计算机图形学教案Word文件下载.docx
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讲课：
38学时
实验：
6学时
上机：
学时
学分数
3
课型
必修课（√）选修课（）
理论课（）实验课（）
任课教师
职称
授课对象
计061、052、053、064
基本教材和主要参考资料
《计算机图形学》张曦煌等北京邮电大学出版社
《计算机图形学基础》陈传波等电子工业出版社
《计算机图形学基础》唐泽圣等清华大学出版社
《计算机图形学》孙家广等清华大学出版社
课程的特点
1．本课程重点在各种图形生成算法及程序设计
2．对各种图形的生成算法及程序设计要求并重。
3．实验课程是最重要的学习与实践环节。
教学目的和要求
1、了解CG的产生、发展和目前在各领域的应用情况及其研究动态；
2、了解图形系统的功能、组成、特点和交互技术；
3、理解图形表示、生成、变换和显示等方面的基本原理及相关算法；
4、通过上机实验课，编程实现各种图形和生成算法。
《计算机图形学》课程教案
授课时间
课次
1
授课方式
理论课
课时安排
2
授课题目（教学章、节或主题）：
第一章绪论
第1、2、3、4节
教学目的、要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：
了解计算机图形学及其发展、应用、研究内容及与相关学科的关系。
教学重点及难点：
重点及难点：
与图象处理、模式识别的关系，CG的应用情况和研究动态。
教
学
基
本
内
容
、
方
法
及
手
段
教学基本内容
方法及手段
1.1计算机图形学的发展历史（多媒体、讲解15分钟）
1.2计算机图形学的应用及研究前沿（多媒体、讲解25分钟）
1.3计算机图形学的研究内容（多媒体、讲解25分钟）
1.4计算机图形学与相关学科的关系（多媒体、讲解25分钟）
注：
用多媒体课件演示教学内容，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和应用。
拟留作业和思考题：
作业：
1.3
小结：
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；
对与图形相关的应用及当前的研究热点有一个初步认识；
第二章计算机图形系统
掌握计算机图形学系统的组成；
熟悉计算机图形学常用输入输出设备；
了解计算机图形标准；
重点：
重点图形设备的基本知识尤其是图形显示系统；
图形系统硬件设备中的光栅扫描显示器的基本原理
难点：
彩色光栅扫描显示器
2.1计算机图形系统概述（多媒体、讲解10分钟）
2.2图形输入设备（多媒体、讲解15分钟）
2.3图形绘制设备（多媒体、讲解15分钟）
2.4图形显示系统（多媒体、讲解50分钟）
用多媒体课件演示教学内容，使学生掌握图形系统的组成和图形系统的硬、软件设备。
2.3
首先概述了计算机图形学的硬件设备、对图形学的输入和输出设备作了简单地介绍，使学生对计算机图形学的概貌有一些基本的了解。
重点讲解了图形显示设备。
引出第3章的话题。
第5，6，7节
教学目的、要求（分掌握、、了解三个层次）：
掌握用VC++和OpenGL进行图形程序开发的方法。
了解图形标准的发展情况
2.5计算机图形标准
2.6VisualC++的图形程序开发方法
2.7OpenGL程序设计基础
多媒体、讲解20分钟
多媒体、讲解35分钟
多媒体、讲解35分钟
为实验课做准备。
4
第三章二维图形生成技术
第1节
掌握各种直线扫描转换算法
DDA、中点、Bresenham画直线
直线的Besenham绘制方法及程序设计
3.1直线扫描转换算法（多媒体、讲解5分钟）
提问：
算法效率如何体现？
3.1.1直线DDA算法（板书推导为主，加多媒体讲解25分钟）
此算法在计算速度的改进体现在什么地方？
还有改进的余地吗？
强调：
为什么针对k的大小，设计相应的算法
3.1.2中点画线算法（板书推导为主，加多媒体讲解30分钟）
怎样判断一点在直线的上方，下方？
3.1.3Bresenham画线算法（板书推导为主，加多媒体讲解30分钟）
1.用板书推导出三种算法的数学模型
2.用多媒体课件显示程序设计方法
3.用比较的方法引导学生思考
这些算法还用改进的必要和余地吗？
3.1
所用知识点：
直线的参数方程。
理解和掌握各种算法的原理、主要思想和优缺点。
能够编程实现各种算法。
5
第3章二维图形生成技术
第2节
掌握圆的几种生成常用算法，能够编程实现Bresenham画圆算法
Bresenham画圆算法
3.2圆的扫描转换算法
3.2.1圆的性质（多媒体、讲解25分钟）
需要绘制整个圆吗？
如果不是，要绘制多少？
提示对称性
3.2.2中点画圆算法（板书推导为主结合多媒体讲解35分钟）
怎样判断一点在圆内、外和圆上？
3.2.3Bresenham画圆算法（板书推导为主结合多媒体讲解35分钟）
1.用板书推导出两种种算法的数学模型
2.用多媒体课件显示程序设计方法
思考：
有了直线、圆的生成算法，可不可以推导椭圆、抛物线、双曲线的生成算法？
在直线生成算法的基础上理解圆的生成算法，编程看看效果
所用知识点：
圆的参数方程及圆的代数方程
6
第3节
掌握用区域填充算法中的三种方法，理解各种算法的优缺点，并能编程实现。
重点与难点：
扫描线种子填充算法
3.3填充技术（多媒体、讲解30分钟）
●填充概念
●填充的分类
3.3.1种子填充算法（多媒体、讲解60分钟）
●简单的种子填充算法
◆四连通种子填充算法
◆八连通种子填充算法
●扫描线种子填充算法
1.用课件动画演示三种种子填充算法的具体过程。
2.用板书和课件结合讲解改进型的简单种子填充算法的程序设计
思考题：
怎样选择种子，怎样判断种子在多边形里面？
种子填充算法的速度如何？
它适用于什么场合？
还有没有更快的算法？
引入下节课的内容。
栈结构
7
第4，5，6节
掌握多边形扫描线填充算法,理解矢量字符和点阵字符的存储和显示。
了解反走样的简单处理方法。
多边形域填充的简单算法
有效边表扫描线填充算法
3.3.2多边形扫描线填充算法（多媒体、讲解50分钟）
（1）求交点的简单算法
（2）有效边表扫描线填充算法
举例用板书推导有效边表扫描线填充过程
3.4字符处理（多媒体、讲解15分钟）
点阵字符
矢量字符
3.5属性处理（多媒体、讲解10分钟）
3.6反走样（多媒体、讲解15分钟）
1.用课件动画演示多边形域填充算法的具体过程。
2.用板书和课件结合讲解多边形域填充的简单算法的程序设计
3.3
总结多边形扫描线填充算法和种子填充算法的异同点，强调顶点的计算方法。
理解矢量字符和点阵字符的存储和显示。
链表结构
8
第四章图形变换
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。
齐次坐标方法
复合变换。
4.1基本几何变换
4.1.1二维图形几何变换（多媒体、讲解10分钟）
4.1.2变换的矩阵表示（多媒体、讲解35分钟）
4.1.3复合变换（多媒体、讲解30分钟）
4.1.4二维几何变换的函数（多媒体、讲解15分钟）
1.用课件演示各种变换的公式。
2.用课件动画演示复合变换的推导过程。
3.用Vc演示各种变换应用程序设计所形成的几何图形。
3.2
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。
并能编程实验
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