计算机图形学教学大纲(必修) 修改版

《计算机图形学》

教学大纲

安徽大学计算机学院 二零一七年二月

课程的性质与设置目的要求

《计算机图形学》课程是计算机类专业高等教育的专业技术基础课程。《计

算机图形学》以高级语言、数据结构等课程为逻辑起点，以高年级本科生为讲授对象，是集理论性与应用性为一体的学科。

设置本课程的目的是：使学习者在全面了解计算机图形学的历史、现状与发展趋势的基础上，系统掌握计算机图形学的理论、方法、技术，并具备一定的图形应用系统开发的实际技能，从而胜任计算机辅助设计和制造、科学计算可视化、计算机图形处理、图形算法的设计、图形软件的开发等方面的工作。

学习本课程的要求是：通过一学期的学习，学习者应掌握计算机图形学的基本概念，了解图形设备的工作原理和特性；掌握基本图元及常用曲线的生成算法；熟练掌握图形几何变换、投影变换及裁剪、填充等图形处理的常用算法；能够了解三维图形的消隐技术，及真实感图形的基本知识；熟练掌握一种语言的图形函数和图形程序的设计技能，具有开发以图形为主的软件设计基本能力。通过本课程的学习，要求学生不但要了解和掌握计算机图形学的原理、方法和应用。另外，在实验技能方面，应比较熟练地掌握图形在计算机中的表示、图形生成算法的设计与调试。

先修课程要求：高级语言程序设计、数据结构 本课程计划34学时（讲授34学时），2学分 选用教材： 《计算机图形学》，陆枫、何云峰编著，电子工业出版社 教学手段：多媒体教学

考核方法：本课程采用闭卷考试的方法 教学进程安排表： 周次 学时数 教学主要内容 教学环节 备注 1 2 第1章 绪论 主讲 2~3 3 第2章 计算机图形系统及图主讲 形硬件 3~7 9 第5章 基本图形生成算法 主讲 8~11 8 第6章 二维变换及二维观察 主讲 12~14 15~16 17

6 4 2 第7章 三维变换及三维观察 主讲 第8章 曲线与曲面 主讲 第九章 消隐；习题讲解、答主讲 疑 第一章 绪论

一、学习目的

通过本章的学习，理解计算机图形学的有关概念，了解计算机图形学的产生、发展及应用。本章计划2学时。

二、课程内容

第一节 计算机图形学及其相关概念

(一) 计算机图形学的定义

计算机图形学是研究怎样用计算机生成、处理和显示图形的学科。 (二) 计算机图形学和几个相关学科的关系 图像处理、计算机视觉、计算机图形学。

第二节 计算机图形学的发展

(一) 计算机图形学学科的发展

在1962年由MIT林肯实验室的Ivan.E.Sutherland提出。 (二) 图形硬件设备的发展 （三）图形软件的发展

第三节 计算机图形学的应用

（一）计算机辅助设计与制造 (二) 计算机辅助绘图 （三）计算机辅助教学 （四）其他 等

第四节

（一）计算机动画 (二)地理信息系统 （三）人机交互 （四）其他 等

计算机图形学研究动态

三、重点、难点提示和教学手段

重点掌握计算机图形学的定义，及图形学的典型应用。

教学方法： 课堂讲授与自学（课外）相结合。

四、思考与练习

1． 试简述计算机图形学、图象处理和计算机视觉三门学科的关系。 2． 简述计算机图形学当前的研究热点。

第二章 计算机图形系统及图形硬件

一、 学习目的

通过本章的学习，掌握计算机图形系统的功能和结构，理解常见的图形输入输出设备的构造及工作原理。本章计划3学时。

二、 课程内容

第一节 计算机图形系统概述

（一）计算机图形系统的功能 （二）计算机图形系统的结构 1．图形软件；2.图形硬件

第二节 图形输入设备

（一） 键盘 （二） 鼠标器 （三） 光笔 （四） 触摸屏 （五） 操纵杆 （六） 跟踪球和空间球 （七） 数据手套 （八） 数字化仪 （九） 图像扫描仪

第三节 图形显示设备

（一） CRT显示器

CRT的工作原理，存储管式图形显示器，随机扫描图形显示器，光栅扫描图形显示器。

1.CRT ；2. 彩色CRT （二）CRT图形显示器

1.随机扫描的图形显示器； 2.直视存储管图形显示器； 3.光栅扫描图形显示器 （三）平板显示器

1.液晶显示器；2.等离子体显示器；3. 薄片光电显示器 等。

第四节 图形显示子系统

（一）光栅扫描图形显示子系统的结构 （二）绘制流水线 （三）相关概念

第五节 图形硬拷贝设备

（一）打印机 （二）绘图仪

三、重点、难点提示和教学手段

重点掌握计算机图形系统的组成、光栅扫描显示器的结构及工作原理。

教学方法： 课堂讲授与自学（课外）相结合。

四、 思考与练习

1． 什么是显示器的分辨率？像素与几何点有什么区别？

2． 什么叫帧缓冲器？什么叫位平面？为什么说单个位平面的帧缓冲器只能显示黑白图

形？

3．简述液晶显示器在实现原理上与光栅扫描CRT显示器有什么不同。

第五章 基本图形生成算法

一、学习目的

通过本章的学习，理解并掌握直线段、圆、椭圆的生成算法，理解并掌握多边形填充的常用算法，了解常见的图形反走样技术。本章计划9学时。

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