計算機圖形學(xué)教案

1、裝訂第一頁太原理工大學(xué)教學(xué)計劃課程：計算機圖形學(xué)學(xué)期：2013/14學(xué)年的第一學(xué)期課時：理論52，實驗12教材：計算機圖形學(xué)基礎(chǔ)課程計算機圖形學(xué)實踐課程老師：孔令德蘇靜李莉雅太原理工大學(xué)教學(xué)計劃課程章節(jié)第一章引言第一課教學(xué)時間：2013年9月2日類別1020541和1020542教學(xué)類型：理論課討論課、實踐課和習(xí)題課教學(xué)目標(biāo)(知識教學(xué)和能力發(fā)展)1.了解計算機圖形學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域。掌握光柵掃描顯示的工作原理3.理解計算機圖形學(xué)的概念。應(yīng)用：感興趣的學(xué)生可以學(xué)習(xí)應(yīng)用變形圖形處理方法5.學(xué)會用立體視覺看立體畫教學(xué)內(nèi)容(指出重點和難點)課堂教學(xué)設(shè)計與教學(xué)方法1.1計算機圖形學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域二，1.2計算機圖

2、形學(xué)的概念關(guān)鍵3.1.3計算機圖形學(xué)相關(guān)學(xué)科1.4計算機圖形學(xué)的建立和發(fā)展四.1.5圖形顯示的發(fā)展和工作原理本文介紹了各種顯示器的原理：隨機掃描顯示器、直視存儲管顯示器、光柵掃描顯示器、液晶顯示器和三維顯示器，重點介紹了光柵掃描。強調(diào)V.1.6圖形軟件標(biāo)準(zhǔn)的形成1.7計算機圖形學(xué)的最新技術(shù)難點六.本課的總結(jié)1.幻燈片放映，啟發(fā)2.解釋和添加例子，并演示大量的動畫作品3.解釋理論與生活實踐的結(jié)合4.講座與實踐相結(jié)合，舉例說明5.生活實例介紹、原理分析、講座和插圖6.讓學(xué)生在短時間內(nèi)觀看立體繪畫，講解觀看技巧，提高學(xué)習(xí)興趣7.討論并進入電腦思考，家庭作業(yè)1.思考：反走樣(平滑)的方法，細(xì)節(jié)層次和I

3、BR的異同2.家庭作業(yè)：練習(xí)1-1，1-11，1-13參考文獻：1孫廣佳，胡世民。計算機圖形學(xué)基礎(chǔ)課程M。北京：清華大學(xué)出版社，2005。2薩瑟蘭伊萬.Sketchpad:A人機圖形通信系統(tǒng)D。美國計算機學(xué)會春季聯(lián)合計算機會議論文集，底特律，密歇根州，1963年5月，第2:329 346卷。太原理工大學(xué)教學(xué)計劃課程章節(jié)第二章MFC繪圖基礎(chǔ)第二課教學(xué)時間：2013年9月5日類別1020541和1020542教學(xué)類型：理論課討論課、實踐課和習(xí)題課教學(xué)目標(biāo)(知識教學(xué)和能力發(fā)展)1.了解Visual C 6.0可視化平臺2的基礎(chǔ)知識。掌握OnDraw()函數(shù)的用法3.理解面向?qū)ο缶幊痰幕靖拍?。?yīng)用：

4、筆刷和筆刷功能以及雙緩沖的使用5.學(xué)習(xí)使用兩種映射模式的方法教學(xué)內(nèi)容(指出重點和難點)課堂教學(xué)設(shè)計與教學(xué)方法一、2.1面向?qū)ο缶幊痰幕A(chǔ)二、2.2 MFC計算機操作步驟三.2.3 MFC的基本繪圖功能2.3.1 CDC類結(jié)構(gòu)和GDI對象2.3.2映射模式為了理解映射模式，可以使用兩種方法：設(shè)置視口和設(shè)置窗口難度2.3.3使用GDI對象強調(diào)畫筆和畫筆功能；了解雙緩沖機制；四.本課的總結(jié)1.幻燈片放映，啟發(fā)2.現(xiàn)場解釋理論和程序3.可執(zhí)行文件演示4.講座與實踐相結(jié)合，舉例說明5.生活實例介紹、原理分析、講座和插圖6.讓學(xué)生在平臺上編寫一小段簡單的函數(shù)，講解方法，增加興趣7.討論并進入電腦思考，家庭

5、作業(yè)1.思考：不要用畫筆和畫筆來畫一個矩形。請解釋系統(tǒng)默認(rèn)的邊界顏色和填充顏色。2.思考：先畫一個小橢圓，然后畫一個大的矩形覆蓋它，我們?nèi)绾卧诰匦沃酗@示橢圓？他們的角色是什么？如何畫一個沒有邊界的紅色圓圈？3.思考：在使用方法上，庫畫筆和自定義畫筆以及自定義畫筆有什么不同？4.家庭作業(yè)：練習(xí)2-4，2-5參考文獻：1鄭亞琦，丁友和。visual c+應(yīng)用教程M。北京：人民郵電出版社，2008。孔令德。計算機圖形學(xué)基礎(chǔ)課程(Visual C版)M。北京，清華大學(xué)出版社，2008。太原理工大學(xué)教學(xué)計劃課程章節(jié)第二章MFC繪圖基礎(chǔ)(續(xù))第三課教學(xué)時間：2013年9月9日類別1020541和10205

6、42教學(xué)類型：理論課討論課、實踐課和習(xí)題課教學(xué)目標(biāo)(知識教學(xué)和能力發(fā)展)1.了解疾控中心2級的成員職能。掌握成員函數(shù)的使用，如繪制像素、矩形和橢圓形3.了解雙緩沖機制的位圖功能和文本功能。應(yīng)用：各種繪圖功能的正確使用5.學(xué)習(xí)MFC繪圖的幾種方法。6.能夠使用繪圖功能繪制復(fù)雜的圖形教學(xué)內(nèi)容(指出重點和難點)課堂教學(xué)設(shè)計與教學(xué)方法一、2.3.4繪制疾控中心類成員函數(shù)要點1.繪制像素并獲得像素2.畫一條直線段并畫一個矩形函數(shù)3.畫橢圓和畫橢圓弧4.繪制扇形和多邊形的功能5.路徑層函數(shù)6.繪制貝塞爾樣條函數(shù)7.位圖操作功能8.文本功能二.2.3.5雙緩沖機制困難三.2.3.6設(shè)備上下文的調(diào)用和釋放2.

7、3.7MFC繪制MFC的幾種方法四.本課的總結(jié)1.幻燈片放映，啟發(fā)2.現(xiàn)場解釋理論和程序3.繪圖成員函數(shù)的源代碼和可執(zhí)行文件演示4.講座與實踐相結(jié)合，舉例說明5.介紹生活實例，如陰陽魚、汽車標(biāo)志等。分析原理，教授和說明6.討論并進入電腦思考，家庭作業(yè)1.思考：如何使用雙緩沖機制來實現(xiàn)動畫，為什么不刷新屏幕？2.思考：拼接三次貝塞爾曲線時我應(yīng)該注意什么？3.家庭作業(yè)：練習(xí)2-6，2-7參考文獻：1鄭亞琦，丁友和。visual c+應(yīng)用教程M。北京：人民郵電出版社，2008?？琢畹?。計算機圖形學(xué)基礎(chǔ)課程(Visual C版)M。北京，清華大學(xué)出版社，2008。太原理工大學(xué)教學(xué)計劃課程章節(jié)第三章基本

8、圖形的掃描和轉(zhuǎn)換第四課教學(xué)時間：2013年9月12日類別1020541和1020542教學(xué)類型：理論課討論課、實踐課和習(xí)題課教學(xué)目標(biāo)(知識教學(xué)和能力發(fā)展)1.理解掃描轉(zhuǎn)換的基本概念。掌握使用設(shè)定像素()函數(shù)繪制像素3.了解直線掃描轉(zhuǎn)換算法的原理。應(yīng)用：通過基本原理擴展到彩色直線段的掃描轉(zhuǎn)換5.學(xué)習(xí)使用拉格朗日線性插值方法繪制彩色直線段和直線段繪制封閉圖形的算法教學(xué)內(nèi)容(指出重點和難點)課堂教學(xué)設(shè)計與教學(xué)方法一、3.1直線的掃描轉(zhuǎn)換3.1.1算法原理主要步驟是：(1)根據(jù)直線的斜率確定主位移方向；(2)中點誤差項的遞推公式；(3)中點誤差項的初始值。強調(diào)3.1.2構(gòu)造中點誤差項3.1.3遞歸公式

9、3.1.4畫一條任意斜率的直線二、擴展1:彩色直線段掃描轉(zhuǎn)換算法難點給定直線段兩個頂點的坐標(biāo)和顏色值，拉格朗日線性插值方法可以實現(xiàn)直線段顏色從起點到終點的平滑過渡。擴展2:用直線段繪制封閉圖形的算法困難三.本課的總結(jié)1.幻燈片放映，啟發(fā)2.現(xiàn)場解釋理論和程序3.可執(zhí)行文件演示4.講座與實踐相結(jié)合，舉例說明5.大型程序運行案例，解釋原理，解釋代碼，擴展原理6.討論并進入電腦思考，家庭作業(yè)1.思考：當(dāng)用插值法畫一條直線時，t值是多少，屏幕上的像素不會重疊？2.家庭作業(yè)：練習(xí)3-1，3-2，3-3，3-8參考文獻：盧峰，何云峰。計算機圖形學(xué)基礎(chǔ)(第二版)m。北京：電子工業(yè)出版社，2010。2布列森漢

10、.數(shù)字繪圖儀的計算機控制算法J.IBM系統(tǒng)雜志。1964(4):2530。太原理工大學(xué)教學(xué)計劃課程章節(jié)第三章基礎(chǔ)圖形的掃描變換(續(xù))第五課教學(xué)時間：2013年9月16日類別1020541和1020542教學(xué)類型：理論課討論課、實踐課和習(xí)題課教學(xué)目標(biāo)(知識教學(xué)和能力發(fā)展)1.理解掃描轉(zhuǎn)換的基本概念。2.掌握第八種方法畫圓和第四種方法畫橢圓的原理3.理解圓和橢圓算法的誤差項和遞推公式。應(yīng)用：學(xué)習(xí)基本原理，用MFC畫圓和橢圓5.學(xué)習(xí)計算橢圓弧中任意點的法向量和橢圓下半部分誤差項的初始值教學(xué)內(nèi)容(指出重點和難點)課堂教學(xué)設(shè)計與教學(xué)方法一、3.2圓掃描轉(zhuǎn)換3.2.1算法原理八角法畫圓算法要點 3.2.2

11、構(gòu)造中點誤差項3.2.3遞歸公式二、3.3橢圓的掃描轉(zhuǎn)換3.3.1算法原理基于四分法的橢圓繪制算法：重點3.3.2構(gòu)造上部一的中點誤差項3.3.3第一部分的遞歸公式3.3.4構(gòu)造下部二的中點誤差項橢圓弧上任意一點的法向量和橢圓下半部分誤差項的初始值難度3.3.5下半年遞歸公式二三.本課的總結(jié)1.幻燈片放映，啟發(fā)2.現(xiàn)場解釋理論和程序3.可執(zhí)行文件演示4.講座與實踐相結(jié)合，舉例說明5.大型程序運行案例，解釋原理，解釋代碼，擴展原理6.討論并進入電腦思考，家庭作業(yè)1.思考：如果用圓方程直接畫圓，如果用橢圓的極坐標(biāo)方程直接畫圓，哪種方法比Bresenham算法更有效？2.家庭作業(yè)：3-5，3-6參考

12、文獻：盧峰，何云峰。計算機圖形學(xué)基礎(chǔ)(第二版)m。北京：電子工業(yè)出版社，2010。孫、胡世民。計算機圖形學(xué)基礎(chǔ)課程M。北京：清華大學(xué)出版社，2005。太原理工大學(xué)教學(xué)計劃課程章節(jié)第三章基礎(chǔ)圖形的掃描變換(續(xù))第六課教學(xué)時間：2013年9月23日類別1020541和1020542教學(xué)類型：理論課討論課、實踐課和習(xí)題課教學(xué)目標(biāo)(知識教學(xué)和能力發(fā)展)1.了解抗鋸齒技術(shù)的基本概念和應(yīng)用領(lǐng)域。掌握吳反走樣算法的原理3.了解吳抗鋸齒4中相鄰像素的顏色計算方法。應(yīng)用：通過基本原理，MFC將用于繪制抗鋸齒直線段5.學(xué)習(xí)顏色直線段的抗鋸齒教學(xué)內(nèi)容(指出重點和難點)課堂教學(xué)設(shè)計與教學(xué)方法一. 3.4抗鋸齒技術(shù)二、

13、3.5吳抗鋸齒算法3.5.1算法原理要點3.5.2構(gòu)建距離誤差項3.5.3計算機化。3.5.4彩色直線段的抗鋸齒基于背景顏色的第八象限彩色直線段上下相鄰像素的顏色計算方法難度三.本課的總結(jié)1.幻燈片放映，啟發(fā)2.現(xiàn)場解釋理論和程序3.可執(zhí)行文件演示4.講座與實踐相結(jié)合，舉例說明5.大型程序運行案例，解釋原理，解釋代碼，擴展原理6.討論并進入電腦思考，家庭作業(yè)1.思考：游戲中的反走樣意味著什么？如何使用繪圖工具觀察抗鋸齒效果。2.思考：如何消除三像素寬線條的鋸齒？3.思考：如何使用面積加權(quán)算法構(gòu)造抗鋸齒線？4.思考：背景顏色會影響混疊效果嗎？5.家庭作業(yè)：3-9參考文獻：盧峰，何云峰。計算機圖形學(xué)基礎(chǔ)(第二版)m。北京：