年10月进大连大学俄语专修科学习俄文一年，1950年12月派遣到空军109部队，1951年10月调北京空军训练部编译科，1952年8月参与北京航空学院创建工作，期间于1956至1958年在莫斯科航空工艺学院飞机制造教研室进修。2000年3月离休。

上世纪70年代中，唐荣锡率先在国内开展CAD理论和技术研究，80年代初研制出中国第一个三维造型软件PANDA，为国内CAD/CAM技术领域培养了一大批顶尖人才。

唐荣锡所主持编著的《计算机图形学教程》《CAD/CAM技术》等是我国在CAD/CG领域的重要参考书，为国内飞机制造工艺、CAD/CAM技术研究奠定了重要基础。其中《计算机图形学教程》一书曾获1996年电子部全国优秀教材一等奖,并在Chinagraph2000大会上荣获中国计算机图形学成就奖。他是国务院学位委员会批准的第一批博士生导师。1983年获北京市教育系统先进工作者，1991年获航空航天部“有突出贡献专家”称号。 

2.汪嘉业

汪嘉业教授1937年出生于上海，籍贯苏州。1959年毕业于山东大学数学系计算数学专业。毕业后在山东大学数学系计算数学教研室任教，1981年开始在山东大学计算机科学系工作直到2002年退休。汪嘉业教授1965年前从事的学术方向为解偏微分方程差分方法。1963年至1965年在吉林大学进修，在李岳生教授指导下，学习空气动力学问题的解法。和齐东旭教授在同一讨论班共事两年。1970年至1971年在青岛红星船厂做船体数字放样工作，开始涉及自由曲线曲面构造及光顺的领域。1972年至1979年根据学校的安排，开始计算机硬件学习和研制，从事逻辑设计工作，参与了山东大学于1973年研制成的十万次小规模集成电路通用计算机的研制。1979年至1981年由国家派住英国作为访问学者访问University of East Anglia，接受Robin Forest教授的指导，从事CAD、自由曲线曲面和计算机图形学的学习和研究，在那里开始学习计算几何，同学有汪国昭、彭群生教授。

汪嘉业教授的研究方向涉及计算机图形学、计算机几何辅助设计及计算几何。发表论文八十余篇，和同行合作出版书两部--《计算机图形学教程》及《计算几何及应用》。研究的课题包括用代数方法对参曲线分类、自由曲线曲面构造、对三维点集作不可被平面分割的最少连线、椭球相交的代数条件、点云的分段、Voronoi图和Delaunay三角形分割的构造及估计、局部Delaunay三角形分割及三角形网格构造、图像压缩、图像插值、线段可见性及用最少圆分划两类不同点的近似算法。

汪嘉业教授目前担任《计算机辅助设计与图形学学报》编委，曾经任中国计算机学会理事及中国计算机学会计算机辅助设计与图形学专业委员会副主任。

3.彭群生

 彭群生，1947年5月出生，湖南新化人。1970年毕业于北京机械学院自动控制系，1978年考取北京航空航天大学研究生。属我国改革开放后由国家选派出国留学的第一批研究生， 1983年9月毕业于英国东安格利亚大学计算机科学系，获博士学位。10月回国，同年12月到浙江大学任教。曾任浙江大学CAD&CG国家重点实验室副主任、主任，现任实验室学术委员会副主任，数学系教授，博士生导师。任中国自动化学会CG/CAD专业委员会副主任,《计算机学报》、《软件学报》、《计算机科学与技术》(英文)、《CADDM》、《计算机辅助设计与图形学学报》、《浙江大学学报》(自然科学版)等期刊编委，浙江大学CAD&CG国家重点实验室、中国科学院CAD开放实验室学术委员。长期从事计算机图形学基础理论与算法、真实感图形绘制技术、计算机动画、科学计算可视化研究、红外成象仿真、产品信息模型,工程图纸的扫描识别与理解等。在国内外核心学术期刊和重要国际学术会议上发表论文200余篇。1988年，与研究生邵敏之合作撰写的有关光能辐射度新方法的论文被美国SIGGRAPH'88录用，从而实现了中国学者在这一国际最权威的图形学学术会议上"零"的突破。

4.汪国昭

汪国昭， 江西婺源人，1944年生于上海。浙江大学数学系教授，博士生导师，浙江大学计算机图象图形研究所所长。中国工业与应用数学学会几何设计与计算专业委员会主任。汪国昭于1963年至1968年间就读于浙江大学数学力学系应用数学专业，师从著名几何学家梁友栋，成为我国数学家苏步青的徒孙。1978年至1982年，他在浙江大学数学系攻读应用数学专业的硕士学位。在此期间，他还曾在英国东英格利亚大学的计算机研究学院和布鲁纳儿大学数学系作为访问学者进行学术交流。自1983年起，汪国昭在浙江大学任教，其间于1994至1995年在美国杨伯翰大学土木工程系的工程图形学实验室担任访问学者。自1986年起，他开始指导硕士研究生，1993年起指导博士研究生。截至目前，他已经培养了22名硕士研究生和13名博士研究生。汪国昭教授曾获得多项荣誉奖项，包括国家自然科学三等奖和多个省部级科技进步奖。

二.书籍介绍

2.1 内容 简 介

本书是讲述计算机图形学基本原理和算法的一本教材，是1990年4月版的修订本。全书共分十三章，包括常用的计算机图形设备的简单工作原理，直线和圆弧的生成算法，图形的各种变换、裁剪，层次结构，交互技术，光栅图形的扫描转换和区域填充，消隐，曲面，实体和特征造型，真实感图形绘制，计算机动画和科学计算可视化。

本书的特点是：取材比较系统、完整，重视基本原理和基础算法的阐述，注重实践环节与能力培养。为了便于复习和提高应用能力，各章都附有习题。全书力求条理清晰，内容实用，简明易懂，便于自学。作者长期在相关领域从事研究、应用开发和教学工作，经验丰富，写作严谨。

本书可作为高等院校相关专业的本科生、研究生学习计算机图形学的教材，对从事计算机辅助设计和计算机图形学技术工作的广大科技人员也有较大参考价值。

2.2 修订版前言

本书是1990年4月版的修订本。该版前后印刷了7次。由于取材全面，内容严谨，该书被很多学校和研究所选为本科生和研究生的计算机图形学教材，并被指定为有关专业2000年前自学考试的参考书。该书曾于1995年获得电子工业部优秀图书一等奖。

10年前本书初版时，国内有关图形学的教材和参考资料还很少。现在情况已经有了很大的变化。随着微机的日益普及，以AutoCAD和3DStudio为代表的一批高性能、低价位的计算机图形和动画软件已成为人们最为常用的软件。CAD取代了传统的手工设计，建筑院全面采用计算机生成的渲染图作为投标用的设计效果图。在文化娱乐方面，国外进口大片中的特技镜头使观众惊心动魄之余，领略到图形高技术的神奇魅力。电脑游戏的趣味性和刺 激性使参与者完全沉浸在用计算机图形交互技术营造的虚拟环境中。每日电视中插播的形形色 色的广告中，不时可以欣赏到纯三维的计算机动画片断。显然，时至今日，CAD和图形学已不再是一个陌生的名词。走进书店，装帧精美的各种图形软件使用说明书琳琅满目，均称可以无师自通。要想找图形程序，C语言、C++语言的各种著作也很多，而且附有源程序光盘。在这种情况下，图形学教材应该怎样写才好？

我们认为，一本好的教材应该系统准确地讲述该学科所需的基础知识和基本概念，内容安排有较广的适应面，能满足各类专业的基本教学需要；注重实践环节，用典型算法和习题启迪读者的思维，培养其独立研究工作的能力；及时反映该学科领域的发展动向，开阔读者眼界，适应高新技术的快速发展。基于上述考虑，我们保留了原书中内容相对较稳定的基础性、原理性章节，即第三、四、七、八、九章。第九章增加了一节“有理形式的曲线曲面”，因为NURBS非均匀有理B样条已经成为CAD中产品形状数字化描述的一种通用标准表达形式。这些章节里的算法也在不断精化，新发表的程序更加精练，计算速度更快。但是我们觉得保留一些经典性的算法，介绍一些早期的原始构思并非无益。

原书的其它章节，即第一、二、五、六章都因内容有较大变化而重新写过。原书中的第十章增补了有关特征造型和参数化设计的内容。关于真实感图形的第十一章和第十二章合并为一章，着重介绍基本光照明模型和实用的真实感图形绘制技术，包括光线跟踪算法，光能辐射度方法，纹理映射技术等。鉴于计算机动画和科学计算可视化已成为计算机图形学最为成功的两大应用领

域，新版增设了第十二章和第十三章，分别介绍这两个领域所涉及的基本概念，基本算法及其最新研究动向，力求使读者对这两个分支领域有一全面的了解。

本书可作为本科生和研究生的教材，每章都附有习题。在上机练习时，较基础的内容可以在Windows环境下用C语言编程。更深入的习题可以使用OpenGL图形库。经过实践的检验，原来制定的计算机图形国际标准，如GKS和PHIGS，并未真正得到推广，而OpenGL则成为当前公认的工业标准，为工业部门广泛采用。

本书的编写分工前九章未变。第一章由北京航空航天大学唐荣锡执笔，第二章由山东大学宁飞执笔，第三、四、五、六、八章由山东大学汪嘉业执笔，第七、九章由浙江大学汪国昭执笔。最后四章由浙江大学CAD&CG国家重点实验室高曙明、鲍虎军、金小刚和陈莉分头执笔，并由彭群生修改定稿。

浙江大学彭群生、鲍虎军、金小刚于1999年撰写了《计算机真实感图形的算法基础》（科学出版社出版）一书，内容有：光照明模型原理、简单画面绘制、光线跟踪算法、纹理映射技术、辐射度方法、真实感图形的实时绘制技术、自然景物模拟、颜色等，共60多万字。内容比较系统、深入，可作为本书的后续教材或科研参考资料。

衷心感谢广大读者对本书第一版所提的种种改进建议，并希望新版能继续得到各位同行的支持和批评指正。

作 者

2000年5月

2.3 目录