搜索
《计算机图形学》教学大纲课程编码：07153054课程名称：计算机图形学英文名称：ComputerGraphics开课学期：第5学期学时/学分：48/3课程类型：专业必修课开课专业：计算机科学与技术专业选用教材：《计算机图形学》机械工业出版社徐长青、许志闻等编著2004年主要参考书:(1)《计算机图形学导论》董士海、唐泽圣等译机械工业出版社2004年(2)《计算机图形学的算法基础》石教英彭群生等译机械工业出版社2002年(3)《计算机图形学基础教程》孙家广，胡事民编著清华大学出版社2005年(4)《计算机图形学》蔡士杰，宋继强，蔡敏译电子工业出版社2005年执笔人：徐长青一、课程性质、目的与任务计算机图形学是一门计算机专业基础课，是计算机专业本科生必修的专业基础课。本课程介绍图形显示及图形表示的方法和原理。通过本课程的学习，使学生了解计算机在图形应用方面的基础原理，了解图形应用中的特殊性处理方法，进而懂得计算机在数值领域深入应用的方法，为问题的解决提供适宜的模型和办法。二、教学基本要求《计算机图形学》主要介绍图形显示及图形表示的方法和原理。通过学习计算机图形学，使学生达到如下要求：1．全面掌握计算机图形学的基本概念。掌握图形处理的基本原理以及各种相关的算法，全面、系统地了解计算机图形学在计算机应用技术中的特殊的处理方法。2．理解和掌握二维图形显示流程和三维图形显示流程，进一步掌握真实感图形显示技术。3．注重培养学生的独立思考的能力，结合理论和实践环节，培养和提高学生分析问题和解决问题的能力。通过对各种算法的深入学习和扎实掌握，从而能够针对实际问题的解决提出适宜的方法和模型。4．制作电子教学课件，运用课件进行教学。三、各章节内容及学时分配第一章计算机图形学简介（4学时）第一节计算机图形学及相关学科一、图形学概念二、图形学、图象处理与模式识别的关系三、交互式计算机图形学第二节计算机图形学的起源一、“Sketchpad:人-机图形通信系统”-IvanE.Sutherland二、国内的发展第三节计算机图形学应用及发展动向一、计算机图形学应用二、计算机图形学的研究内容与发展动向第四节图形系统硬件一、图形系统硬件的构成二、图形显示器的工作方式三、光栅扫描显示的原理、结构第五节计算机图形标准一、计算机图形标准的定义二、常用的几种图形标准第二章图形基元的显示（4学时）第一节直线扫描转换算法一、DDA扫描转换算法二、中点扫描转换算法三、Breshenham扫描转换算法第二节圆的扫描转换算法一、中点画圆法二、Bresenham画圆法第三节种子填充算法一、内定义四连通填充算法二、边界定义四连通填充算法三、扫描线种子填充算法第四节多边形扫描转换算法一、扫描前的预处理二、有序边表和活跃边表三、多边形扫描转换算法第三章图形变换（8学时）第一节变换的数学基础一、向量和向量运算二、矩阵和矩阵运算三、齐次坐标第二节二维图形变换一、基本几何变换的种类与计算公式二、组合变换第三节二维视见变换一、窗口、视区的概念二、视见变换与视见变换的计算第四节三维图形变换一、基本几何变换的种类与计算公式二、组合变换第五节投影一、投影的形成和种类二、平行投影的种类与计算三、透视投影的种类与计算第六节裁剪一、裁剪的定义二、Cohen-Sutherland直线段裁剪算法三、中点分割算法四、梁友栋-Barsky算法五、Sutheland-Hodgman多边形裁剪算法六、凸多边形为裁剪区域的直线段裁剪算法第四章曲线和曲面（6学时）第一节曲线和曲面表示的基础一、曲线和曲面的参数表示二、曲线、曲面的表现方式第二节Hermite多项式和Coons曲面一、Hermite多项式二、Coons曲面第三节Bezier曲线与曲面一、Bezier曲线二、Bezier曲面第四节B样条曲线与曲面一、B样条曲线二、B样条曲面第五章图形运算（10学时）第一节线段的交点计算一、两条线段求交二、多条线段求交第二节多边形表面的交线计算一、平面方程的确定方法二、确定交线的处理步骤第三节平面中的凸壳算法一、Graham扫描算法二、Javis行进算法第四节包含与重叠一、简单多边形包含算法二、凸多边形包含算法三、凸多边形重叠计算第五节简单多边形的三角剖分一、简单多边形的三角剖分算法二、凸多边形的最小三角剖分算法第六章形体的表示及其数据结构（8学时）第一节二维形体的表示一、折线、带树法的边界表示方法二、平面图形的四叉树表示方法第二节三维几何模型一、几何元素与形体层次结构二、线框、表面及实体表示三、三维实体表示方法四、八叉树第三节分形一、分形的概念与维数计算二、分形的一般算法三、VonKoch算法四、Julia和Mandelbrot集第七章消除隐藏线和隐藏面算法（6学时）第一节线面比较法消除隐藏线一、外法线确定可见面计算二、线面比较法消除隐藏线步骤第二节深度排序算法第三节Z-缓冲算法第四节扫描线算法第五节区域分割算法第八章真实感图形的绘制（2学时）第一节漫反射与具体光源的照明一、环境光二、漫反射三、镜面反射与Phong模型四、光的衰减第二节多边形网的明暗处理一、常数明暗法二、Gouraud方法三、Phong方法四、考核方式：笔试（闭卷）五、其它教学环节1．总复习2学时。2.答疑安排现场答疑。