《图形用户界面设计（地信）》课程教学大纲

1、PAGE PAGE - 6 -本科生课程大纲课程名称图形用户界面设计Graphic User Interface Design课程代码081502201287课程属性学科基础课时/学分48/2.5课程性质选修实践学时16责任教师 课外学时16课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修课程介绍1.课程描述：图形用户界面是一种人与计算机通信的界面显示格式，允许用户通过鼠标等输入设备操作屏幕上的图标或菜单选项，以选择命令、调用文件、启动程序或执行其它日常任务。图形界面设计主要包括两个方面的内容：界面设计与交互处理，前者可给予软件用户以良好的视觉体验，后者则能够提

2、高软件的易用性，因此图形界面设计是计算机软件研发的基本内容之一。本课程为地球信息科学与技术专业中地球信息科学与技术方向的学科基础课程，主要包括X Window系统、Qt图形用户界面设计、二维与三维图像绘制以及交互处理等内容。通过本课程的理论与实践两个环节的教学，使学生基本了解图形界面设计工具Qt的基本概念与特征，并能够掌握地球物理软件研发的关键内容之一图形用户界面设计方法、实现步骤与软件调试手段，从而为学生未来的实际工作和进一步深造夯实专业基础。2.设计思路：本课程以X Window系统、Qt图形用户界面设计、二维与三维图像绘制与软件交互处理等内容为主线，辅以大量的课内实践与课外编程实验活动，

3、能够使同学们掌握的图形用户界面设计知识得到及时应用，并在此基础上了解地球物理软件系统的研发过程。课程内容包括三个模块：X Window系统简介、Qt图形用户界面设计、二维与三维图像绘制及交互处理。（1）X Window系统简介：X Window系统是一种计算机软件系统和网络协议，提供了一个基础的图形用户界面（GUI）和丰富的输入设备能力。其中软件编写使用广义的命令集，它创建了一个硬件抽象层，允许设备独立性和重用方案的任何计算机上实现。X Window系统成为UNIX、Linux、以及Mac OS等操作系统所一致使用的标准化软件工具包及显示架构，其是Qt图形用户界面工具（库）的基础。本模块包括X

4、 Window简介、发展历程、特性、基本部件与用户界面等内容。（2）Qt图形用户界面设计：Qt是一套 HYPERLINK /view/469855.htm t _blank 跨平台的 HYPERLINK /view/824.htm t _blank C+图形用户界面应用程序框架，支持Windows、Linux、Mac OS X、Android、iOS与嵌入式系统等，为程序开发人员提供了创建优秀图形用户界面所需的全部功能。Qt可同时支持桌面应用程序开发、嵌入式开发和移动开发，覆盖了现有的所有主流平台，因此只需编写一次代码，然后发布到不同平台上重新编译即可。本模块包括Qt初步实践、基础窗口部件类、

5、程序主窗口类和Qt常用窗口部件等内容。（3）二维与三维图像绘制及交互处理：图像显示处理具有再现性强、处理精准以及适用性强等特点，不仅能够将地球物理数据通过数字图像直观地展现出来，而且灵活性强的交互处理过程是解决复杂地球物理问题的工具之一。因此，图形图像显示与交互处理是地球物理软件系统不可或缺的内容。本模块包括Qt二维图像绘制、图形用户界面交互处理与Qt三维图像绘制的OpenGL等内容。3.课程与其他课程的关系： 选课学生应具备一定的计算机理论与编程基础，先修课程为C程序设计。二、课程目标本课程目标是为地球信息科学与技术专业中地球信息科学与技术方向的学生提供一个针对地球物理软件系统进行图形用户界

6、面设计的窗口，引导并培养学生通过计算机程序编程解决实际地球物理问题的能力，增强沟通能力和团队合作意识。（1）通过本课程的理论与实践两个环节的教学，使学生基本了解当前地球物理软件系统图形用户界面设计的基本步骤，并熟练掌握通过Qt进行图形用户界面设计的过程。（2）了解图形用户界面设计在地球物理软件研发中的作用及地位，全面锻炼理论与实践相结合及解决实际问题的能力，为实际工作和进一步深造夯实专业基础。三、学习要求要完成所有的课程任务，学生必须：（1）按时上课，上课认真听讲，积极参与课堂讨论、随堂练习和测试。本课程将包含较多的课下作业、作业展示、小组讨论等课堂活动。（2）按时完成常规练习作业。这些作业要

7、求学生按书面形式提交，只有按时提交作业，才能掌握课程所要求的内容。延期提交作业需要提前得到任课教师的许可。（3）积极完成程序设计实验内容。这些实验活动是掌握图形用户界面设计的必要内容，是学生应用与研发地球物理专业软件系统的基础。四、教学进度序号专题主题计划课时主要内容概述实验实践内容1绪论计算机图形用户界面简介2图形用户界面的概念、发展历程与主要分类等2X Window系统X Window系统概观2X Window系统的特点、发展历程、主要发行版本Xlib（C Language X Interface）2Xlib简介、主要函数与程序研发方法Xlib的例程3Qt初步实践Qt简介1Qt的特点、发展

8、历程与用户指南集成开发环境QtCreator简介1QtCreator窗口与主要工具介绍编写C+程序Qt程序初探2建立主程序、建立工程与编译运行编写Qt程序Qt对话框2建立对话框、启动对话框与Qt布局管理器编写对话框程序4基础窗口部件QWidgetQt设计器创建窗口部件1Qt设计器基础、绘制窗口部件编写QWidget程序自定义窗口部件类1. 直接引用、单一继承与多继承方式Qt的信号与槽机制2信号和槽的基本原理、设计过程与自动关联机制QWidget介绍2窗口标志、几何布局、样式表与对象模型5程序主窗口QMainWindow简介主窗口框架2QMainWindow主窗口框架介绍编写文本编辑器程序主窗口

9、创建2主窗口的Qt设计器创建与源码创建主窗口管理2锚接部件、状态栏、多文档管理等6Qt常用窗口部件介绍Buttons组件2QPushButton、QToolButton、QRadioButton与QCheckBox等编写频谱分析与带通滤波程序Input组件2QLineEdit、QSpinBox、QComboBox与QTimeEdit等其它常用组件2QLabel、QListWidget、QTableWidget、QFrame与QGroupBox等7Qt二维图像绘制与交互处理Qt绘图基础3Qt绘图的基本工具（类）编写叠加速度分析与拾取程序坐标系统与绘图设备2坐标系统、坐标变换、QImage与QPi

10、xmap绘图设备等事件处理3事件机制、鼠标事件与键盘事件等8Qt三维图像绘制的OpenGLOpenGL简介2OpenGL的概念、发展历史与程序设计编写简单几何体的重力场三维显示程序OpenGL绘图2创建OpenGL窗口、着色、3D与旋转灯9Qt文件处理与多线程管理机制Qt文件处理4读写文件、目录操作与文件管理等编写文件管理的程序多线程管理机制2线程的启动、互斥与同步、Qt的线程机制等编写多线程并行运算的程序五、参考教材与主要参考书1. 选用教材：1Jasmin Blanchette, Mark Summerfield（严锋欣,曾泉人,张志强译）. C+ GUI Qt4编程（第二版）. 北京：电子工业出版社. 2013.52. 主要参考书：1 HYPERLINK /view/2334179.htm t _blank 蔡志明,卢传富,李立夏等. 精通Qt4编程. 北京：电子工业出版社. 2009.12霍亚飞. Qt Creator快速入门. 北京：北京航空航天大学出版社，2012.5 六、成绩评定（一）考核方式 A ：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他（二）成绩综合评分体系： 成绩综合评分体系比