计算机图形学教学大纲

《计算机图形学》课程教学大纲一课程说明1、课程基本情况课程名称：计算机图形学英文名称：ComputerGraphics课程编号：2413238开课专业：计算机科学与技术开课学期：第6学期学时：54学分／周学时：3/3课程类型：专业方向选修课２．课程性质本课程为必修专业课程。目的是为学生今后从事CAD和计算机图形技术工作打下坚实的基础，要求学生理解和掌握各类图形的生成过程和方法。３．课程教学的教学目的和任务本课程的目的就在于让学生了解和掌握图形学的概念、方法和算法。要求重点掌握直线和圆弧的生成算法，区域填充算法，裁剪算法，二维和三维图形的几何变换方法，隐藏线和隐藏面的消除方法，曲线和曲面的生成方法等；对于计算机图形外围设备的工作原理、图形系统的组成和图形标准作基本了解。４．本课程和相关课程之间的关系、教材体系特点及具体要求本课程是介绍图形生成原理、方法和算法的基础课，可为与计算机图形生成有关的任何课程打下基础。要学好本课程，必须先学习线性代数、计算机原理、计算机语言，并要求有一定计算机操作经验。5．教学时数及课时分配章（专题）主要内容学时安排二教材及主要参考书１.孙家广等.计算机图形学（第三版）.清华大学出版社.1998２.唐泽圣等.计算机图形学基础.清华大学出版社.2003.12三教学方法和教学手段说明启发式、讲授法、实验法，普通教室讲授或多媒体教室讲授四成绩考核办法本课程为考查。期末考试为闭卷考试；期末成绩考核评定按教务处相关规定执行。五教学内容第一部分绪论（理论6学时实验2学时）一、教学目的掌握计算机图形学的研究内容，了解发展简史，计算机图形图形学的应用。第一部分计算机图形学的基本概念8第二部分计算机图形系统8第三部分基本图形生成算法10第四部分曲线和曲面10第五部分图形变换10第六部分消隐技术8合计学时54二、教学重点计算机图形学的研究内容、发展动向及应用。三、教学难点计算机图形学的研究内容、发展动向及应用。四、讲授要求了解发展简史，重点讲授计算机图形学的研究内容、计算机图形学的发展动向、计算机图形学的应用。五、讲授要点１、计算机图形学的研究内容2、计算机图形学的发展简史3、计算机图形学的应用4、计算机图形学的发展动向六、实验及实践要求实验一：C++图形程序设计基础1、实验项目名称：C++图形程序设计基础2、实验类型：验证型3、学时分配：２学时4、每组人数：2人5、实验内容及要求：①在C++Builder集成开发环境中编写一个Windows应用程序。应用程序的窗体中每隔1秒交替显示“Hello,World!”和“世界,你好!”。②“利用C++Builder开发基于图形的应用程序”，写一个图形学实验程序的框架（选做）。第二部分计算机图形系统（8学时）一、教学目的掌握计算机图形系统的组成，了解图形硬件设备，图形软件系统。二、教学重点计算机图形系统的组成、图形硬件设备，图形软件系统。三、教学难点图形硬件设备，图形软件系统，图形软件标准。四、讲授要求掌握计算机图形系统的组成，了解图形硬件设备，图形软件系统。五、讲授要点1、计算机图形系统的组成2、图形硬件设备3、图形软件系统4、图形软件标准第三部分基本图形生成算法（理论6学时实验4学时）一、教学目的掌握直线和圆的生成，理解线宽与线型的处理，了解反走样技术。二、教学重点直线和圆的生成、线宽与线型的处理。三、教学难点直线和圆的生成、解线宽与线型的处理、裁剪。四、讲授要求对直线和圆的生成重点讲解，理解线宽与线型的处理，反走样技术做简单了解。五、讲授要点1、直线的生成2、圆的生成3、区域填充4、线宽与线型的处理5、裁剪6、反走样技术六、实验及实践要求实验二：基本图元生成算法1、实验项目名称：基本图元生成算法2、实验类型：设计型3、学时分配：4学时4、每组人数：2人5、实验内容及要求：①以C++Builder为程序设计平台，实现整数中点画线法和Bresenham画线法，绘制直线。②以C++Builder为程序设计平台，实现圆的中点画法和椭圆的中点画法。第四部分曲线和曲面（理论6学时实验4学时）一、教学目的掌握参数曲线、曲面，了解曲线、曲面参数表示的基础知识。二、教学重点参数曲线、曲面。三、教学难点参数曲线、曲面。四、讲授要求了解曲线、曲面参数表示的基础知识，掌握参数曲线、曲面。五、讲授要点1、曲线、曲面参数表示的基础知识2、常用的参数曲线3、常用的参数曲面六、实验及实践要求实验三：填充算法1、实验项目名称：填充算法2、实验类型：设计型3、学时分配：4学时4、每组人数：2人5、实验内容及要求：以C++Builder为程序设计平台，实现边缘填充算法与种子填充算法。第五部分图形变换（理论6学时实验4学时）一、教学目的掌握窗口视图变换、图形的几何变换，了解投影变换，投影空间及转换。二、教学重点窗口视图变换、图形的几何变换。三、教学难点窗口视图变换、图形的几何变换、投影空间及转换。四、讲授要求掌握窗口视图变换、图形的几何变换，了解投影变换，投影空间及转换。五、讲授要点1、窗口视图变换2、图形的几何变换3、投影变换4、投影空间及转换5、三维裁剪六、实验及实践要求实验四：OpenGL基础1、实验项目名称：OpenGL基础2、实验类型：验证型3、学时分配：4学时4、每组人数：2人5、实验内容及要求：以VisualC++为程序设计平台，练习编写简单的OpenGL入门程序。第六部分消隐技术（理论4学时实验4学时）一、教学目的掌握消除隐藏线，了解消除隐藏面及明暗处理方法。二、教学重点消除隐藏线。三、教学难点消除隐藏线，消除隐藏面。四、讲授要求掌握消除隐藏线，了解消除隐藏面及明暗处理方法。五、讲授要点1、消除隐藏线2、消除隐藏面3、明暗处理方法4、颜色模型六、实验及实践要求实验五：二维变换1、实验项目名称：二维变换2、实验类型：设计型3、学时分配：4学时4、每组人数：2人5、实验内容及要求：①了解OpenGL二维图形变换的三个函数及其计算机图形学的理论基础；②尝试利用OpenGL编写一个二维图形变换的小程序。