《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)》教學(xué)大綱

1、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)大綱一、課程基本信息 1課程中文名稱：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)2課程英文名稱：Computer Graphics3課程類別：任選4適用專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)5總學(xué)時(shí)：54學(xué)時(shí)（其中理論36學(xué)時(shí)，上機(jī)18學(xué)時(shí)）6總學(xué)分：3二、本課程在教學(xué)計(jì)劃中的地位、作用和任務(wù)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的專業(yè)選修課，它是研究怎樣用計(jì)算機(jī)生成、處理和顯示圖形的學(xué)科。由于圖形用戶界面已經(jīng)成為一個(gè)軟件的重要組成部分，以圖形的方式來表示抽象的概念或數(shù)據(jù)（可視化）已經(jīng)成為信息領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)置本課程的目的就在于讓學(xué)生了解和掌握?qǐng)D形學(xué)的基本概念、方法和技術(shù)，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)圖形處理系統(tǒng)的組成及工作原理

2、，并具備一定的圖形應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)能力。三、理論教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)基本要求1第一章 引論（2學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)概述；計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)領(lǐng)域和發(fā)展；計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用及當(dāng)前的研究動(dòng)態(tài)教學(xué)基本要求：了解計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的有關(guān)概念以及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用及當(dāng)前的研究動(dòng)態(tài)。教學(xué)重點(diǎn)：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域及研究動(dòng)態(tài)教學(xué)難點(diǎn)：使學(xué)生建立起對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的初步認(rèn)識(shí)，以及與生活中所見所聞的事物的聯(lián)系2第二章 圖形輸入/輸出設(shè)備（2學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：圖形輸入設(shè)備；圖形顯示設(shè)備；硬拷貝輸出設(shè)備教學(xué)基本要求：理解常見的圖形輸入輸出設(shè)備的構(gòu)造及工作原理。教學(xué)重點(diǎn)：光柵顯示設(shè)備的工作原理教學(xué)難點(diǎn)：常見的圖形輸入

3、輸出設(shè)備的構(gòu)造及工作原理3第三章 光柵掃描圖形學(xué)（6學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：直線生成算法；圓與橢圓的生成算法；實(shí)區(qū)域的掃描轉(zhuǎn)換；區(qū)域填充；字符的顯示；屬性控制；圖形反走樣基礎(chǔ)教學(xué)基本要求：理解和掌握直線段、圓、橢圓的生成算法，理解并掌握多邊形填充的常用算法，理解字符是如何顯示的，及常見的圖元屬性是如何控制的，了解常見的圖形反走樣技術(shù)。教學(xué)重點(diǎn)：DDA算法；Bresenham畫直線及畫圓算法；有序邊表算法及邊標(biāo)志算法；種子填充算法；掃描線種子填充算法；字符顯示教學(xué)難點(diǎn)：Bresenham畫直線及畫圓算法，有序邊表算法，掃描線種子填充算法，字符顯示的基本原理4第四章 裁剪（4學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：裁剪直線段的算

4、法；裁剪多邊形的算法；字符的裁剪教學(xué)基本要求：理解和掌握直線段和多邊形裁剪的常用算法。教學(xué)重點(diǎn)：Cohen-Sutherland算法，Cyrus-Beck算法，Sutherland-Hodgman（逐邊裁剪算法）算法，Weiler-Atherton算法的理解和掌握教學(xué)難點(diǎn)：Cyrus-Beck算法，Weiler-Atherton算法的基本原理及實(shí)現(xiàn)5第五章 圖形幾何變換（4學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：齊次坐標(biāo)；窗口視圖區(qū)變換；二維圖形變換；三維圖形變換教學(xué)基本要求：掌握齊次坐標(biāo)系的概念, 掌握窗口和視區(qū)的概念，了解如何進(jìn)行窗口至視區(qū)的坐標(biāo)變換,掌握二維（三維）幾何變換原理和變換矩陣。教學(xué)重點(diǎn)：二維圖形的變

5、換；三維圖形的變換教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)任意物體作三維的變換6第六章 形體的投影變換（4學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：概述平行投影；透視投影；視圖變換教學(xué)基本要求：掌握有關(guān)投影的基本概念； 掌握透視投影與平行投影變換的矩陣表示，掌握視圖變換的方法。教學(xué)重點(diǎn)：正軸測(cè)投影，透視投影，視圖變換的基本原理教學(xué)難點(diǎn)：透視投影，視圖變換的運(yùn)用7第七章 曲線（4學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：曲線的基礎(chǔ)知識(shí)；常用參數(shù)曲線教學(xué)基本要求：了解曲線的常用表示方法以及用參數(shù)法表示曲線的優(yōu)點(diǎn)，了解常用的曲線的構(gòu)造方法。教學(xué)重點(diǎn)：Bezier曲線，B樣條曲線生成的基本原理及相應(yīng)的特性教學(xué)難點(diǎn)：B樣條曲線生成的基本原理8第八章 曲面（4學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：曲面的基

6、礎(chǔ)知識(shí)；常用參數(shù)曲面教學(xué)基本要求：了解曲面的常用表示方法以及相關(guān)的基本概念，了解常用的曲面的構(gòu)造方法。教學(xué)重點(diǎn)：Bezier曲面，B樣條曲面生成的基本原理及相應(yīng)的特性教學(xué)難點(diǎn)：Bezier曲面的構(gòu)造及性質(zhì)；B樣條曲面的構(gòu)造及性質(zhì)9第九章 隱藏線和隱藏面（3學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：概述；隱藏線的消除算法；隱藏面的消除算法教學(xué)基本要求：了解常見的隱藏線和隱藏面的消除算法教學(xué)重點(diǎn)：隱藏線的消除算法；消除隱藏面的畫家算法的基本思想。教學(xué)難點(diǎn)：Roberts算法；畫家算法的深度優(yōu)先集建立方法10第十章 真實(shí)感圖形的繪制（3學(xué)時(shí)）教學(xué)內(nèi)容：簡(jiǎn)單的光照明模型；基于簡(jiǎn)單光照明模型的多邊形繪制；透明和陰影；物體的紋理顯

7、示教學(xué)基本要求：了解常簡(jiǎn)單光照明模型，了解如何產(chǎn)生透明效果；了解如何產(chǎn)生陰影；了解物體的紋理如何顯示。教學(xué)重點(diǎn)：簡(jiǎn)單的光照明模型；基于簡(jiǎn)單光照明模型的多邊形繪制教學(xué)難點(diǎn)：透明和陰影；物體的紋理的理解四、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與要求（簡(jiǎn)要說明，詳見實(shí)驗(yàn)課大綱）本課程的可實(shí)踐性很強(qiáng)，因此學(xué)生所學(xué)內(nèi)容可以通過將算法編程實(shí)現(xiàn)得到練習(xí)和鞏固，為此與理論課同步安排18學(xué)時(shí)的實(shí)踐教學(xué)。實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容作為作業(yè)予以布置，通過上機(jī)予以指導(dǎo)與驗(yàn)收，并進(jìn)行討論總結(jié)。五、考核方式考查六、成績(jī)?cè)u(píng)定期末考查成績(jī)占70%，平時(shí)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)成績(jī)占30%七、本課程對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的措施通過編程實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力。八、教材與參考書教 材：張全伙，張劍達(dá)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004年參考書