辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院

辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院授课教案2009～2010学年第2学期课程名称计算机图形学（双语）专业班级计算机0701-0703班（数字媒体技术方向）理论学时32实验学时16学分3主讲教师及职称张燕教授教案（首页）课程名称计算机图形学（双语）课程代码030630课程类型理论课（）实验课（）实习（）必修课（）限选课（）任选课（）全校性选修课程（）考核方式考试（）期中（）期末（）考查（）测验（）作业（）报告（）实验操作（）出勤（）课堂表现（）其它：考核要求及成绩计算方法要求学生完成课程作业，上机实验，提交实验报告，参加期末考试。成绩=期末考试70%+平时成绩30%。平时成绩=平时作业+课堂表现+实验及实验报告。基本教材和主要参考资料课程讲义（校内印刷）（1）ZhangYanLiuJinyiJiYuboComputerGraphics主要参考资料：（1）DonaldHearn,M.PaulineBaker,ComputerGraphicsCVersion（2）F.S.Hill,JRComputerGraphicsUsingOpenGL科学出版社（影印版）（3）FoleyVanDam,ComputerGraphicsPrinciplesandPractice机械工业出版社（影印版）（4）JamesD.Foley,IntroductiontoComputerGraphics机械工业出版社（影印版）（5）项志钢ComputerGraphicswithOpenGL（中、英文版）清华大学出版社（6）纪玉波计算机图形学煤炭工业出版社（7）孙家广杨长贵计算机图形学清华大学出版社（8）潘云鹤计算机图形学—原理、方法及应用高等教育出版社教学目的和要求本课程的教学基本要求是了解计算机图形系统输入输出设备工作原理和计算机图形系统的组成；掌握基本图形的计算机生成技术，图形在计算机内的表示方法，对图形对象操作和处理的基本方法，图形输出和显示技术等主要内容，以及如何借助图形信息进行人机交互等内容。课程结束后，要求学生能够综合运用计算机图形学的算法设计和绘制场景或部分场景，并掌握主流图形学软件的功能，探索其使用的图形学的算法原理。教学重点和难点Bresenham直线生成算法,Bresenham圆的生成算法,扫描转换填充算法，种子填充算法。Hermite，Bezier，B样条曲线和曲面生成算法。图形变换（二维，三维）原理和算法实现。编码裁剪算法，参数化线段裁剪算法及实现。基本消隐算法，简单光照模型。注：本页每门课程一张辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院教案周次第周，第1次课日期章节名称综述，计算机图形学系统授课方式理论课（√）实验课（）实习（）教学时数2教学目的及要求目的：使学生了解本课程及计算机图形学的历史及应用现状有总体的认识。要求：1．了解计算机图形学课程的目的、意义及主要内容2．了解计算机图形学开创的历史3．了解计算机图形学的应用领域教学内容提要时间分配1．阐述课程性质和要求，成绩评定原则。2．介绍计算机图形学课程的目的、意义以及其他课程信息3．放映图片和剪辑的动画片，介绍与CG的关系。（1）CG在CAD/CAM中的应用（制博会的成果图片、DV）（2）CG与视频（《狮子王》、《勇敢者的游戏》的片段）（3）浏览，观看CG的学术前沿成果4．介绍计算机图形学的开创5．阐述计算机图形学在现今的应用领域6．计算机图形学系统的组成。软件、硬件（硬件的图片）55151510101030教学重点与难点教学重点：1．计算机图形学的应用领域教学难点：1．使学生建立起对计算机图形学的初步认识，以及与生活中所见所闻的事物的联系讨论、练习、作业说说你所认为的生活中的计算机图形学教学手段1讲授为主，讨论为辅2用powerponit制作课件展示教学内容；3使用播放软件播放动画、演示图片。通过多种方式加深学生对课程的认识，建立CG的概念，激发学生的学习兴趣。参考资料1．参考课堂笔记，及提供的本次课程的多媒体课件。2．教材、网络资料第1页辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院教案周次第周，第2次课日期章节名称计算机图形输入输出设备及直线DDA算法授课方式理论课（√）实验课（）实习（）教学时数2教学目的及要求目的：使学生了解图形输入输出设备，特别是深入认识光栅显示器的显示原理，以及在光栅显示器上生成直线的算法过程要求：4．了解图形输入输出设备5．掌握光栅现实器的显示原理6．掌握光栅图形生成直线的算法：生成直线的DDA算法教学内容提要时间分配7．图形输入输出设备8．光栅显示器的工作原理9．生成直线的DDA算法10．直线DDA算法的优缺点分析11．引出生成直线的Bresenham算法2030301010教学重点与难点教学重点：2．图形显示设备3．生成直线的DDA算法教学难点：2．光栅图形显示原理3．生成直线的DDA算法讨论、练习、作业1．复习：光栅图形显示原理2．编程实现DDA直线生成算法，能够运用该算法绘制一个简单的由直线段构成的线画图。教学手段1讲授为主，讨论为辅2用powerponit制作动画、演示图片，意在把抽象的算法、概念形象化参考资料3．参考课堂笔记，及提供的本次课程的多媒体课件。4．教材、网络资料第2页辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院教案周次第周，第3次课日期章节名称Bresenham直线生成算法和圆弧的生成授课方式理论课（√）实验课（）实习（）教学时数2教学目的及要求目的：使学生掌握光栅显示器上生成直线和圆弧的算法过程；要求：7．掌握Bresenham算法生成直线和圆弧的算法原理8．了解正负法生成圆弧的算法原理教学内容提要时间分配12．生成直线的Bresenham算法和实例13．生成圆弧的Bresenham算法和实例14．正负法生成圆弧404020教学重点与难点教学重点：4．生成直线的Bresenham算法5．生成圆弧的Bresenham算法教学难点：4．生成圆弧的Bresenham算法讨论、练习、作业完成Bresenham直线和圆生成算法的作业。教学手段1讲授为主，讨论为辅2用powerponit制作动画、演示图片，意在把抽象的算法、概念形象化3．通过演示Bresenham算法生成过程中的数据变化、掌握算法的实质参考资料5．参考课堂笔记，及提供的本次课程的多媒体课件。6．教材、网络资料第3页辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院教案周次第周，第4次课日期章节名称光栅图形的扫描转换与区域填充授课方式理论课（√）实验课（）实习（）教学时数2教学目的及要求目的：使学生了解多边形填充的基本概念——种子填充算法的概念及原理，理解光栅图形的走样及反走样的概念要求：9．了解边缘填充算法、栅栏填充算法等多边形扫描转换算法的原理10．理解区域以及区域连通性的概念11．掌握种子填充的递归算法及扫描线算法12．掌握光栅图形的走样及反走样的概念教学内容提要时间分配15．种子填充算法区域及区域连通性种子填充的递归算法种子填充的扫描线算法16．其它多边形扫描转换算法边缘填充算法栅栏填充算法17．光栅图形的走样及反走样104020101010教学重点与难点教学重点：6．种子填充算法7．区域及区域连通性教学难点：5．区域及区域连通性概念的理解，种子填充算法的递归实现机制。6．光栅图形的走样及反走样概念的理解讨论、练习、作业使用种子填充的递归算法，实现对任一封闭图形进行区域填充教学手段1讲授为主，讨论为辅2用powerponit制作动画、演示图片，意在把抽象的算法、概念形象化参考资料7．参考课堂笔记，及提供的本次课程的多媒体课件。8．教材、网络资料第4页辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院教案周次第周，第5次课日期章节名称线的属性、OpenGL简介授课方式理论课（√）实验课（）实习（）教学时数2教学目的及要求目的：使学生了解线的线型、颜色和线宽度属性；了解OpenGL编程要求：13．形成对OpenGL编程的总体认识14．熟悉图形要素的各种属性，如线型、颜色和宽度教学内容提要时间分配18．线的属性线型、线宽度及其在工程图中的应用颜色19．OpenGL编程简介几个基本概念OpenGL绘制流程几个相关库OpenGL编程201010101040教学重点与难点教学重点：8．OpenGL编程教学难点：7．OpenGL编程讨论、练习、作业课后有作业教学手段1讲授为主，讨论为辅2用powerponit制作动画、演示图片，意在把抽象的算法、概念形象化3．通过演示、讲解简单的例子程序，增加学生对OpenGL编程的认识参考资料9．参考课堂笔记，及提供的本次课程的多媒体课件。10．教材、网络资料第5页辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院教案周次第周，第6次课日期章节名称曲线曲面（1）授课方式理论课（√）实验课（）实习（）教学时数2教学目的及要求目的：使学生了解自由曲线曲面的基本概念、掌握Hermite，Cardinal曲线的生成原理和算法。要求：15．了解自由曲线曲面的基本概念，复习相关的数学知识。16．掌握Hermite曲线的性质、定义、生成，分析其在应用中的优缺点17．了解Cardinal曲线的性质、定义、生成。教学内容提要时间分配20．曲线曲面基础工程实践中的曲线曲面曲线曲面的数学描述插值与逼近样条连续性条件样条描述21．Hermite曲线的定义、生成、性质，实例讲解22．Hermite曲线对原始数据的要求，分析其在应用中的优缺点23．Cardinal曲线的性质、定义、生成。30401020教学重点与难点教学重点：9．Hermite三次样条及其性质，计算机图形生成算法自由曲线曲面的概念，插值与逼近样条教学难点：8．Hermite三次样条的定义及性质，计算机图形生成算法讨论、练习、作业课后留作业：完成Hermite三次样条曲线的设计实例教学手段1讲授为主，讨论为辅2用powerponit制作动画、演示图片，意在把抽象的算法、概念形象化参考资料11．参考课堂笔记，及提供的本次课程的多媒体课件。12．教材、网络资料第6页辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院教案周次第周，第7次课日期章节名称曲线与曲面（2）授课方式理论课（√）实验课（）实习（）教学时数2教学目的及要求目的：使学生掌握Bezier曲线和Bspline曲线的生成和性质及应用要求：18．掌握Bezier曲线的性质、定义、生成以及性质19．掌握Bspline曲线的性质、定义、生成以及性质教学内容提要时间分配1．Bezier曲线Bezier曲线的性质、定义、生成Bezier曲线的实例应用2．Bspline曲线Bspline曲线的性质、定义、生成Bspline曲线的实例应用35153515教学重点与难点教学重点：10．Bezier曲线的生成和性质11．Bspline曲线的生成和性质教学难点：9．Bezier曲线的生成和性质10．Bspline曲线的生成和性质讨论、练习、作业课后留作业教学手段1讲授为主，讨论为辅2用powerponit制作动画、演示图片，意在把抽象的算法、概念形象化参考资料13．参考课堂笔记，及提供的本次课程的多媒体课件。14．教材、网络资料第7页辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院教案周次第周，第8次课日期章节名称曲线与曲面（3）授课方式理论课（√）实验课（）实习（）教学时数2教学目的及要求目的：使学生掌握Bezier曲面和曲面的生成。要求：20．掌握Bezier曲面的生成，性质，面片光滑连接条件21．掌握Bspline曲面的生成，性质，面片光滑连接条件教学内容提要时间分配24．回顾各种自由曲线的生成方法25．曲面的生成方法3．Bezier曲面Bezier曲面的性质、定义、生成Bezier曲面片的光滑连接条件及实例4．Bspline曲面Bspline曲面的性质、定义、生成Bspline曲面片的光滑连接条件及实例10105030教学重点与难点教学重点：1.Bezier，Bspline曲面的性质、定义、生成及应用教学难点：11．曲面片的光滑连接讨论、练习、作业课后留练习，设计带有曲面要素