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装订首页太原工业学院教案课程：计算机图形学学期：2013/14第一学期课时：理论52，实验12教材：计算机图形学基础教程计算机图形学实践教程教师：孔令德苏静李丽亚太原工业学院教案课程章节第一章导论第1次课授课时间2013年9月2日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面内容)1、了解计算机图形学的应用领域2、掌握光栅扫描显示器的工作原理3、理解计算机图形学的概念4、应用：有兴趣的同学可以学习应用morph图形处理方法5、学会用三维视觉看立体画教学内容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、1.1计算机图形学的应用领域二、1.2计算机图形学的概念[重点]三、1.3订算机图形学的相关学科1.4计算机图形学的确立和发展四、1.5图形显示器的发展及其工作原理介绍各种显示器的原理：随机扫描显示器、直视存储管显示器、光栅扫描、液晶、三维显示器，光栅扫描重点讲。[重点]五、1.6图形软件标准的形成1.7计算机图形学的最新技术[难点]六、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解加实例，大量动画作品演示3.讲解理论和生活实际相结合4.讲练结合，示例5.生活实例引入，分析原理，讲授，图示6.分一小段时间让学生来看三维画，讲解观看技巧，提高学习兴趣7.讨论，上机思考、作业1、思考：反走样（平滑）处理的方法，LOD与IBR的异同2、作业：习题1-1，1-11，1-13参考文献：[1]孙家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M]。北京：清华大学出版社，2005.[2]SutherlandIvanE..Sketchpad:AMan-MachineGraphicalCommunicationSystem[D].ProceedingsAFIPSSpringJointComputerConference,Detroit,Michugan,May1963,Vol.23:329~346.太原工业学院教案课程章节第二章MFC绘图基础第2次课授课时间2013年9月5日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学，能力拓展两个方面内容)1、了解VisualC++6.0可视化平台的基本知识2、掌握OnDraw()函数的使用3、理解面向对象程序设计的基础概念4、应用：画笔和画刷函数及双缓冲的使用方法5、学会用映射模式的两种方法教学内容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、2.1面向对象程序设计基础二、2.2MFC上机操作步骤三、2.3MFC基本绘图函数2.3.1CDC类结构和GDI对象2.3.2映射模式理解映射模式，可采用设置视区和设置窗口两种方法[难点]2.3.3使用GDI对象[重点]画笔和画刷函数；理解双缓冲机制；四、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解理论，现场编程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.生活实例引入，分析原理，讲授，图示6.请一个学生到讲台上编一小段简单的函数，讲解方法，提高兴趣7.讨论，上机思考、作业1、思考：不使用画笔与画刷绘制一个矩形，请说明系统默认的边界色与填充色。2、思考：先绘制一个小椭圆，再绘制一个覆盖它的大矩形，如何才能在矩形中显示椭圆？他们的作用是什么？如何绘制一个没有边界的红色圆呢？3、思考：库画笔、库画刷与自定义画笔、自定义画刷在使用方法上有何区别？4、作业：习题2-4，2-5参考文献：[1]郑阿奇，丁有和.VisualC++应用教程[M].北京：人民邮电出版社，2008.[2]孔令德.计算机图形学基础教程（VisualC++版）[M].北京，清华大学出版社，2008.太原工业学院教案课程章节第二章MFC绘图基础（继续）第3次课授课时间2013年9月9日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面内容)1、了解CDC类的成员函数2、掌握绘制像素点、矩形、椭圆等成员函数的使用3、理解双缓冲机制位图函数、文本函数4、应用：各种绘图函数的正确使用方法5、学会MFC绘图的几种方法6、具有使用绘图函数绘制复杂图形的能力教学内容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、2.3.4CDC类的绘图成员函数[重点]1、绘制像素点和获取像素点2、绘制直线段和绘制矩形函数3、绘制椭圆和绘制椭圆弧4、绘制扇形和绘制多边形函数5、路径层函数6、绘制Bezier样条函数7、位图操作函数8、文本函数二、2.3.5双缓冲机制[难点]三、2.3.6设备上下文的调用和释放2.3.7MFC绘图的几种方法四、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解理论，现场编程3.绘图成员函数的源代码及可执行文件演示4.讲练结合，示例5.生活实例引入，如阴阳鱼、汽车标志等，分析原理，讲授，图示6.讨论，上机思考、作业1、思考：如何使用双缓冲机制实现动画，为什么不需要刷新屏幕？2、思考：三次Bezier样条拼接的注意事项？3、作业：习题2-6,2-7参考文献：[1]郑阿奇，丁有和.VisualC++应用教程[M].北京：人民邮电出版社，2008.[2]孔令德.计算机图形学基础教程（VisualC++版）[M].北京，清华大学出版社，2008.太原工业学院教案课程章节第三章基本图形的扫描转换第4次课授课时间2013年9月12日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面内容)1、了解扫描转换的基本概念2、掌握绘制像素点函数SetPixelV()的使用3、理解直线扫描转换算法原理4、应用：通过基本原理拓展到彩色直线段的扫描转换5、学会使用拉格朗日线性插值方法绘制彩色直线段、直线段绘制闭合图形算法教学内容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、3.1直线的扫描转换3.1.1算法原理主要步骤是：（1）根据直线的斜率确定主位移方向；（2）中点误差项的递推公式；（3）中点误差项的初始值。[重点]3.1.2构造中点误差项3.1.3递推公式3.1.4绘制任意斜率的直线二、拓展1：彩色直线段的扫描转换算法[难点]给定直线段两个顶点的坐标和颜色值，使用拉格朗日线性插值方法可以实现直线段颜色从起点到终点的光滑过渡。拓展2：直线段绘制闭合图形算法[难点]三、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解理论，现场编程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.大程序运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机思考、作业1、思考：用插值法绘制直线时，t取何值，屏幕上的像素点刚好不会有重合？2、作业：习题3-1，3-2,3-3,3-8参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．北京：电子工业出版社，2010.[2]、BRESENHAMJE.AlgorithmforComputerControlofaDigitalPlotter[J].IBMSystemJournal.1964(4):25～30.太原工业学院教案课程章节第三章基本图形的扫描转换（继续）第5次课授课时间2013年9月16日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面内容)1、了解扫描转换的基本概念2、掌握八分法绘制圆和四分法绘制椭圆的原理3、理解圆和椭圆算法的误差项和递推公式4、应用：学习基本原理会用MFC绘制圆和椭圆5、学会计算椭圆弧上任一点的法矢量和椭圆下半部分误差项的初始值教学内容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、3.2圆的扫描转换3.2.1算法原理八分法绘制圆算法[重点]3.2.2构造中点误差项3.2.3递推公式二、3.3椭圆的扫描转换3.3.1算法原理四分法绘制椭圆算法；[重点]3.3.2构造上半部分I的中点误差项3.3.3上半部分I的递推公式3.3.4构造下半部分II的中点误差项椭圆弧上任一点的法矢量和椭圆下半部分误差项的初始值[难点]3.3.5下半部分II的递推公式三、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解理论，现场编程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.大程序运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机思考、作业1、思考：如果直接使用圆的方程绘制圆，如果直接使用椭圆的极坐标方程绘制圆，请问这种方法与Bresenham算法的效率那个高？2、作业：3-5,3-6参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．北京：电子工业出版社，2010.[2]孙家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].北京：清华大学出版社，2005.太原工业学院教案课程章节第三章基本图形的扫描转换（继续）第6次课授课时间2013年9月23日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面内容)1、了解反走样技术基本概念及应用领域2、掌握Wu反走样算法的原理3、理解Wu反走样中相邻像素点的颜色计算方法4、应用：通过基本原理会用MFC绘制反走样直线段5、学会彩色直线段的反走样教学内容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、3.4反走样技术二、3.5Wu反走样算法3.5.1算法原理[重点]3.5.2构造距离误差项3.5.3计算机化3.5.4彩色直线段的反走样基于背景色的第一个八分之一象限内彩色直线段上下相邻像素的颜色计算法[难点]三、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解理论，现场编程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.大程序运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机思考、作业1、思考：游戏中的抗锯齿指的是什么？如何使用绘图工具观察反走样效果？2、思考：三像素宽度直线如何进行反走样？3、思考：如何使用面积加权算法构造反走样直线？4、思考：背景色会对走样效果产生影响么？5、作业：3-9参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．北京：电子工业出版社，2010.[2]孙家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].北京：清华大学出版社，2005.太原工业学院教案课程章节第四章多边形填充第7次课授课时间2013年9月26日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面内容)1、了解多边形的扫描转换的相关知识2、掌握有效边表填充算法的原理3、理解边表、有效边表、桶表的概念4、应用：通过基本原理会用MFC实现实践教程案例65、学会平面着色和光滑着色模式的填充教学内容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、4.1多边形的扫描转换4.1.1多边形的定义4.1.2多边形的表示4.1.3多边形着色模式[重点]平面着色和光滑着色；马赫带；4.1.4填充多边形二、4.2有效边表填充算法4.2.1填充原理4.2.2边界像素的处理原则4.2.3有效边与有效边表[重点]4.2.4桶表与边表三、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解理论，现场编程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.大程序运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机思考、作业1、思考：如何处理两个表面的拼接时的边界像素？2、思考：如何在有效边表填充算法中绘制多边形的边界线？3、思考：物体可以细化为三角形网格组成，如何在Bresenham算法扫描转换直线的基础上构造三角形填充算法。设置一个参数以选择绘制与不绘制边界线。4、如何使用有效边表算法填充颜色渐变的三角形，四边形？2、作业：4-1，4-2，4-3，4-4，4-5，4-6参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．北京：电子工业出版社，2010.[2]孙家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].北京：清华大学出版社，2005.太原工业学院教案课程章节第四章多边形填充（继续）第8次课授课时间2013年10月10日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课√教学目标(知识教学,能力发展两个方面内容)1、了解图像求补的基本概念2、掌握边缘填充的填充原理和过程3、理解黑白图像求补和彩色图像求补