《计算机图形技术》课程简介
计算机图形学教案
计算机图形学教案一、课程简介计算机图形学是一门涉及计算机图形、图像处理和计算机视觉等领域的重要课程。
本课程将介绍计算机图形学的基本概念、原理和应用，帮助学生掌握计算机图形学的基础知识，并提升他们在图形学领域的技能。
二、课程结构1. 计算机图形学基础- 介绍计算机图形学的历史发展和基本概念- 讨论计算机图形学的应用领域和未来发展趋势- 熟悉图像处理、图形学渲染和动画等基本技术2. 图形系统建模- 学习三维图形对象的建模和表示方法- 掌握光栅化和矢量化图形处理技术- 讨论图形系统的设计和实现3. 计算机视觉- 理解视觉系统的基本原理和功能- 学习计算机视觉的算法和应用- 探讨计算机视觉在人工智能领域的应用4. 图形学编程实践- 深入学习图形学编程语言和库- 完成实际项目，提升图形学编程能力- 探索图形学在多领域的应用案例三、教学目标1. 帮助学生全面了解计算机图形学的基本知识和技术2. 培养学生分析和解决计算机图形学问题的能力3. 提升学生在图形学领域的实际操作和应用能力4. 激发学生对计算机图形学研究的兴趣和热情四、教学方法1. 理论讲解：通过课堂讲解、案例分析等方式，向学生介绍计算机图形学的基本概念和原理2. 实践操作：组织学生参与实验、项目等实际操作，巩固理论知识并提升实践能力3. 课堂互动：鼓励学生提问、讨论，促进师生间的互动和交流4. 作业考核：布置不同形式的作业，检测学生对知识的掌握情况，促进学习效果的提升五、教材参考1. 《计算机图形学导论》2. 《OpenGL图形与游戏开发实践》3. 《计算机视觉：算法与应用》4. 《经典图形学算法实例详解》六、学习评价1. 课堂表现：出勤情况、课堂参与度等2. 作业考核：课后作业、实验报告等3. 期末考核：闭卷考试、项目实践等4. 综合评价：综合考虑以上因素，对学生进行综合评定七、总结计算机图形学作为一门新兴的学科，正逐渐成为信息技术领域的热门专业之一。
计算机图形图像技术
最常用旳图形输入设备是键盘和鼠标。人们 一般经过某些图形软件由键盘和鼠标直接在屏幕 上定位和输入图形，如CAD系统就是用鼠标和键盘 命令制作多种工程图旳。另外还有跟踪球、空间 球、数据手套、光笔、触摸屏等输入设备。跟踪 球和空间球是根据球在不同方向受到旳推或拉旳 压力来实现定位和选择。数据手套则是经过传感 器和天线来发送手指旳位置和方向旳信息。这几 种输入设备在虚拟现实场景旳构造和漫游中尤其 有用。光笔是一种检测光旳装置，它直接在屏幕 上操作，拾取位置。
可用于美术创做旳软件诸多，如二维平面旳 绘图程序CorelDraw, photoshop, paintshop, 三 维动画建模和渲染软件3D MAX, Maya等
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❖ 7.3 图形与图像旳区别与联络 图形和图像有着较大不同。因而计算机图形学和
数字图像处理目前仍被作为两门不同课程。 计算机图形学是指将点、线、面、曲面等实体生
计算机图形学一种主要旳目旳就是利用计算 机产生令人赏心悦目旳真实感图形。为此，必须 建立图形所描述旳场景旳几何表达，再用某种光 照模型计算在假想旳光源、纹理、材质属性下旳 光照明效果，所以，计算机图形学与计算机辅助 设计有着亲密联络。
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❖ 7.1.2 计算机图形处理旳基本概念 计算机图形处理是指把由概念或数学描述
目前正在研究下一代顾客界面，开发面对主流 应用旳自然、高效多通道旳顾客界面。研究多通道 语义模型、多通道整合算法及其软件构造和界面范 式是目前顾客界面和接口方面研究旳主流方向，而 图形学在其中起主导作用。
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➢ 地形地貌和自然资源图 国土基础信息是国家经济系统旳一种构成部
分。利用这些存储旳信息可绘制平面图、生成三 维地形地貌图，为高层次旳国土整改进行预测和 提供决策，为综合治理和资源开发研究提供科学 根据，在军事方面也有主要价值。
《计算机图形基础》课程标准
《计算机图形基础》课程标准一、课程性质与目标计算机图形基础是一门面向计算机相关专业学生的必修课程，旨在培养学生掌握计算机图形学的基本概念、原理和方法，提高学生的计算机图形处理能力。
本课程的目标是使学生在掌握计算机图形学的基本理论知识和实践技能的基础上，能够熟练运用相关工具和技术，解决实际工程中的图形处理问题。
二、课程教学内容与要求1. 教学内容（1）计算机图形学概述：介绍计算机图形学的概念、发展历程和主要应用领域，帮助学生了解计算机图形学的基本框架和研究方向。
（2）图形硬件基础：介绍计算机图形处理器的原理和功能，包括图形渲染管线、图形渲染引擎等，帮助学生了解计算机图形处理的基本硬件架构。
（3）图形软件基础：介绍计算机图形软件的基本概念和工具，包括计算机图形学中的常用编程语言、绘图库和工具等，帮助学生掌握计算机图形处理的基本软件环境。
（4）基本几何变换：介绍计算机图形学中的基本几何变换方法，包括平移、旋转、缩放等，帮助学生掌握计算机图形处理的基本变换操作。
（5）光照与纹理映射：介绍计算机图形学中的光照原理和纹理映射技术，帮助学生了解计算机图形处理中的光照和纹理处理方法。
（6）三维建模与动画：介绍三维建模的基本方法和动画制作技术，包括三维模型的创建、动画制作的基本原理和方法等，帮助学生掌握三维建模和动画制作的基本技能。
2. 要求（1）学生应掌握计算机图形学的基本概念、原理和方法，能够熟练运用相关工具和技术进行计算机图形处理。
（2）学生应能够独立完成简单的三维建模和动画制作任务，具备一定的实践能力和创新能力。
（3）学生应能够将所学知识应用于实际工程中，解决实际工程中的图形处理问题。
三、教学方法与手段1. 理论教学与实践教学相结合：在理论教学中，注重讲解基本概念、原理和方法，在实践教学中，注重培养学生的动手能力和创新能力。
2. 案例教学：通过案例教学的方式，将理论知识与实践应用相结合，使学生更好地理解和掌握所学知识。
安徽师范大学自动化本科专业《计算机图形学》课程大纲本科教学大纲
理论类课程大纲
课程名称:计算机图形学
一、课程概况
所属专业: 自动化开课单位：物理与电子信息学院
课程类型: 专业方向课程课程代码: 0845470
开课学期: 5 学分： 2.5
学时：34 核心课程: 否
拟使用教材：
蔡士杰等译，《计算机图形学》，电子工业出版社，2012年
国内(外)现有教材：
蔡士杰等译，《计算机图形学》，电子工业出版社，2012年
学习参考资料
[1] 孙家广等著，《计算机图形学》，清华大学出版社，1999年
[2] 李军，徐波等译，《OPENGL 编程指南》，机械工业出版社，
2010年
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二、课程描述（300字以内）
本门课程是电子信息类、自动化类等专业方向课，为学习后续课程准备必要的计算机图形学知识，主要培养学生掌握图形学理论基础知识和图形程序设计方法、培养三维图形编程技能、引领学生初步具备解决绘制三维图形界面、绘制真实感三维图形等方面的知识和能力，课程的主要内容包括图形渲染流水线、扫描转换算法、裁剪算法、二维及三维图形绘制、投影变换等。
三、课程目标
掌握计算机图形学基础知识，掌握扎实的图形程序编制技能，初步具备解决。
计算机图形学教学大纲
《计算机图形学》（Computer Graphics）教学大纲一、课程代码：03080251二、课程类型：必修课三、课程性质：专业基础课四、学分：3 课时：48(36理论+12实验)五、考核方式：考试六、先修课程：C程序设计，数据结构，高等数学，线性代数，计算机组成原理七、适用专业：计算机科学与技术专业八、课程教学目标：通过学习达到下列基本要求：1．掌握计算机图形学及图形系统的基本概念，了解图形外围设备的工作原理和特性，了解计算机图形标准的基本知识；2．掌握基本图元及常用曲线的生成算法；3．熟练掌握投影变换、图形变换、裁剪、填充等图形处理的常用算法；4．熟练掌握三维形体及常用曲面的表示方法，能够处理三维图形的消隐问题；5．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。
九、说明：计算机图形学是一门复杂的综合性新兴学科，是建立在传统的图学理论，现代数学和计算机科学基础上的一门边缘性学科，是面向二十一世纪计算机学科的主科目。
通过本课程的学习使学生系统掌握计算机图形学的基本理论，基本算法；能正确评价、完善、编程实现所学的算法，具备创造更高效算法的意识；具有编写计算机图形应用软件的能力。
具备将图形学的研究思想运用到其它领域以解决相关问题的能力；初步具备在图形学领域进行研究的能力。
1、使用教材及参考资料教材选用：《计算机图形学基础教程》孙家广编著，清华大学出版社参考教材：《计算机图兴学》，孙家广编著，清华大学出社, 2002《计算机图形学》，张全伙张剑达编著，机械工业出版社《计算机图形学教程》，唐荣锡、汪嘉业等编著，科学出版社2005十、基本教学内容及课时分配：（一）教学内容：第一章：绪论【教学目的与要求】理解计算机图形学的基本思想。
掌握下列概念：图像、图形、计算机辅助设计与制造、可视化、图形显示和图形绘制。
了解计算机图形学的研究内容及发展简史、计算机图形学的应用和图形设备的基本原理。
《计算机图形学》课程教学大纲
《计算机图形学》课程教学大纲二、课程简介通过本课程的学习，使学生掌握计算机图形学的基本概念、理论、方法和系统。
为今后从事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打下良好的理论基础。
本课程主要讲授计算机图形学的基本概念、原理、算法和基本系统。
三、课程性质本课程是专业技术基础课。
四、课程教学目标通过一学期学习要达到如下要求（1）掌握计算机图形学及图形系统的基本概念，了解图形外围设备的工作原理和特性，了解计算机图形标准的基本知识；（2）掌握基本图元及常用曲线的生成算法；（3）熟练掌握投影变换、图形变换、裁剪、填充等图形处理的常用算法；（4）熟练掌握三维形体及常用曲面的表示方法，能够处理三维图形的消隐问题；（5）懂得真实感图形的基本理论与算法；（6）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。
五、理论教学内容及要求第一章绪论【教学目标】（1）了解计算机图形学概述（2）了解计算机图形学的发展史（3）了解计算机图形学的应用（4）了解计算机图形学的研究方向【学时分配】2【授课方式】讲授、演示【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料：计算机图形学实用技术2、作业与思考题：【教学重点和难点】（1）重点：计算机图形学的应用（2）难点：计算机图形学概述【授课内容】1.1计算机图形学概述1.2计算机图形学的发展史1.3计算机图形学的应用1.4计算机图形学的研究方向【授课方法与手段】（1）教学方法：讲授式、讨论式（2）教学手段：多媒体、第二章计算机图形系统【教学目标】（1）了解计算机图形系统的组成、功能及分类（2）理解计算机图形设备分类及工作原理（3）了解计算机图形软件及应用【学时分配】8【授课方式】讲授、演示、课堂讨论【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料：计算机图形学实用技术2、作业与思考题：【教学重点和难点】（1）重点：计算机图形设备的工作原理（2）难点：计算机图形软件的应用【授课内容】2.1计算机图形系统的组成、功能及分类2.2图形设备2.3图形软件【授课方法与手段】（1）教学方法：讲授式、讨论式（2）教学手段：多媒体第三章基本图形的生成【教学目标】（1）理解直线的生成算法（2）理解圆与椭圆的生成算法（3）了解区域的填充（4）了解字符的分类（5）理解图形裁剪算法【学时分配】22【授课方式】讲授、演示、课堂讨论、讲解习题【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料：计算机图形学实用技术2、作业与思考题：【教学重点和难点】（1）重点：计算机基本图形的生成算法（2）难点：区域填充【授课内容】3.1直线的生成算法3.2圆与椭圆的生成算法3.3区域的填充3.4字符3.5裁剪【授课方法与手段】（1）教学方法：讲授式、案例式、研究式（2）教学手段：多媒体第四章图形变换【教学目标】（1）了解齐次坐标（2）理解图形的几何变换（3）了解形体的投影变换（4）了解窗口视区变换【学时分配】16【授课方式】讲授、演示、课堂讨论、讲解习题【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料：计算机图形学实用技术2、作业与思考题：【教学重点和难点】（1）重点：图形的几何变换（2）难点：形体的投影变换【授课内容】4.1齐次坐标4.2图形的几何变换4.3形体的投影变换4.4窗口视区变换【授课方法与手段】（1）教学方法：讲授式、案例式、研究式（2）教学手段：多媒体第五章曲线与曲面【教学目标】（1）了解曲线与曲面的基础知识（2）理解常用参数曲线的性质（3）了解常用的参数曲面【学时分配】4【授课方式】讲授、演示、课堂讨论、讲解习题【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料：计算机图形学实用技术2、作业与思考题：【教学重点和难点】（1）重点：计算机图形学的应用（2）难点：计算机图形学概述【授课内容】5.1曲线与曲面的基础知识5.2常用的参数曲线5.3常用的参数曲面【授课方法与手段】（1）教学方法：讲授式、案例式、研究式（2）教学手段：多媒体第六章真实感图形【教学目标】（1）了解线消隐、面消隐概念及算法（2）了解光照模型的概念（3）了解纹理的概念（4）了解颜色模型【学时分配】4【授课方式】讲授、演示【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料：计算机图形学实用技术2、作业与思考题：【教学重点和难点】（1）重点：线消隐、面消隐的概念（2）难点：线消隐、面消隐的算法【授课内容】6.1线消隐6.2面消隐6.3光照模型6.4纹理6.5颜色模型【授课方法与手段】（1）教学方法：讲授式、案例式、研究式（2）教学手段：多媒体第七章VC++图形程序设计【教学目标】（1）了解VC++可视化编程概要（2）理解图形程序设计步骤和方法（3）掌握绘图工具应用程序编程实例【学时分配】4【授课方式】讲授、演示、课堂讨论、讲解习题【课外学习指导的要求】1、课外阅读资料：计算机图形学实用技术2、作业与思考题：【教学重点和难点】（1）重点：绘图应用程序编写（2）难点：绘图应用程序编写【授课内容】7.1VC++可视化编程概要7.2图形程序设计步骤和方法7.3绘图工具应用程序编程实例【授课方法与手段】（1）教学方法：讲授、演示（2）教学手段：多媒体七、课程考核要求1、本课程是考试课2、考核方式：闭卷考试3、成绩评定：平时成绩30%，期末考试70%4、平时成绩：平时成绩由考勤、课堂表现、作业三项构成八、参考资料本课程选用教材[1]张宁蓉.计算机图形学[M].西安：西安电子科技大学出版社，2011.第一版本课程推荐参考书[1]陈元琰.计算机图形学实用技术[M].北京：科学出版社，2000.第一版[2]魏海涛.计算机图形学[M].北京：电子工业出版社，2001，第一版九、说明。
1.1-计算机图形学课程概述
计算机图形学中国农业大学赵明zhaoming@《计算机图形学》是计算机、地理信息系统、应用数学、机械、建筑等专业本科教学中的一门重要的专业基础课如图像处理，模式识别，多媒体技术，计算机视觉等的基础在CAD/CAM、计算机动画、系统环境模拟、地理信息系统、计算机艺术、真实感图形显示、科学计算的可视化、3D打印等领域都有重要的应用课程主要内容及目的面向本科生开设《计算机图形学》课程，旨在介绍计算机图形学的基本概念、理论、方法和系统使学生了解计算机图形学的发展，掌握图形学的基本原理、算法和实现技术。
学会基本的图形软件开发技术，为进一步学习后续课程打下良好的基础课程主要内容1、图形学基本知识•光栅图形学-扫描转换、区域填充、裁减、反走样、消隐•二维、三维图形变换及观察2、几何造型-参数曲线曲面基本概念、Bezier曲线曲面、B样条曲线等3、真实感图形学-颜色模型、简单光照模型、纹理映射、光线跟踪孙家广、胡事民，计算机图形学基础教程，清华出版社胡事民、刘永进等，计算机图形学（OpenGL版），清华出版社陆枫、何云峰，计算机图形学基础，电子出版社参考书籍• ACM Transaction on Graphics• IEEE Computer Graphics and Application • IEEE Visualization and Computer Graphics • Graphics and Image Processing• Proceedings of SIGGRAPH课程考核•课程成绩考核将根据几个方面进行综合评估：–听课与讨论表现：积极参加课堂讨论–上机作业情况：及时完成课程作业–基础理论考试：重点考核计算机图形学的概念和方法•有下列情况之一者成绩加分：–上机实习作业包含一些创新思想–课程学习阶段在国内外刊物或会议上发表计算机图形学及其应用方面论文者在网络时代没有绝对的老师，所有老师必须成为学生。
计算机图形学教学大纲文档经典
XX大学《计算机图形学》教学大纲编写单位：__________执笔人：____________审核人：____________XX大学xx系20xx年9月［实验要求］本课程实验要求较高，实验内容多且相关性较强，有关实验的具体要求与内容需按实验大纲执行，本大纲中不再另行说明。
第一章绪论［教学内容1计算机图形学的目标与任务；计算机图形学的内容体系；计算机图形学相关学科；计算机图形学相关领域。
［教学目标与要求］熟练掌握：计算机图形学的内容体系；计算机图形学的目标与任务；掌握：计算机图形学的应用领域；计算机图形学的相关学科；了解：计算机图形学的发展。
［重点与难点］计算机图形学的内容体系；计算机图形学的目标与任务。
［教学时数］2学时第一节计算机图形学的目标与任务一、视觉交流是计算机图形学的目标与任务二、计算机图形学的三个基本任务第二节计算机图形学的内容体系一、基础模块二、建模与表示模块三、绘制模块四、交互技术第三节计算机图形学相关学科一、图形与图像二、相关学科第四节计算机图形学的应用领域一、计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）二、科学计算可视化三、虚拟现实四、动画第五节计算机图形学的发展一、计算机图形学的发展简史二、计算机图形学的发展趋势［复习思考题］1、图形包括哪两方面的要素？在计算机中如何表示它们？2、图形的本质是什么？3、如何看待计算机图形学的发展趋势？第二章图形系统［教学内容1Visual图形系统概述；图形系统体系结构；图形支撑软件；图形硬件显示原理; ［教学目标与要求］熟练掌握：图形系统体系结构；图形硬件显示原理掌握：图形系统基本概念和术语；了解：图形支撑软件［重点与难点］图形系统体系结构；图形硬件显示原理［教学时数］2学时第一节图形系统概述一、图形系统组成结构1.图形系统组成结构2.图形系统分类第二节图形系统体系结构一、概述二、应用程序阶段三、几何处理阶段四、光栅阶段第三节图形支撑软件一、OpenGL二、DirectX三、Java2D 和 Java3D第四节图形硬件显示原理一、图形显示设备及工作原理二、图形显示方式三、光栅扫描图形显示系统［复习思考题］1、从图形硬件显示原理角度，思考并分析如何显示直线？2、请你总结一下光栅显示系统的优缺点？3、在光栅显示系统中，显卡有什么作用？第三章二维图形生成［教学内容1直线生成算法；圆弧绘制算法；区域填充；字符；反走样技术; ［教学目标与要求］熟练掌握：直线生成算法；区域填充；圆弧绘制算法掌握：反走样技术了解：字符编码［重点与难点］直线生成算法；区域填充；圆弧绘制算法［教学时数］8学时第一节直线生成算法一、数值微分法二、逐点比较法三、Bresenham画线法四、中点画线法第二节圆弧绘制算法一、基于光栅的整圆绘制算法二、角度离散法绘制圆弧和椭圆弧第三节区域填充一、种子填充算法二、多边形填充算法第四节字符一、字符的编码二、点阵字符三、矢量字符第五节反走样技术第六节编程实例-地图绘制一、地图绘制方法二、基于OpenGL的地图绘制［复习思考题］1、简述DDA算法、中点画线法、Bresenham画线法算法的思想？2、根据中点画圆法和Bresenham算法，绘制一条端点为（1，1）和（6, 5）的直线，画出对应各像素的位置？第四章图形几何变换［教学内容］二维几何变换；三维几何变换；图形几何变换的模式;［教学目标与要求］熟练掌握：二维几何变换；三维几何变换；掌握：图形几何变换的模式；［重点与难点］二维几何变换；三维几何变换；［教学时数］6学时第一节二维几何变换一、基本变换二、二维复合变换三、二维坐标系间的变换第二节三维几何变换一、基本变换二、三维复合变换三、三维坐标系间的变换第三节图形几何变换的模式一、固定坐标系模式二、活动坐标系模式［复习思考题］1、试编写对二维点实现平移、旋转、比例变换的程序。
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计算机图形技术
(ComputerGraphicsTechno1ogies)
总学时：32学时理论：32学时实验（上机、实习等）：。
学时
学分：2
课程主要内容：
《计算机图形技术》是计算机科学与技术专业的专业选修课程，主要研究计算机图形生成、处理和显示等技术的一门学科。
课程内容主要包括：计算机图形硬件，基本图形计算机光栅化的基本原理和基本算法，图形标准，图形交互技术，二维及三维图形建模，真实感图形生成及算法，图形变换技术，图形二维及三维裁剪技术、消隐算法，真实感图形显示技术等内容。
是计算机多媒体计技术、科学计算可视化、计算机图形图像处理等课程的重要基础。
先修课程：
《程序设计语言》、《数据结构》等。
适用专业：
计算机科学与技术专业
教材：
陆枫.《计算机图形学基础》（第2版）.北京：电子工业出版社，2007
教学参考书：
[1]孙家广.《计算机图形学》.北京：清华大学出版社，2002
[2]唐泽圣.计算机图形学基础》.北京：清华大学出版社，1995
[3]DaveShreiner,邓郑祥译.《OpenG1编程指南》（第4版）.北京：人民邮电出版社，2005
[4]RichardS.Wright,Jr.Michae1Sweet.《OpenG1超级宝典》（第2版）.北京：人民邮电出版社，2001。