正在播放：计算机图形学精品课-中国农业大学

一、课程性质与任务 1．课程性质：本课程是是信息与计算科学专业的一门专业选修课。 2．课程任务：通过本课程的学习，使学生掌握基本的二、三维的图形的计算机绘制方 法，理解光栅图形生成基本算法、几何造型技术、真实感图形生成、图形标准与图形变换等 概念和知识。学会图形程序设计的基本方法，为图形算法的设计、图形软件的开发打下基础。 二、课程教学基本要求 《计算机图形学》是研究计算机生成、处理和显示图形的学科，通过本课程的学习，使 学生掌握计算机图形学基本原理；熟悉计算机图形学算法设计和实现技术；能够根据所学的 图形算法和实现技术，进行图形交互技术、三维几何造型、参数曲线曲面、真实感图形的应 用系统设计。 成绩考核形式：末考成绩（闭卷考查）（70%）＋平时成绩（平时测验、作业、课堂提问、 课堂讨论等）（30％)。成绩评定采用百分制，60分为及格。 三、课程教学内容 1.教学基本要求 第一章 计算机图形学概述 让学生掌握计算机图形学的基本概念，了解计算机图形学的发展、应用，掌握图形系 统的组成。 2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能 通过本章教学使学生了解计算机图形学的应用,理解计算机图形学的基本概念、图形硬 件及软件系统。 3.教学重点和难点 教学重点：计算机图形学的基本概念及其应用。 教学难点：图形硬件及软件系统。 4.教学内容 （1）计算机图形学和图像处理 （2）计算机图形学的产生和发展 （3）计算机图形学的应用 （4）图形硬件及软件系统 第二章 基本图形的生成算法 1.教学基本要求 掌握基本图形的生成算法。 2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能 通过本章学习，使学生掌握直线的生成算法：DDA算法和Bresenham画线算法；理解 圆的中点圆生成算法。 3.教学重点和难点 教学重点：直线的生成算法。 教学难点：直线的生成算法。 4.教学内容 （1）生成直线的DDA方法 （2）生成直线的Bresenham算法 第三章 二维几何变换与二维观察 1.教学基本要求 理解二维几何变换的变换矩阵和投影变换的变换方法。 2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能 通过本章学习，使学生理解二维几何变换（如：平移、放缩、旋转）的变换矩阵，掌握 线段剪裁算法（Cohen-Sutherland）；理解投影变换（透视投影、平行投影）的变换方法，掌 握梁友栋-Barsky线段剪裁算法。 3.教学重点和难点 教学重点：二维几何变换的变换矩阵和投影变换的变换方法。 教学难点：线段剪裁算法。 4.教学内容 （1）二维几何变换 （2）二维观察 1.教学基本要求 第四章 交互技术 掌握交互技术的概念和交互式构图技术。 2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能 通过本章学习，使学生掌握交互技术的概念，理解用户对话的工具与设计方法；理解用 户对话的工具与设计方法；掌握输入设备的逻辑分类、输入模式；掌握交互式构图技术：约 束、网格、引力场、橡皮条方法等。。 3.教学重点和难点 教学重点：交互技术的概念和交互式构图技术。 教学难点：交互式构图技术。 4.教学内容 （1）交互技术的概念 （2）交互式构图技术 第五章 光栅图形的扫描转换与区域填充 1.教学基本要求 掌握光栅图形的扫描转换方法与区域填充方法。 2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能 通过本章学习，使学生掌握多边形边界扫描算法、扫描多边形填充算法、域的边界填充 算法及泛滥填充算法；理解光栅图形产生走样的原因，掌握反走样的方法。 3.教学重点和难点 教学重点：扫描算法、填充算法。 教学难点：填充算法。 4.教学内容 （1）多边形的扫描转换 （2）区域填充 （3）多边形的扫描转换与区域填充的比较 1.教学基本要求 第六章 曲线曲面的表示 理解和掌握Bezier曲线性质及特点，理解B样条曲线、Coons曲面的性质及特点。 2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能 通过本章学习，使学生理解并掌握Bezier曲线性质及特点，理解Bezier曲面的特点； 理解B样条曲线的性质及特点，了解B样条曲面的特点；理解Coons曲面的性质及特点， 了解Coons曲面的特点。 3.教学重点和难点 教学重点：Bézier曲线曲面、B样条曲线曲面、Coons曲面。 教学难点：Bézier曲线曲面、B样条曲线曲面、Coons曲面的性质、特点及表示。 4.教学内容 （1）Bézier 曲线曲面 （2）B样条曲线曲面 （3）Coons曲面 1.教学基本要求 第七章 三维实体造型 了解三维实体造型的基本概念及原理，理解体素构造表示方法、边界表示方法和八叉 树表示方法。 2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能 通过本章学习，使学生了解三维实体造型的基本概念及原理；理解实体的CSG树表示 方法；理解边界表示；理解并掌握八叉树表示方法，粒子系统、分形方法表示。 3.教学重点和难点 教学重点：体素构造表示方法、边界表示方法和八叉树表示方法。 教学难点：实体的CSG树表示方法、八叉树表示方法，粒子系统、分形方法表示。 4.教学内容 （1）概述 （2）体素构造表示 （3）边界表示法 （4）八叉树表示 第八章 真实感图形的基本理论与算法 1.教学基本要求 理解和掌握真实感图形的基本理论与生成算法。 2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能 通过本章学习，使学生掌握多边形表示物体的光滑明暗处理；理解计算机真实感图形的 简单光照明模型；掌握真实感图形显示的光线跟踪算法。 3.教学重点和难点 教学重点：真实感图形的基本理论与算法。 教学难点：真实感图形显示的光线跟踪算法。 4.教学内容 （1）阴影生成 （2）整体光照模型 （3）物体表面细节的模拟 第九章 计算机动画与科学计算可视化 1.教学基本要求 了解计算机动画的原理及相关技术；了解科学计算可视化相关的概念。 2.要求学生掌握的基本概念、理论、技能 通过本章学习，使学生了解计算机动画的原理及相关技术；了解科学计算可视化相关的 概念。 3.教学重点和难点 教学重点：计算机动画的原理及相关技术、科学计算可视化相关的概念 4.教学内容 （1）计算机动画简介 （2）科学计算可视化简介