计算机图形学教学大纲

计算机图形学教学大纲
近年来，随着计算机及互联网技术的迅速发展，计算机图形学正越来越深入我们的生活，它在图形视频处理，计算机辅助设计制造、计算可视化、生物信息、游戏制作等各行各业都有着及其重要的作用。

课程概述
计算机图形学是近30年来发展迅速、应用广泛的新兴学科，是计算机科学最活跃的分支之一。

如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法，构成了其主要研究内容。

在计算机辅助设计制造、科学计算可视化、地理信息系统、农林业等领域有着非常广泛的应用，是计算机、地理信息系统、电子工程、机械设计、建筑等本科专业一门重要的专业基础课，也是许多后续课程（图像处理、模式识别、多媒体技术、虚拟现实、计算机视觉等）的基础课程，在教学计划中占有重要地位和作用。

课程大纲
第一讲计算机图形学概论
1.1 计算机图形学课程简介
1.2 计算机图形学概述（包括定义、研究内容、发展简史、应用领域等）
1.3 交互式计算机图形处理系统
1.4 帧缓冲器及分辨率
1.5 图形图像的区别
第一周测验题
第二讲光栅图形学算法（一）
2.1 直线扫描转换算法——DDA画线算法
2.2 直线扫描转换算法——中点画线算法
2.3 直线扫描转换算法——Bresenham算法
2.4 多边形扫描转换——X扫描线算法
2.5 多边形扫描转换——改进的X扫描线算法2.6 区域填充算法
2.7 反走样
Dev C++图形环境配置文档
补充-1：直线DDA画线程序编写及开发环境演示补充-2：直线程序C++编写程序文档
第二讲测验题
第三讲裁剪算法（光栅图形学算法续）
3.1 直线裁剪算法——Cohen-Sutherland算法3.2 直线裁剪算法——中点分割法
3.3 直线裁剪算法——Liang-Barsky算法
3.4 多边形裁剪
3.5 文字裁剪
第三讲测验题
第四讲消隐算法（光栅图形学算法续）
4.1 消隐算法简介和分类
4.2 z-buffe消隐算法
4.3 区间扫描线算法
4.4 Warnock消隐算法
4.5 光栅图形学算法小结
第四讲测验
第五讲二维图形变换
5.1 向量基础知识
5.2 图形坐标系
5.3 二维图形变换原理及齐次坐标
5.4 二维图形几何变换（平移、比例、旋转、坐标变换等）5.5 窗口视区变换
5.6 二维图形变换小结
第五讲测验
第六讲三维图形变换
6.1 三维图形几何变换
6.2 投影变换分类
6.3 平行投影（三视图、轴测图）
6.4 透视投影
6.5 三维图形变换小结
三维图形测验
第七讲曲线曲面（一）
7.1 几何造型简史及曲线曲面参数表示
7.2 参数曲线基本概念
7.3 曲线连续性
7.4 参数化及参数几何代数形式
7.5 Bezier曲线背景及定义
7.6 Bezier曲线性质
第七讲测验
第八讲曲线曲面（二）
8.1 Bezier曲线生成算法
8.2 Bezier曲线的拼接及升降阶
8.3 Bezier曲面
8.4 Bezier曲线演示
8.5 B样条曲线产生背景及定义
8.6 B样条曲线性质及类型划分
8.7 B样条曲线演示
8.8 B样条曲面
测验
第九讲真实感图形学
9.1 颜色模型
9.2 简单光照模型
9.3 增量光照模型
9.4 局部光照模型和透射模型
9.5 整体光照模型
9.6 纹理映射和阴影处理
单元测试
预备知识
C/C++ 、python等语言、数据结构、高等数学
参考资料
1、孙家广、胡事民，计算机图形学基础教程，清华出版社
2、陆枫、何云峰，计算机图形学基础，电子出版社
3、胡事民，刘利刚等译. Francis S Hill Jr, Stephen M Kelley 著. 《计算机图形学（OpenGL版）》第3版.清华大学出版社，2009。