《计算机图形学》课程教学大纲

-PAGE45-《计算机图形学》教学大纲课程英文名ComputerGraphics课程代码C0806Z37学分2.5总学时40理论学时26实验/实践学时14课程类别学科基础课课程性质选修先修课程《C语言程序设计》适用专业计算机科学与技术开课学院信息工程学院一、课程地位与课程目标（一）课程地位《计算机图形学》是计算机科学与技术专业学生的学科基础选修课程，是对先修课程《高等数学》《线性代数》《C语言程序设计》等课程的实践。通过学习计算机图形学,使学生了解和掌握使用计算机及其图形设备来输入、表示、变换和输出图形的基本原理、算法及系统，并为图像处理等其它课程准备必要的基础。课程目标课程目标毕业要求目标分类1.掌握计算机图形系统的基本功能。工程知识1-1记忆理解分析2.掌握直线绘制算法的基本要求；熟练掌握生成直线的几种常用算法：逐点比较法、数值微分法、Bresenham算法。问题分析2-2/2-3分析应用3.理解边缘检测的基本概念；掌握常用的边缘检测算子，如Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子等。使用现代工具5-1分析应用评价二、课程目标达成的途径与方法课程目标教学环节对应内容课程目标1讲授第1、2章及作业计算机图形学的基本原理和发展概括课程目标2讲授第3、4、5章及作业直线和多边形算法课程目标3讲授第6、7章及作业图形变换三、课程目标与相关毕业要求的对应关系课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（H、M、L）毕业要求1毕业要求2毕业要求5课程目标1M课程目标2H课程目标3H四、课程主要内容与基本要求1、概论 了解计算机图形学的发展和应用；理解常用图形输入/输出设备的工作原理，了解其应用；掌握计算机图形系统的基本功能。2、直线和直线图形 掌握直线绘制算法的基本要求；熟练掌握生成直线的几种常用算法：逐点比较法、数值微分法、Bresenham算法；了解特殊情况下的直线绘制算法，如不同的线宽和线型。3、多边形掌握多边形的概念；熟练掌握多边形的填充过程中的子算法，如检验点是否在多边形内部、连贯性原理；熟练掌握多边形填充算法：扫描线算法、边填充算法、种子填充算法。4、二次曲线熟练掌握圆弧的生成算法：逐点插补法、正负法、Bresenham算法；掌握椭圆的生成算法；理解二次曲线的参数拟合法；了解圆弧线宽的处理。5、裁剪理解窗口视图变换、二维裁剪的概念和定义；熟练掌握矩形窗口裁剪算法；掌握一般凸多边形窗口的二维裁剪算法，了解一般多边形裁剪算法、凹区域裁剪—Weiler-Atherton算法。6、自由曲线与曲面设计 理解Bezier曲线的定义及其性质；熟练掌握Bezier曲线生成算法；理解拟合、插值与样条概念；理解B样条曲线及其生成算法；了解Bezier曲面及其拼接；了解B样条曲面。7、图形变换 理解图形变换中的数学基础概念和基本变换；熟练掌握二维图形的几何变换；掌握三维图形的几何变换；熟练掌握投影变换。课程学时安排章节号教学内容学时数学生任务对应课程目标1概论2作业2.1,2.2课程目标12直线和直线图形 8（包括：实验2学时）作业3.13.13(b)3.15课程目标13多边形6（包括：实验2学时）课程目标14二次曲线8（包括：实验2学时）作业5.15.35.4课程目标25裁剪6（包括：实验4学时）作业6.16.26.4课程目标26自由曲线与曲面设计6（包括：实验4学时）作业7.27.37.97.12课程目标27图形变换4课程目标3实践环节及基本要求序号实验项目名称学时基本要求学生任务实验性质实验类别1直线生成算法2实现直线生成算法正确输入命令并得到结果验证必做2多边形填充算法2实现多边形填充算法正确输入命令并得到结果验证必做3圆弧生成算法二次曲线生成算法2实现圆弧生成算法实现二次曲线生成算法正确输入命令并得到结果验证必做4二、三次Bézier曲线2实现二、三次Bézier曲线生成算法正确输入命令并得到结果验证必做5曲线拟合2实现曲线拟合算法正确输入命令并得到结果验证必做6多边形窗口的裁剪算法4实现多边形窗口的裁剪算法正确输入命令并得到结果综合选做(2选1)7画图软件开发4设计开发一个画图软件，要求能够绘制常用图形正确输入命令并得到结果综合七、考核方式、成绩评定考核内容考核方式评定标准（依据）占总成绩比例过程考核含到课率、课堂讨论发言、平时作业等点名记录讨论发言记录作业批改成绩10%实验考核实验操作实验操作成绩30%期末考核闭卷或作品或报告卷面或作品或报告成绩60%考核类别考查成绩登记方式百分制课程目标达成度评价方法课程目标教学环节成绩评定课程目标1讲授作业A10期末考核B10目标达成度1=（A1+B1）/（A10+B10）课程目标2讲授小组讨论作业A20期末考核B20实验1～实验5实验成绩C20目标达成度2=（A2+B2+C2）/（A20+B20+C20）课程目标5讲授作业A30期末考核B30综合实验实验成绩C30目标达成度3=（A3+B3+C3）/（A30+B30+C30）九、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：1、罗笑南、王若梅：《计算机图形学》，中山大学出版社，2003年7月。2、孙家广，胡事民：《计算机图形学基础教程》（第2版），清华大学出版社，2009年8月。（二）主要参考书：1、（美）希尔，（美）克雷著，胡事民等译，《计算机图形学（OpenGL版）》第3版，清华大学出版社，2009年2月2、（美）\o"坎宁安"坎宁安著，\o"石教英"石教英，\o"潘志庚"潘志庚等译，《\t"_bl