前言

图形与图像在可视信息处理领域是两个既相互联系又相互区别的概念，由此形成了计算机图形学和数字图像处理两个学科。这两个学科的发展都非常迅速，并且与国民经济和人们的日常生活密切相关，于是众多高校均开设了“计算机图形学”和“图像处理”这两门课程，尤其对于电子信息工程、计算机、自动控制等相关专业，这两门课程更是重要的专业课，两者各自都有自身的前导与后续课程，自成体系。

然而，随着学科的发展，图形和图像已经出现了相互融合的发展趋势，图形学中的真实感显示、纹理贴图，图像处理中的矢量化、图像绘制等都体现出两门学科交叉的新特点。将两个学科的知识融会贯通并传授给学生，已经成为学科发展的必然。

另外一方面，在长期的教学实践中，根据社会对人才培养的反馈，常常有这样的教学需求：由于专业课程体系的不同和学时数的限制，无法开设两门课程所需要的前导课程，但是又需要同时掌握图形学和图像处理的知识，这就对广大的教育工作者提出了新的挑战。

迎接挑战的方法就是将图形学和图像处理的知识综合教学，同时降低两门课程的前导知识壁垒，在课堂上实现图形与图像的融合。本书正是基于上述目的而编著的，它不仅体现了学科发展的要求，也反映了人才培养的导向。

全书以介绍计算机图形学和图像处理的基本理论、基本方法和基本技能为主，不涉及具体图形图像处理商用软件的操作。在内容组织上既注重了两个知识体系的系统性和互补性，同时又刻意淡化了相关内容对前导知识的要求，降低门槛，扩大受众面。

本书第1章和第2章主要介绍了图形和图像的基本概念，以及两者的公共基础知识，包括光学基础、视觉基础、硬件基础和软件基础。第3～5章主要讲述计算机图形学的相关知识，按照由浅入深的原则分别介绍基本图元生成、图形显示技术、图形交互技术，以及图形软件标准。第6～10章主要讲述图像处理的相关知识，按照图像处理的流程和难易程度，依次介绍了图像数字化、图像数学描述、图像变换、图像增强、图像恢复和图像分割。

由于本书是面向教学的教材，因此在内容的组织上不仅注重了理论知识的掌握，更强调了实践能力的培养，书中给出了许多算法的程序实现框图，能够帮助读者通过编程体会到应用知识的乐趣。同时，根据长期教学过程中获得的经验，本书在一些教学难点上做出了相应的铺垫和强调，以帮助学生理解，如画线算法的优化、图像统计描述的直观含义、采样点降低后图像的实际显示效果、直方图均化的程序实现等。

通过两年的讲义试用，本书既可以作为图形图像综合讲授的教材；同时，第1～5章的内容也可以独立构成“计算机图形学”课程，第1、第2、第6～10章可以独立构成“图像处理”课程，应用方式十分灵活。

本书的编著是众多人员辛勤劳动的结果，唐波编写了第1、第2、第6～9章的内容，马伯宁编写了第3、第5章和第4章的部分内容，邹焕新编写了第10章的内容，鲁敏编写了第4章的部分内容。特别需要感谢国防科技大学电子科学与工程学院孙即祥教授，孙教授不仅学术造诣高深，更是持之以恒地关心、提携年轻教师。本书的编著得到了孙教授的悉心指导，在孙教授的同意下，部分章节内容取自他所编著的《图像处理》一书，这反映出老教授高尚的品格和无私的情怀。众多学生在讲义试用阶段提出了许多宝贵的意见和建议，在此一并表示感谢。此外，还要感谢电子工业出版社的陈晓莉编辑，没有她高效而细致的工作，就没有本书的出版。

最后的感谢要送给我的妻子和儿子，妻子在我身后的默默支持是本书得以完成的持续动力，而一看到儿子那天真无邪的笑容，伏案工作的辛苦便烟消云散。

尽管已尽最大努力力图编著一本“完美”的教材，但由于受到学科快速发展和编者学术水平的制约，总会有些许遗憾，书中肯定还存在错误和不妥之处，恳请读者批评指正。

唐波

2010年10月

于湖南长沙