计算机图形学教学大纲word文档经典Word文件下载.docx

1、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 Visual Studio 6.0 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

2、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

3、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、Jav

4、a2D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

5、 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

6、 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

7、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

8、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

9、、 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