在Windows平台上进行3D图形编程是一项复杂而富有挑战性的任务，尤其当涉及到Web浏览器中的3D图形渲染时。
本文将深入探讨Windows3D图形编程的核心技术和应用，重点关注使用WPF（WindowsPresentationFoundation）和C#语言实现的3D功能。
WPF是.NETFramework的一部分，它为开发人员提供了一个丰富的用户界面平台，支持2D和3D图形、媒体集成以及文本处理。
WPF的3D功能允许开发者构建复杂的3D场景，通过硬件加速提供流畅的性能，这对于创建交互式应用程序或游戏至关重要。
1.**3D建模基础**：在Windows3D编程中，首先需要理解基本的3D建模概念，如顶点、边、面和网格。
开发者可以使用各种3D建模软件（如Blender或3DSMax）创建模型，然后将其导出为常见的3D文件格式（如OBJ或FBX），以便在WPF中加载和渲染。
2.**XAML与3D元素**：WPF的3D特性主要通过ExtensibleApplicationMarkupLanguage(XAML)来定义和布局。
3D元素，如`Model3D`、`GeometryModel3D`和`Viewport3D`，用于创建3D对象、几何形状和视口。
例如，`GeometryModel3D`定义了3D形状的几何体，而`Material`属性则控制其表面外观。
3.**视图与投影**：在3D空间中，视图和投影是至关重要的概念。
视图定义了观察者在3D空间的位置，而投影则决定了如何将3D对象转换为2D屏幕上的像素。
WPF提供了正交投影和透视投影两种方式，分别适用于不同类型的3D场景。
4.**光照与材质**：为了使3D对象看起来更加真实，必须考虑光照和材质。
WPF支持多种光源类型，如环境光、点光源和聚光灯。
材质定义了物体表面如何反射和吸收光，包括颜色、镜面高光和环境贴图等属性。
5.**动画与交互**：利用WPF的`Storyboard`和`Timeline`类，可以为3D对象创建平滑的动画效果。
同时，通过响应鼠标和键盘事件，可以让用户与3D场景进行交互，实现旋转、缩放和拖动等操作。
6.**性能优化**：尽管WPF的3D渲染是硬件加速的，但仍然需要关注性能优化。
减少不必要的计算、适当使用剪裁平面、合理组织3D对象的渲染顺序以及利用硬件纹理和实例化技术，都可以提升3D应用的运行效率。
7.**C#编程**：在XAML之外，C#代码用于处理逻辑和交互。
通过`DependencyProperty`和`INotifyPropertyChanged`接口，可以实现视图与模型之间的数据绑定，使3D对象的状态实时更新。
8.**Web浏览器中的3D图形**：虽然标题提到“在浏览器中显示三维图形”，但WPF主要用于桌面应用程序开发。
要在Web浏览器中实现3D图形，通常会使用WebGL，这是一个基于OpenGL标准的JavaScriptAPI，适用于HTML5。
Windows3D图形编程结合了WPF的强大功能和C#的灵活性，为开发者提供了构建丰富3D应用程序的工具。
从基础的3D建模到复杂的交互设计，都需要深入理解和实践这些关键技术，才能创作出引人入胜的3D体验。

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本书在广泛结合OpenGL并注重图形应用编程的基础上，介绍了计算机图形学的经典核心体系：图形系统、二维图形生成、几何变换、二维与三维观察、三维对象（实体造型与曲线曲面）、真实感图形技术、交互技术及动画。
本书主要介绍计算机图形学经典理论知识，同时每一章都给出一至两个OpenGL编程实例来帮助读者更好地理解相关知识与技术，使读者能快速掌握如何生成二维图形与三维图形。
书后有两个附录，分别为含有8个实验的课程实验指导与3套模拟试题及其答案。
目录第1章计算机图形学概述1.1什么是计算机图形学1.2计算机生成的图片用在哪里1.2.1艺术、娱乐和出版行业1.2.2计算机图形学、感知和图像处理1.2.3过程监视1.2.4仿真显示1.2.5计算机辅助设计1.2.6科学分析与体可视化1.3计算机图形学中制作图像的基本元素1.3.1折线1.3.2文本1.3.3填充区域1.3.4光栅图像1.3.5光栅图像的灰度和色彩表达1.4图形显示设备1.4.1线画显示1.4.2光栅显示器1.4.3视频卡/3D加速器1.4.4其他的光栅显示设备1.4.5硬拷贝光栅设备1.5图形输入的基本单元和设备1.5.1逻辑上的输入图形基元类型1.5.2物理输入设备的类型本章小结本章习题进一步阅读第2章OpenGL绘图入门2.1生成图像初步2.1.1设备无关的编程和OpenGL2.1.2窗口的编程2.1.3如何打开一个窗口画图2.2OpenGL的基本图形元素2.2.1几个点丛绘制的例子2.3OpenGL中的直线绘制2.3.1绘制折线和多边形2.3.2使用moveTo（）和lineTo（）绘制线段2.3.3绘制边校正的矩形2.3.4边校正矩形的长宽比2.3.5填充多边形2.3.6OpenGL中的其他图形元素2.4与鼠标和键盘的交互2.4.1用鼠标交互2.4.2键盘交互2.5程序中的菜单设计与使用本章小结案例分析进一步阅读第3章更多的绘图工具3.1概述3.2世界窗口和视口3.2.1窗口到视口的映射3.3裁减线3.3.1如何裁减一条线3.3.2Cohen-Sutherland裁减算法3.4正多边形、圆和圆弧3.4.1正多边形3.4.2正n边形的变种3.4.3绘制圆弧和圆3.4.4曲线的逐次细化3.5曲线的参数形式3.5.1曲线的参数形式3.5.2绘制参数曲线3.5.3极坐标形状本章小结案例分析进一步阅读第4章图形学中的向量工具4.1概述4.2向量回顾4.2.1向量基本运算法则4.2.2向量线性组合4.2.3向量的度量和单位向量4.3点积4.3.1点积的性质4.3.2两个向量的夹角4.3.3b·c的符号和正交性4.3.4二维正交向量4.3.5正交投影和点到直线的距离4.3.6投影的应用：反射4.4两个向量的叉积4.4.1叉积的几何解释4.4.2求平面的法向量4.4.3判断平面多边形的凸性4.5重要几何对象的表示4.5.1坐标系统和坐标框架4.5.2点的仿射组合4.5.3两个点的线性插值4.5.4使用内插的艺术和动画4.5.5预览：用二次、三次内插生成贝塞尔曲线4.5.6表示直线和平面4.6求两个线段的交点4.6.1直线求交的应用：过三点的圆4.7直线和平面求交及裁剪4.8多边形求交问题4.8.1处理凸多边形和凸多面体4.8.2射线与凸多边形的交点以及裁剪问题4.8.3Cyrus-Beck裁剪算法4.8.4更高级的裁剪问题本章小结案例分析进一步阅读第5章物体变换5.1概述5.2几何变换初步52.1点和物体变换5.2.2仿射变换5.2.3二维基本仿射变换的几何效果5.2.4仿射变换的逆变换5.2.5组合一个仿射变换5.2.6二维组合变换的实例5.2.7仿射变换的一些有用的性质5.3三维仿射变换5.3.1基本三维变换5.3.2组合一个三维仿射变换5.3.3旋转的组合5.34总结三维仿射变换的性质5.4如何实现坐标系变换5.5在程序中使用仿射变换j.5.1为后面的使用保存CT5.6使用OpenGL绘制电维场景5.6.1观察过程和图形绘制管道概述5.6.2OpenGL中的建模和视点工具5.6.3用OpenGL绘制基本形状5.6.4使用sDI。
从文件中读取一个场景的描述本章小结案例分析进一步阅读第6章使用多边形网格建

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