计算机图形学教学大纲（软件专业）

《计算机图形学》教学大纲 ComputerGraphics【课程编号】XZ25127【课程类别】软件专业【学分数】 【先修课程】C/C++程序设计，解析几何，线性代数。【学时数】30【适用专业】软件工程。一.教学目的、任务使学生了解计算机图形学的发展，掌握图形学的基本原理、算法和实现技术。重点学习各种基本图形的生成算法，参数曲线曲面的描述及其生成算法，几何变换，投影变换，以及裁剪等。了解消隐、明暗处理和真实感图形生成等算法。了解纹理映射、阴影生成和反走样等技术。二．课程教学的基本要求1.了解计算机图形学基本原理；2.理解掌握基本图形生成算法；

3.理解掌握图形几何变换技术；三、教学内容和学时分配（一）第一章绪论1学时主要内容：计算机图形学的概念；计算机图形学与其它相关学科的关系；计算机图形学的应用与研究领域；计算机图形学的发展历史及研究动态；计算机图形系统的功能和结构。教学要求：理解记忆计算机图形学的概念；了解计算机图形学与其它学科的关系；了解计算机图形学的应用与研究领域；了解计算机图形学的发展历史及研究动态；了解计算机图形系统的功能和结构。（二）第二章计算机图形设备与系统1学时主要内容：计算机图形系统的组成；图形输入与输出设备；计算机图形系统标准。教学要求：了解计算机图形系统的组成；了解常用的图形输入与输出设备；了解光栅显示系统(CRT、LCD)的原理及特点；了解计算机图形系统的相关标准;了解像素、分辨率等概念；（三）第三章用户接口及交互技术1学时主要内容：图形软件的用户接口设计，逻辑输入设备与输入处理，交互式绘图技术；教学要求：了解图形软件的用户接口设计方法。（四）第四章图形的表示与数据结构1学时主要内容：基本概念；三维形体的表示；非规则对象的表示；图形的层次结构。教学要求：了解规则对象的描述方法及数据结构；了解非规则对象的表示方法。（五）第五章基本图形生成算法3学时主要内容：直线的光栅化算法（DDA算法、Bresenham算法）；圆、椭圆的光栅化算法（Bresenham算法）。教学要求：理解光栅显示系统成像特点(最优像素逼近)；理解并掌握常用的基本图形生成算法。（六）第六章多边形的扫描转换及区域填充3学时主要内容：多边形的扫描转换（基础知识、扫描线算法、边缘填充算法、栅栏填充算法、边界标志算法）；区域填充（基础知识、种子填充算法、扫描线种子填充算法）；字符的存储及显示；反走样；图元属性（线型、线宽的处理）。教学要求：掌握基本概念；了解常用算法；掌握扫描线算法、边缘填充算法和种子填充算法；了解字符的存储及显示技术；了解走样的产生原因及常用的反走样技术。（七）第七章二维裁剪2学时主要内容：基础知识；直线裁剪（Cohen-Sutherland算法、中点算法、参数法(Cyrus-Beck算法)、Liang－Barskey算法、Nicholl-Lee-Nicholl算法）；多边形裁剪（Sutherland-Hodgman算法、Weiler-Atherton算法)；文字裁剪的基本概念。教学要求：了解基础知识和常用算法；掌握基本概念；掌握Cohen-Sutherland算法、Liang－Barskey算法；掌握Weiler-Atherton算法。（八）第八章曲线和曲面3学时主要内容：曲线和曲面的基础知识；Hermite曲线与曲面；贝塞尔曲线与曲面；B样条曲线与曲面；有理样条曲线和曲面；曲线曲面的转换和计算。教学要求：掌握曲线和曲面的基础知识；掌握常用的参数曲线（Hermite曲线、贝塞尔曲线、B样条曲线）的表示形式及生成算法以及曲线的性质和图形特点；了解常用的参数曲面（Hermite曲面、贝塞尔曲面、B样条曲面）的表示形式及曲面性质和图形特点。了解有理样条曲线和曲面。了解不同表达形式的曲线曲面转换方法。（九）第九章图形变换及观察10学时主要内容：数学基础（齐次坐标）；基本概念（窗口与视区、坐标系）；二维图形的几何变换；三维图形的几何变换；复合变换（含光栅变换）；投影变换（含透视变换）；观察坐标系及观察空间；三维图形的显示流程；三维裁剪。教学要求：掌握基本概念；掌握二维图形和三维图形的几何变换；掌握坐标系变换及常用的投影变换；熟练掌握透视投影变换；了解三维图形的显示流程；理解三维裁剪的原理。（十）第十章消隐技术2学时主要内容：深度缓存器算法；区间扫描线算法；深度排序算法；区域细分算法；光线投射算法；BSP树算法；多边形区域排序算法。教学要求：了解基础知识；初步掌握常用消隐技术的基本原理及算法；熟练掌握深度缓存器算法，光线投射算法。（十一）第十一章真实感图形3学时主要内容：简单光照模型（Phong模型、Gouraud明暗处理、Phong明暗处理）；纹理、阴影、透明；整体光照模型与光线跟踪；辐射度方法。教学要求：掌握简单光照模型；了解纹理、阴影、透明等相关知识；了解整体光照模型与光线跟踪。了解辐射度方法。四、教学重点、难点及教学方法重点：基本图形生成算法；曲线和曲面；图形变换；教学方法：教师讲授为主，学生实验验证，教师总结。难点：图形变换。教学方法：教师讲授，课堂讨论，实验验证。五、考核方式及成绩评定方式：