计算机图形学教案

1、装订第一页太原理工大学教学计划课程：计算机图形学学期：2013/14学年的第一学期课时：理论52，实验12教材：计算机图形学基础课程计算机图形学实践课程老师：孔令德苏静李莉雅太原理工大学教学计划课程章节第一章引言第一课教学时间：2013年9月2日类别1020541和1020542教学类型：理论课讨论课、实践课和习题课教学目标(知识教学和能力发展)1.了解计算机图形学的应用领域。掌握光栅扫描显示的工作原理3.理解计算机图形学的概念。应用：感兴趣的学生可以学习应用变形图形处理方法5.学会用立体视觉看立体画教学内容(指出重点和难点)课堂教学设计与教学方法1.1计算机图形学的应用领域二，1.2计算机图

2、形学的概念关键3.1.3计算机图形学相关学科1.4计算机图形学的建立和发展四.1.5图形显示的发展和工作原理本文介绍了各种显示器的原理：随机扫描显示器、直视存储管显示器、光栅扫描显示器、液晶显示器和三维显示器，重点介绍了光栅扫描。强调V.1.6图形软件标准的形成1.7计算机图形学的最新技术难点六.本课的总结1.幻灯片放映，启发2.解释和添加例子，并演示大量的动画作品3.解释理论与生活实践的结合4.讲座与实践相结合，举例说明5.生活实例介绍、原理分析、讲座和插图6.让学生在短时间内观看立体绘画，讲解观看技巧，提高学习兴趣7.讨论并进入电脑思考，家庭作业1.思考：反走样(平滑)的方法，细节层次和I

3、BR的异同2.家庭作业：练习1-1，1-11，1-13参考文献：1孙广佳，胡世民。计算机图形学基础课程M。北京：清华大学出版社，2005。2萨瑟兰伊万.Sketchpad:A人机图形通信系统D。美国计算机学会春季联合计算机会议论文集，底特律，密歇根州，1963年5月，第2:329 346卷。太原理工大学教学计划课程章节第二章MFC绘图基础第二课教学时间：2013年9月5日类别1020541和1020542教学类型：理论课讨论课、实践课和习题课教学目标(知识教学和能力发展)1.了解Visual C 6.0可视化平台2的基础知识。掌握OnDraw()函数的用法3.理解面向对象编程的基本概念。应用：

4、笔刷和笔刷功能以及双缓冲的使用5.学习使用两种映射模式的方法教学内容(指出重点和难点)课堂教学设计与教学方法一、2.1面向对象编程的基础二、2.2 MFC计算机操作步骤三.2.3 MFC的基本绘图功能2.3.1 CDC类结构和GDI对象2.3.2映射模式为了理解映射模式，可以使用两种方法：设置视口和设置窗口难度2.3.3使用GDI对象强调画笔和画笔功能；了解双缓冲机制；四.本课的总结1.幻灯片放映，启发2.现场解释理论和程序3.可执行文件演示4.讲座与实践相结合，举例说明5.生活实例介绍、原理分析、讲座和插图6.让学生在平台上编写一小段简单的函数，讲解方法，增加兴趣7.讨论并进入电脑思考，家庭

5、作业1.思考：不要用画笔和画笔来画一个矩形。请解释系统默认的边界颜色和填充颜色。2.思考：先画一个小椭圆，然后画一个大的矩形覆盖它，我们如何在矩形中显示椭圆？他们的角色是什么？如何画一个没有边界的红色圆圈？3.思考：在使用方法上，库画笔和自定义画笔以及自定义画笔有什么不同？4.家庭作业：练习2-4，2-5参考文献：1郑亚琦，丁友和。visual c+应用教程M。北京：人民邮电出版社，2008。孔令德。计算机图形学基础课程(Visual C版)M。北京，清华大学出版社，2008。太原理工大学教学计划课程章节第二章MFC绘图基础(续)第三课教学时间：2013年9月9日类别1020541和10205

6、42教学类型：理论课讨论课、实践课和习题课教学目标(知识教学和能力发展)1.了解疾控中心2级的成员职能。掌握成员函数的使用，如绘制像素、矩形和椭圆形3.了解双缓冲机制的位图功能和文本功能。应用：各种绘图功能的正确使用5.学习MFC绘图的几种方法。6.能够使用绘图功能绘制复杂的图形教学内容(指出重点和难点)课堂教学设计与教学方法一、2.3.4绘制疾控中心类成员函数要点1.绘制像素并获得像素2.画一条直线段并画一个矩形函数3.画椭圆和画椭圆弧4.绘制扇形和多边形的功能5.路径层函数6.绘制贝塞尔样条函数7.位图操作功能8.文本功能二.2.3.5双缓冲机制困难三.2.3.6设备上下文的调用和释放2.

7、3.7MFC绘制MFC的几种方法四.本课的总结1.幻灯片放映，启发2.现场解释理论和程序3.绘图成员函数的源代码和可执行文件演示4.讲座与实践相结合，举例说明5.介绍生活实例，如阴阳鱼、汽车标志等。分析原理，教授和说明6.讨论并进入电脑思考，家庭作业1.思考：如何使用双缓冲机制来实现动画，为什么不刷新屏幕？2.思考：拼接三次贝塞尔曲线时我应该注意什么？3.家庭作业：练习2-6，2-7参考文献：1郑亚琦，丁友和。visual c+应用教程M。北京：人民邮电出版社，2008。孔令德。计算机图形学基础课程(Visual C版)M。北京，清华大学出版社，2008。太原理工大学教学计划课程章节第三章基本

8、图形的扫描和转换第四课教学时间：2013年9月12日类别1020541和1020542教学类型：理论课讨论课、实践课和习题课教学目标(知识教学和能力发展)1.理解扫描转换的基本概念。掌握使用设定像素()函数绘制像素3.了解直线扫描转换算法的原理。应用：通过基本原理扩展到彩色直线段的扫描转换5.学习使用拉格朗日线性插值方法绘制彩色直线段和直线段绘制封闭图形的算法教学内容(指出重点和难点)课堂教学设计与教学方法一、3.1直线的扫描转换3.1.1算法原理主要步骤是：(1)根据直线的斜率确定主位移方向；(2)中点误差项的递推公式；(3)中点误差项的初始值。强调3.1.2构造中点误差项3.1.3递归公式

9、3.1.4画一条任意斜率的直线二、扩展1:彩色直线段扫描转换算法难点给定直线段两个顶点的坐标和颜色值，拉格朗日线性插值方法可以实现直线段颜色从起点到终点的平滑过渡。扩展2:用直线段绘制封闭图形的算法困难三.本课的总结1.幻灯片放映，启发2.现场解释理论和程序3.可执行文件演示4.讲座与实践相结合，举例说明5.大型程序运行案例，解释原理，解释代码，扩展原理6.讨论并进入电脑思考，家庭作业1.思考：当用插值法画一条直线时，t值是多少，屏幕上的像素不会重叠？2.家庭作业：练习3-1，3-2，3-3，3-8参考文献：卢峰，何云峰。计算机图形学基础(第二版)m。北京：电子工业出版社，2010。2布列森汉

10、.数字绘图仪的计算机控制算法J.IBM系统杂志。1964(4):2530。太原理工大学教学计划课程章节第三章基础图形的扫描变换(续)第五课教学时间：2013年9月16日类别1020541和1020542教学类型：理论课讨论课、实践课和习题课教学目标(知识教学和能力发展)1.理解扫描转换的基本概念。2.掌握第八种方法画圆和第四种方法画椭圆的原理3.理解圆和椭圆算法的误差项和递推公式。应用：学习基本原理，用MFC画圆和椭圆5.学习计算椭圆弧中任意点的法向量和椭圆下半部分误差项的初始值教学内容(指出重点和难点)课堂教学设计与教学方法一、3.2圆扫描转换3.2.1算法原理八角法画圆算法要点 3.2.2

11、构造中点误差项3.2.3递归公式二、3.3椭圆的扫描转换3.3.1算法原理基于四分法的椭圆绘制算法：重点3.3.2构造上部一的中点误差项3.3.3第一部分的递归公式3.3.4构造下部二的中点误差项椭圆弧上任意一点的法向量和椭圆下半部分误差项的初始值难度3.3.5下半年递归公式二三.本课的总结1.幻灯片放映，启发2.现场解释理论和程序3.可执行文件演示4.讲座与实践相结合，举例说明5.大型程序运行案例，解释原理，解释代码，扩展原理6.讨论并进入电脑思考，家庭作业1.思考：如果用圆方程直接画圆，如果用椭圆的极坐标方程直接画圆，哪种方法比Bresenham算法更有效？2.家庭作业：3-5，3-6参考

12、文献：卢峰，何云峰。计算机图形学基础(第二版)m。北京：电子工业出版社，2010。孙、胡世民。计算机图形学基础课程M。北京：清华大学出版社，2005。太原理工大学教学计划课程章节第三章基础图形的扫描变换(续)第六课教学时间：2013年9月23日类别1020541和1020542教学类型：理论课讨论课、实践课和习题课教学目标(知识教学和能力发展)1.了解抗锯齿技术的基本概念和应用领域。掌握吴反走样算法的原理3.了解吴抗锯齿4中相邻像素的颜色计算方法。应用：通过基本原理，MFC将用于绘制抗锯齿直线段5.学习颜色直线段的抗锯齿教学内容(指出重点和难点)课堂教学设计与教学方法一. 3.4抗锯齿技术二、

13、3.5吴抗锯齿算法3.5.1算法原理要点3.5.2构建距离误差项3.5.3计算机化。3.5.4彩色直线段的抗锯齿基于背景颜色的第八象限彩色直线段上下相邻像素的颜色计算方法难度三.本课的总结1.幻灯片放映，启发2.现场解释理论和程序3.可执行文件演示4.讲座与实践相结合，举例说明5.大型程序运行案例，解释原理，解释代码，扩展原理6.讨论并进入电脑思考，家庭作业1.思考：游戏中的反走样意味着什么？如何使用绘图工具观察抗锯齿效果。2.思考：如何消除三像素宽线条的锯齿？3.思考：如何使用面积加权算法构造抗锯齿线？4.思考：背景颜色会影响混叠效果吗？5.家庭作业：3-9参考文献：卢峰，何云峰。计算机图形学基础(第二版)m。北京：