计算机图形学教学大纲

1、计算机图形学一、课程说明课程编号：4-14课程名称（中/英文）：计算机图形学/ Computer Graphics课程类别：全校性选修课（自然科学类）学时/学分：32/2先修课程：大学数学、工程图学、C语言适用专业：全校选修教材、教学参考书：1. 蔡世杰等译，计算机图形学(第三版), 2006；2. Donald Hearn, M. Pauline Baker. Computer Graphics with OpenGL(Third Edition)，电子工业出版社, 20043. 程思源等. 计算机图形学, 冶金工业出版社, 20034. 孙家广等. 计算机图形学(第三版), 清华大学出版社

2、, 19995. 吴斌等译. OpenGL编程权威指南(第一版), 中国电力出版社, 2001二、课程设置的目的意义本课程设置的目的在于学习计算机图形学的基本原理、基础知识和基本方法，应用高级语言编制图形程序的基本方法和技能，各种基本图形生成算法，常用的图形变换和图形处理算法。其意义在于培养学生形状-数字结合的能力和图形程序设计能力，运用计算机分析、解决问题的思维方法和基本素养，为图形的数学处理、图形软件及各种工程软件的运用、开发及后续课程的学习打下必要的基础。三、课程的基本要求知识：了解计算机图形系统的硬件和软件；了解基本的图形数据结构；了解通用的图形标准；掌握常用的图形生成算法；掌握常用的

3、图形几何变换和观察变换方法；掌握常用的三维对象表达方法；掌握基于图形软件包OpenGL的图形程序设计方法。能力：具备基本的结构形状-数字结合、转换的能力，图形程序设计的能力，空间形象思维及其信息化表达、处理的能力，将所学的计算机图形学知识应用于后续课程学习和专业领域的能力。素质：建立形状、结构数学处理并数字信息化的观念；培养运用计算机分析、解决工程问题的思维方法和素养；为图形软件及各种工程软件及计算机系统的运用、开发和后续课程的学习打下必要的基础。四、教学内容、重点难点及教学设计章节教学内容总学时学时分配教学重点教学难点教学方案设计（含教学方法、教学手段）讲课(含研讨)实践第1章计算机图形学概

4、述11定义、图形的数字表示与可视表达、应用图形的数字表示与可视表达、图形与图像的关系讲授、多媒体。从用Auto CAD画图引入。计算机绘图与图形学的区别，问题启发，导向。扩展到各方面应用。强调形状-数字化的内部表示模型-可视化图形显示，即图形-参数表示-点阵图像的可视呈现的过程和逆过程。自然得到计算机图形-图像的关系。第2章计算机图形系统22软件的组成、系统运行过程、光栅扫描显示及系统系统运行过程、光栅扫描显示系统讲授、多媒体。问题导入，如，你所知道的操作系统？你的笔记本的软、硬件构成、配置？分析，结论：交通设备专业学生应配置支持OpenGL好的 显卡。图形标准OpenGL321OpenGL的

5、构成、处理过程、应用程序结构、运行机制应用程序结构、运行机制讲授、多媒体、实例分析，编程实践一图案程序。第3章输出图元33直线和圆生成算法、多边形填充算法扫描线多边形填充算法讲授、多媒体、实例分析第4章输出图元的属性11OpenGL中属性的理解和运用反走样讲授、多媒体、实例分析第5章几何变换541基本变换、复合变换、变换函数齐次表示、矩阵级联讲授、多媒体、实例分析、编程实践二图形变换程序第6章二维观察33窗口-视区变换、直线的编码裁剪算法、多边形的逐边裁剪 算法编码裁剪算法讲授、多媒体、实例分析、布置算法扩展思考题。课后重点辅导有兴趣上台的学生，下次课开始的15到20分钟学生上台讲解自己的扩展

6、算法实现并课堂 讨论第7章三维观察431三维观察流水线、投影变换、观察函数观察变换流程、投影变换讲授、多媒体、实例分析、编程实践二图形变换程序加观察变换第8章三维物体的表达862曲线曲面的基本知识、Bézier 曲线曲面、B样条曲线曲面、曲线曲面函数参数曲线曲面的表示、曲线曲面函数讲授、多媒体、实例分析、编程实践三曲线或曲面生成程序考试2注：实践包括实验、上机等五、实践教学内容和基本要求编程实践一：图案程序。基于OpenGL设计、编码、调试、运行一个显示图案的C语言程序，独立完成；编程实践二：图形变换及观察程序。基于OpenGL设计、编码、调试、运行一个对二维或三维图形进行变换和观察的C语言程序，独立完成；编程实践三：曲线或曲面生成程序。基于OpenGL设计、编码、调试、运行一个生成Bézier 或B样条曲线或曲面的C语言程序，独立完成。六、考核方式及成绩评定考核内容考核方式成绩比例