计算机图形学教学大纲word文档经典Word文件下载.docx
《计算机图形学教学大纲word文档经典Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机图形学教学大纲word文档经典Word文件下载.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
本课程主要目的是使学生通过“计算机图形学”课程的学习，了解计算机图形学的经
典核心体系，掌握计算机图形学中基于OpenGL的图形应用编程。
培养学生将计算机图形
学原理运用到图形编程案例中的能力。
本课程是计算机专业的重点课程，教学内容以系统性和实用性为原则，要求达到计算
机图形学教学三个层次的第二个层次。
1．了解计算机图形学的基本概念；
2．掌握计算机图形学的基本理论和基本操作方法；
3．掌握VisualStudio6.0操作平台；
4．掌握基于OpenGL的图形编程技术；
5．了解计算机动画的原理和方法，具备一定的基于OpenGL动画开发能力。
学时分配表
章次
章名
学时
备注
第一章
绪论
2
第二章
图形系统
第三章
二维图形生成
8
第四章
图形几何变换
6
第五章
二维观察
4
第六章
三维观察
第七章
三维对象
第八章
真实感图形技术
第九章
交互技术
第十章
计算机动画
复习
3
总学时合计
51
含上机实习
［实验要求］
本课程实验要求较高，实验内容多且相关性较强，有关实验的具体要求与内容需按实验
大纲执行，本大纲中不再另行说明。
计算机图形学的目标与任务；
计算机图形学的内容体系；
计算机图形学相关学科；
计算
机图形学相关领域。
[教学目标与要求]
熟练掌握：
掌握：
计算机图形学的应用领域；
计算机图形学的相关学科；
了解：
计算机图形学的发展。
[重点与难点]
计算机图形学的目标与任务。
[教学时数]
2学时
第一章绪论
第一节计算机图形学的目标与任务
第二节计算机图形学的内容体系
第三节计算机图形学相关学科
第四节计算机图形学的应用领域
CAD/CAM）
第五节计算机图形学的发展
[复习思考题]
1、图形包括哪两方面的要素？
在计算机中如何表示它们？
2、图形的本质是什么？
3、如何看待计算机图形学的发展趋势？
第二章图形系统
Visual图形系统概述；
图形系统体系结构；
图形支撑软件；
图形硬件显示原理；
[教学目标与要求]
图形硬件显示原理
图形系统基本概念和术语；
图形支撑软件
[教学时数]
第一节图形系统概述
一、图形系统组成结构
1.图形系统组成结构
2.图形系统分类
第二节图形系统体系结构
应用程序阶段
几何处理阶段
第三节图形支撑软件
一、OpenGL
二、DirectX
三、Java2D和Java3D
第四节图形硬件显示原理
一、图形显示设备及工作原理
二、图形显示方式
三、光栅扫描图形显示系统
［复习思考题］
1、从图形硬件显示原理角度，思考并分析如何显示直线？
2、请你总结一下光栅显示系统的优缺点？
3、在光栅显示系统中，显卡有什么作用？
第三章二维图形生成
［教学内容］
直线生成算法；
圆弧绘制算法；
区域填充；
字符；
反走样技术；
［教学目标与要求］
圆弧绘制算法
反走样技术
字符编码
[重点与难点]
8学时
第一节直线生成算法
Bresenham画线法
第二节圆弧绘制算法
第三节区域填充
第四节字符
第五节反走样技术
第六节编程实例-地图绘制
一、地图绘制方法
二、基于OpenGL的地图绘制
1、简述DDA算法、中点画线法、Bresenham画线法算法的思想？
2、根据中点画圆法和Bresenham算法，绘制一条端点为（1，1）和（6，5）的直线，画
出对应各像素的位置？
第四章图形几何变换
[教学内容]
二维几何变换；
三维几何变换；
图形几何变换的模式；
6学时
第一节二维几何变换
一、基本变换
二、二维复合变换
三、二维坐标系间的变换
第二节三维几何变换
二、三维复合变换
三、三维坐标系间的变换
第三节图形几何变换的模式
1、试编写对二维点实现平移、旋转、比例变换的程序。
2、试推导把二维平面上的任一条直线P1（x1，y1）、p2（x2，y2）变换成与y坐标轴重合的变换矩阵？
第五章二维观察
[教学内容]
二维观察概述；
二维观察流水线；
裁剪；
OpenGL二维观察简介
二维观察概述
4学时
第一节二维观察概述
第二节二维观察流水线
第三节裁剪
一、点的裁剪
二、直线裁剪
三、多边形裁剪
四、其他裁剪
第四节OpenGL二维观察简介
一、OpenGL投影模式
二、GLU裁剪窗口函数
三、OpenGL视区函数
[复习思考题]
1、二维观察为何需要坐标系？
如果没有坐标系，可以完成二维观察吗？
坐标系的作用是
什么？
2、OpenGL如何实现二维观察？
需要用到的函数有哪些？
第六章三维观察
[教学内容]
三维观察流水线：
观察变换；
投影变换；
三维裁剪
投影变换
6学时
第一节三维观察流水线
第二节观察变换
第三节投影变换
第四节三维裁剪
1、试写出正轴测投影变换矩阵，并推导出正等测图的条件？
2、试编写实现出一个单位立方体的正平行投影、斜平行投影和透视投影图的程序？
3、试利用OpenGL函数库编写实现一个简单场景（比如有两个简单几何体）的模型变
换、视点变换、投影变换和视口变换的应用程序？
第七章三维对象
三维对象概述；
三维实体表示基础；
三维实体表示方法；
三次参数曲线；
双三次参数曲
面；
三维实体表示方法
双三次参数曲面；
三维对象概述
第一节三维对象概述
第二节三维实体表示基础
一、基本几何元素
二、几何信息与拓扑信息
三、几何造型模型
第三节三维实体表示方法
一、边界表示
二、扫描表示
三、构造实体几何表示
四、空间细分表示
第四节三次参数曲线
一、基本特性
二、Hermite曲线
三、Bezier曲线
四、B样条曲线
第五节双三次参数曲面
一、Coons曲面
二、Beezier曲面
三、B样条曲面
四、双三次参数曲面片的绘制
1、什么是实体？
实体的概念有什么用处？
2、常用的几何元素有哪些？
3、请说明什么是扫描表示、构造实体几何表示和细分表示？
第八章真实感图形技术
概述；
消隐算法；
颜色模型；
光照模型；
纹理映射技术；
OpenGL真实感图形
消隐算法
第一节概述
第二节消隐算法
第三节颜色模型
OpenGL中的颜色模型
第四节光照模型
第五节纹理映射技术
二、几何纹理映射
第六节OpenGL真实感图形
一、OpenGL光照函数
二、物体表面特性函数
三、OpenGL纹理映射
1、简单光照模型中有哪几种类型的光？
各自的特点是什么？
2、使用OpenGL绘制一个各个面都贴有不同纹理图形的正方体？
第九章交互技术
人机交互界面；
交互技术；
OpenGL交互式绘图；
OpenGL交互式绘图
人机交互界面
第一节人机交互界面
一、用户接口模型
二、信息输入控制方式
第二节交互技术
一、交互输入技术
二、交互控制技术
三、图形拾取技术
第三节OpenGL交互式绘图
一、OpenGL选择模式
二、OpenGL反馈模式
1、如何划分用户接口的类型？
Seeheim模型各组成部分的作用是什么？
2、交互式图形系统有哪几种输入方式？
每种方式的含义是什么？
3、人机交互用户界面的一般原则是什么？
第十章计算机动画
动画简介；
关键帧动画技术；
过程动画；
OpenGL动画；
过程动画
OpenGL动画
动画简介
［重点与难点］
［教学时数］
第一节动画简介
第二节关键帧动画技术
一、关键帧插值
二、基于网格的图像变形技术
三、FFD（自由变形技术）
四、关节动画和角色动画
第三节过程动画
一、粒子系统
二、基于物理模型的布料动画
第四节OpenGL动画
一、双缓存技术
二、OpenGL帧缓存
1、动画的本质作用是什么？
2、如何理解过程动画？
实现过程动画的核心是什么？
3、根据几何变换知识，实现一个简单立方体的旋转动画？
[重点章节]
升级会员 