《计算机图形学》课程教学大纲

1、计算机图形学教学大纲一、说 明适用专业地理信息科学先修课程C/C+高级语言程序设计，空间数据结构总 学 时64（32+32）总 学 分3（一）本课程的目的、要求计算机图形学课程是一门理论、技术与应用相结合的技术应用性课程，是计算机类相关专业的主干课程。通过本门课程的学习使学生掌握计算机图形生成与处理技术的基础知识、基本原理和方法，培养学生开发与图形有关的软件设计能力。通过学习达到下列基本要求：1掌握计算机图形学及图形系统的基本概念，了解图形外围设备的工作原理和特性，了解计算机图形标准的基本知识；2掌握基本图元及常用曲线的生成算法；3熟练掌握投影变换、图形变换、裁剪、填充等图形处理的常用算法；4

2、熟练掌握三维形体及常用曲面的表示方法，能够处理三维图形的消隐问题；5懂得真实感图形的基本理论与算法；6熟练掌握一种语言的图形函数和图形程序的设计技能，具有开发以图形为主的软件设计基本能力。（二）内容选取和实施中注意的问题1、本课程重点介绍计算机图形学的基本概念，基本算法。2、在介绍计算机图形学的基本概念，基本算法的基础上,要求学生能够熟练使用一门语言开发简单的图形系统。3、该课程是一门理论性和实践性都很强的课程，除了课堂理论教学之外,上机实验也是非常重要的。实验学时和条件必须保证。4、除课内安排的上机时数外，可以有计划地安排一定时数的课外上机，以巩固课内所学的知识、技术和技能，进一步提高图形软

3、件开发的能力。（三）教学方法以课堂讲授为主要教学手段，理论课与上机练习交互进行。理论课上注重理论理解及逻辑思维的训练，上机练习时加强对学生动手能力的应用，并合理使用计算机多媒体辅助教学。（四）考核方式期末考核采用闭卷考试的方式进行,学期总成绩的评定：期末考试占80，平时占20。平时成绩包含平时作业10分，出勤10分。（五）教学内容与学时分配教学章节教学内容学时安排备注1绪论（包括图形设备简介）42交互技术及图形的表示83基本图形的生成124二维变换及二维观察105三维变换及三维观察106曲线和曲面107消隐及真实感图形显示10二、大 纲 内 容第一章 绪论教学内容：1计算机图形学的概念2计算机

4、图形学的发展3计算机图形学的应用4计算机图形系统的组成5图形输入与输出设备6计算机图形的标准化说明和要求:使学生掌握计算机图形学的基本概念，了解计算机图形学的发展、应用。掌握图形系统的组成、图形系统的硬、软件设备，以及了解常见标准。第二章 交互技术及图形的表示教学内容：1. 几种基本交互绘图技术2几何元素及其拓扑关系3三维形体的表示说明和要求:简单介绍几种基本交互绘图技术，如：回显、橡皮筋技术、拖动、形变等。使学生理解几何元素的概念，掌握点、线、面之间的九种拓扑关系。掌握三维形体的线框模型、表面模型和实体模型表示。了解三维形体的构造实体几何表示法和扫描表示法。第三章 基本图形的生成算法教学内容

5、：1生成直线的常用算法2生成圆弧的常用算法3区域的填充4点阵与矢量字符5反走样说明和要求:使学生掌握生成直线、圆弧、椭圆的常用算法，了解直线的线型和线宽处理。掌握区域填充的种子填充算法、扫描线填充算法，了解区域填充属性。理解矢量字符和点阵字符的存储和显示。理解反走样的简单处理方法。第四章 二维变换及二维观察教学内容：1齐次坐标2二维图形的几何变换3窗口视图变换4二维图形的裁剪说明和要求:使学生理解齐次坐标方法，掌握二维图形的平移变换、比例变换、旋转变换、错切变换等简单几何变换。理解由简单几何变换组成的复合变换。了解窗口视图变换，掌握二维线段和多边形的裁剪方法，了解字符裁剪思路。第五章 三维变换

6、及三维观察教学内容：1 三维图形的几何变换2 平行投影3 透视投影4 三维裁剪说明和要求:使学生掌握三维图形的平移变换、比例变换、旋转变换、对称变换等简单几何变换。理解由简单几何变换组成的复合变换。掌握形体的平行投影的正投影（包括三视图）和斜投影的概念，掌握透视投影中的一点透视和二点透视图的生成，了解三点透视图的生成方法。掌握多面体在计算机内的表示方法及三视图、正（斜）投影图和一点透视图的程序设计方法。了解三维线段的裁剪。第六章 曲线和曲面教学内容：1三次样条曲线2Bezier曲线曲面3B样条曲线曲面4有理样条曲线曲面 说明和要求:使学生理解自然三次样条曲线和三次Hermite曲线的生成方法,

7、掌握Bezier曲线曲面的性质以及生成方法，掌握B样条曲线和曲面的性质，掌握B样条曲线和曲面的生成方法，了解有理样条曲线曲面的性质和生成方法，了解曲面片的连接方法与条件。第七章 消隐及真实感图形显示教学内容：1多种消隐方法2真实感图形生成技术说明和要求:使学生掌握深度缓存算法，区间扫描线算法，深度排序算法，区域细分算法，光线投射算法，多边形区域排序算法，掌握简单光反射模型进行三维图形的明暗处理。了解整体光照模型、光透射模型、光线跟踪算法、纹理映射。实验目录利用DDA与Bresenham算法实现直线利用中点Bresenham算法实现直线填充算法实现三维立方体的绘制交互式绘制自由曲线利用Opengl进行简单程序设计三、教材和主要参考书1. 陆枫，何云峰. 计算机图形学基础