本书是计算机图形学基础教程（第3版）的姊妹篇。编写原则是将计算机图形学的原理与具体实践相结合起来，培养“懂算法、会编程”的应用型人才。本书选用面向对象程序设计语言C++编写计算机图形学算法，开发平台是VisualStudio2022的MFC。MFC仅用于制作一个画布，用绘制像素点函数来展示计算机图形学的算法实现效果。作为首批国家级一流课程“计算机图形学”的负责人，笔者历时十多年，用C++语言编写了计算机图形学算法类，搭建了一个U3DS三维图形学系统。U3DS三维图形学系统用三维动画的方式展示绘制效果，共给出了50个算法案例。本书给出的光栅化图元算法主要包括直线和多边形（尤其是三角形）算法，重点是直线的整数Bresenham算法和三角形重心坐标填充算法；图形几何变换算法主要包括二维、三维变换算法，重点是三维变换算法，这是让三维模型动起来的算法；投影消隐算法包括透视投影算法、背面剔除算法、Z-Buffer算法、画家算法，重点是Z-Buffer算法，这是面消隐的通用算法。根据市场对图形学人才的需求，主要关注真实感图形的绘制能力。本书将建模和渲染作为了重点教学内容。建模方面，使用双三次Bezier曲面构建了Utah茶壶，在茶壶前后宽阔的表面上展示计算机图形学渲染算法的绘制效果；渲染方面，开发了Blinn-Phong反射光模型、Cook-Torrance物理模型，编写了GouruadShader和PhongShader光照模型、绘制了茶壶的漫反射贴图、高光贴图、法线贴图、视差贴图和环境贴图。本书模块化强、代码统一、注释规范。读者通过观看各个案例的微课视频讲解，可以编程绘制彩图展示的效果图。本书不仅可以作为本科生和研究生学习计算机图形学的案例化教材、也可以作为实验和课程设计教材，还可以供从事游戏开发和三维重建的程序员自学使用。