计算机图形学教学大纲.doc

计算机图形学教学大纲课程编号课程类型专业课适用专业信工学院总 学 时64理论学时32实践学时32制订日期2012.9制订人龚鸣敏审核人一、课程中文名称计算机图形学二、课程英文名称Computer Graphics三、课程性质必修课程四、学时与学分总学时：64，其中实践教学：32 学分：2五、授课对象信工学院计算机网络专业六、先修课程高等数学、线性代数、C语言程序设计七、后续课程本课程无直接后续课程八、教学目的计算机图形学是研究怎样利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。是一门复杂的综合性的新兴学科，内容丰富，涵盖的知识面较广。既有具体的图形软硬件，又有抽象的理论和算法。为学生以后从事图形图像处理工作打下坚实的基础。 巩固学生对计算机图形学的直线扫描转换原理、有效边表填充原理、三维透视投影原理、ZBuffer深度缓冲消隐原理和真实感图形生成原理的理解，增加学生对真实感图形生成算法的感性认识，强化训练学生使用Visual C+的MFC编写相关图形类的技能。 配套计算机图形学实践教程（Visual C+版）的43个验证性实验的讲解，在此基础上，要求学生能综合使用全部教学内容完成综合性实验。 本课程主要培养学生以下三个方面的能力：1. 认知和理解能力理解计算机图形学的基本概念、图形的表示与数据结构、曲线曲面的基本概念。2. 逻辑思维能力理解基本图形的生成算法，并能对现有的算法进行改进，理解图形的变换和裁减算法。9.程序设计能力能够根据图形生成算法、裁剪算法设计相应的实现程序。九、教学内容计算机图形学是一门应用广泛的新兴学科，主要介绍图形标准、图形硬件、图形的表示、基本图形的生成算法，以及图形的变换和观察等。通过本课程的学习，学生可以了解图形系统的框架及其涉及的软件、硬件技术； 了解图形学的基本问题，掌握图形学的基本概念、方法与算法； 对于图形相关的应用及当前的研究热点有一个初步认识； 具有一定实践体会和相关的编程能力。 9.1 计算机图形学及其相关概念计算机图形学及其相关概念、计算机图形系统（学时：0.5学时） 计算机图形学、图形的要素、图形的表示方法（理解、核心） 计算机图形学与相关学科间的关系（了解、推荐） 计算机图形系统的功能（理解、核心）计算机图形系统的结构（了解、推荐）计算机图形学的发展、应用、研究动态（学时：1.5学时） 计算机图形学的发展、计算机图形学的应用、计算机图形学的研究动态（了解、推荐）共2学时9.2 图形设备图形输入设备（学时：1学时） 键盘、鼠标、光笔、触摸屏、图形扫描仪（理解、核心） 操纵杆、跟踪球、数据手套、数字化仪、声频输入系统（了解、可选）图形显示设备（学时：1学时） 阴极射线管、CRT图形显示器（理解、核心） 平板显示器、三维观察设备（了解、可选） 图形显示子系统（学时：1.5学时） 显示子系统的结构（理解、核心） 分辨率、像素与帧缓存、颜色查找表、显示长宽比（理解、核心） PC图形显示卡（了解、可选） 图形绘制设备（学时：0.5学时） 打印机、绘图仪（理解、推荐）共4学时9.3 图形的表示与数据结构基本图形元素与段（理解、推荐） 几何信息与拓扑信息、坐标系、几何元素（理解、核心） 实体、正则集合运算（了解、可选） 共2学时9.4 图形的生成、变换和观察基本图形生成算法（学时：12学时） 直线的扫描转换（数值微分法、中点Bresenham算法、改进的Bresenham算法）（运用、核心） 圆的扫描转换（简单方程产生圆弧、中点Bresenham画圆）（运用、核心） 椭圆的扫描转换（椭圆的中点Bresenham画圆）（运用、核心） 多边形的扫描转换与区域填充（X扫描线算法、改进的有效边表算法、边缘填充算法、边界填充算法、泛填充算法）（运用、核心） 字符处理、属性处理（了解、推荐） 反走样（过取样、简单的区域取样、加权区域取样）（理解、核心）二维变换及二维观察（学时：10学时） 基本概念（齐次坐标、几何变换、二维变换矩阵）（理解、核心） 基本几何变换（平移变换、比例变换、旋转变换、对称变换、错切变换、二维图形几何变换的计算）（运用、核心） 二维观察（基本概念、用户坐标系到观察坐标系的变换、窗口到视区的变换）（运用、核心） 裁减（点的裁减、直线段的裁减、多边形的裁减 、其他裁减）（运用、核心） 三维变换及三维观察（学时：4学时） 基本概念（三维齐次坐标变换矩阵、几何变换、平面几何投影、观察投影）（理解、核心） 三维几何变换（三维基本几何变换、三维复合变换）（了解、推荐） 共26学时9.5 曲线和曲面基本概念（学时：2学时） 曲线曲面数学描述的发展（了解、推荐） 曲线曲面的表示、插值和逼近样条、样条描述（理解、核心） 三次样条（学时：2学时） 自然三次样条、三次Hermite样条（理解、核心） Bezier曲线曲面（学时：2学时） Bezier曲线定义和性质（理解、核心） Bezier曲线的生成（了解、可选） B样条曲线曲面（学时：2学时） 定义、性质（理解、核心） B样条曲面（了解、可选）共8学时9.6 AUTOCAD的学习应用 AUTOCAD的学习（学时：2学时）AUTOCAD的基本概念（了解、推荐）AUTOCAD的操作、使用（理解、核心）共2学时十、考核与成绩记载10.1 考核的方式及成绩的评定。学生成绩的构成：平时成绩占总成绩的30，期中成绩占总成绩的20，期末成绩占总成绩的50。1.平时成绩上课出勤：满分30分。缺席次数超过1/3，则取消其参加考试的资格。如学生在课堂上有影响教师讲课或其他同学听课的违纪行为，教师可根据情节对该学生在这部分中酌情扣分，直致取消其考试资格。作 业：满分35分，少完成一次扣7分。要求作业步骤详细，字迹工整。实 验：满分35分，每次实验7分，共5次。每次实验，完成情况占5分，实验报告占2分。实验中如能在规定时间里按要求完成全部实验内容，按时上交报告，报告详尽、工整，则为满分。2.期中成绩满分100分。根据教师给定的题目，让学生利用课后时间完成一篇论文或一次大作业，根据学生完成情况给出期中成绩。3.期末成绩满分100分，采取闭卷笔试的方法，直接给出期末成绩10.2 考题的设计考试题分为两类：1、