计算机图形学课程示范性教学设计
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。
计算机图形学课程设计
计算机图形学课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握计算机图形学的基本概念、基本原理和基本算法，如二维图形的表示、变换、裁剪和三维图形的建模、光照模型等。
2. 使学生了解计算机图形学在实际应用中的发展现状和前景，如虚拟现实、计算机辅助设计等。
3. 帮助学生建立计算机图形学与相关学科（如数学、物理、艺术等）的联系，提高跨学科素养。
技能目标：1. 培养学生运用计算机图形学知识解决实际问题的能力，如使用相关软件进行二维绘图、三维建模等。
2. 提高学生的编程能力，使其能够使用至少一种计算机图形学编程库（如OpenGL、DirectX等）实现基本图形绘制和动画效果。
3. 培养学生的团队协作能力和沟通表达能力，通过小组项目实践，共同完成具有一定难度的计算机图形学任务。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对计算机图形学的兴趣，培养其主动探究、创新实践的精神。
2. 培养学生具有良好的审美观，能够从美学的角度评价和优化计算机生成的图形。
3. 强化学生的版权意识，尊重他人知识产权，遵循学术道德，树立正确的价值观。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果，以便于后续的教学设计和评估。
通过本课程的学习，期望学生能够掌握计算机图形学的基础知识，提高实际操作技能，培养良好的情感态度价值观。
二、教学内容1. 计算机图形学基本概念与历史：介绍计算机图形学的定义、发展历程、应用领域及发展趋势。
- 教材章节：第一章 计算机图形学概述- 内容安排：1课时2. 二维图形的表示与处理：讲解二维图形的数学表示、几何变换、裁剪算法等。
- 教材章节：第二章 二维图形处理- 内容安排：4课时3. 三维图形的建模与渲染：介绍三维图形的建模方法、光照模型、纹理映射等。
- 教材章节：第三章 三维图形处理- 内容安排：5课时4. 计算机动画与视觉效果：探讨计算机动画原理、关键帧动画、粒子系统等视觉效果技术。
- 教材章节：第四章 计算机动画与视觉效果- 内容安排：4课时5. 计算机图形学编程实践：学习计算机图形学编程库（如OpenGL、DirectX 等）的基本使用，完成二维和三维图形绘制实例。
计算机图形学(C语言)教案
计算机图形学(C语言)教案第一章：计算机图形学概述1.1 课程介绍介绍计算机图形学的定义、发展和应用领域。
解释图形和图像的区别。
1.2 图形学基本概念什么是点、线、面和体。
坐标系统和变换。
图形表示方法和存储结构。
1.3 图形处理流程图形输入、输出和显示。
图形裁剪和映射。
图形渲染和着色。
1.4 常见图形算法直线、圆和椭圆的算法。
填充算法和图像处理算法。
第二章：C语言基础2.1 C语言简介介绍C语言的历史和特点。
解释C语言在计算机图形学中的应用。
2.2 基本数据类型和语法整型、浮点型、字符型数据。
变量、常量和运算符。
2.3 控制语句条件语句和循环语句。
分支语句和循环控制语句。
2.4 函数和数组函数的定义和调用。
一维、二维数组和字符串。
第三章：图形库和API3.1 图形库简介什么是图形库和API。
常见的图形库和API介绍。
3.2 图形库的使用方法图形库的安装和配置。
图形库的基本函数和功能。
3.3 图形API的调用过程初始化图形环境。
创建图形对象和操作图形对象。
处理图形事件和关闭图形环境。
3.4 示例：绘制简单的图形使用图形库绘制点、线、圆等基本图形。
调整图形属性和颜色。
第四章：图形绘制和变换4.1 图形绘制基础绘制基本图形和文本。
使用图形属性调整图形外观。
4.2 图形变换坐标变换和几何变换。
矩阵和变换矩阵的运算。
4.3 图形裁剪和映射裁剪原理和算法。
映射原理和算法。
4.4 示例：绘制复杂的图形使用图形变换绘制复杂的图形。
应用图形裁剪和映射技术。
第五章：图形渲染和着色5.1 图形渲染基础什么是图形渲染和着色。
光和材质的模型。
5.2 颜色模型和转换RGB颜色模型和HSV颜色模型。
颜色转换和混合。
5.3 图形着色和光照基本着色算法和纹理映射。
点光源、聚光灯和环境光。
5.4 示例：实现简单的光照效果使用图形着色和光照技术绘制三维图形。
调整光照参数和观察光照效果。
第六章：图形界面设计6.1 图形界面设计基础界面设计原则和概念。
计算机图形学的课程设计
计算机图形学课程设计设计题目：画三次Bezier曲线和三次B样条曲线班级：姓名：学号：一、总体目标和要求1 课程设计目的本课程主要内容包括计算机图形学的研究内容、发展与应用，图形输入输出设备，图形显示原理，图形软件标准，基本图形生成算法，图形几何变换与裁剪，自由曲线和曲面，三维实体造型，分形几何造型，分形艺术，隐藏面消除，光照模型，颜色模型，光线跟踪，纹理细节模拟，常用的计算机动画技术和软件等。
通过本课程设计，使自己了解计算机图形学的有关原理、算法及系统，掌握基本图形显示程序设计方法，及二维和三维图形变换程序设计方法，为进一步学习计算机辅助设计方面的技术知识打下基础。
2 目标以图形学算法为目标，深入研究。
续而策划设计实现一个能够表现计算机图形学算法原理的或完整过程的演示系统，并能从某些方面做出评价和改进意见。
通过完成一个完整程序，经历策划、设计、开发、总结。
达到：（1）巩固和实践计算机图形学课程中的理论和算法；（2）学习表现计算机图形学算法的技巧；（3）培养认真学习积极探索的精神。
3总体要求策划、设计并实现一个能够充分表现图形学算法的系统，界面要求美观大方，能清楚地演示算法执行的每一个步骤。
二、内容与要求1设计题目画三次Bezier曲线和三次B样条曲线。
2设计要求利用计算机图形学原理画出三次Bezier曲线和三次B样条曲线。
三、算法描述（1）画三次Bezier曲线根据Q(t)=∑P i•B• C i n t i(1-t)n-i（∑中的n=3）并且 C i nBEZ 0,3BEZ 1,3(u)=3u(1-u)(1-u)BEZ2,3(u)=3uu(1-u)BEZ3,3(u)=3uuu三次Bezier函数可以写成P(u)=[u3 u2 u 1]×M×[a b c d] 其中M=[ -1 3 -3 1 ]3 -6 -3 0-3 3 0 01 0 0 0i=0（2）画三次B样条曲线Q i,3(t)=∑P i+l F l,3(t)= P i F0,3(t)+ P i+1 F1,3(t)+ P i+2 F2,3(t)+ P i+ 3 F3,3(t)（其中∑中的n=3）因为四个调和函数F0,3(t)、F1,3(t)、F2,3(t)和F3,3(t) 已知（参看公式7-5-3）因此只要给出四个控制点的位置矢量的坐标，当t在[0，1]范围内取离散地取100个点时（dt=0.01），分别求出每一个曲线上点，相邻点用直线段连接起来，就可以得到相应的B样条曲线。
大学计算机图形学教案
大学计算机图形学教案引言：随着计算机技术的迅速发展，计算机图形学已经成为一个独立的学科，近年来得到了较大的发展。
计算机图形学是以计算机为工具，通过运用数学、物理学等多学科知识，来研究计算机图像的生成、存储、传输、显示等技术的学科。
因此，对于计算机相关专业的学生来说，学习计算机图形学是非常必要的。
一、教学目标本课程着重培养学生的图形学思维、分析设计和实际应用的能力，达到以下目标：1.能够熟悉计算机图形学的基本概念和理论知识，掌握各种算法和实现技术。
2.能够了解计算机图形学的发展历程，掌握最新的技术应用和发展方向。
3.能够掌握图形学编程语言和软件工具，并具备一定的编程能力，能够完成简单的图形学项目。
4.能够熟悉课程中相关的实验和课程设计，掌握实验和设计必要的技能，并能够独立完成相关任务。
5.能够与其他相关学科深入交叉，能够在自己的领域内，解决实际问题。
二、教学内容和安排本课程分为理论和实践两部分，分别授课和实验，包括以下内容：1.图形学基础知识：向量、矩阵、坐标系、几何变换、视图变换等基本概念。
2.线段和多边形绘制：线段生成算法，多边形生成算法，多边形填充算法，抗锯齿技术等内容。
3.三维图形与变换：三维坐标系、三维投影、透视变换、旋转、缩放、剪裁、深度缓冲、立体投影等内容。
4.光照和材质：光照模型，表面反射模型，材质属性，多种光照效果组合等内容。
5.纹理映射：纹理的表示方法，纹理的映射，纹理的过渡技术和各种纹理特效等内容。
6.基本渲染方法：光栅化渲染法，线框渲染法，光线跟踪渲染法等内容。
教学进度安排如下：第一周：图形学概述、坐标系、向量与矩阵。
第二周：基本变换、图形裁剪。
第三周：线段生成、多边形生成。
第四周：多边形填充、抗锯齿技术。
第五周：三维投影、透视变换。
第六周：三维变换、视图变换。
第七周：基础光照模型。
第八周：表面反射模型。
第九周：材质属性。
第十周：多光源效果和组合。
第十一周：纹理映射和过渡技术。
哈理工教学设计《计算机图形学》(一表)
电子信息工程专业《计算机图形学》教学设计卢迪王鹏张开玉哈尔滨理工大学电气与电子工程学院20XX年9月1 课程的基本描述课程名称：计算机图形学Computer Graphics课程性质：学科基础必修课适用专业：电子信息工程教材选用：陈传波，陆枫. 计算机图形学基础.北京：电子工业出版社，2002总学时：60 理论学时：48实验学时：12 课程设计：无学分： 3.5 开课学期：第六学期前导课程：高等数学、线性代数、C语言程序设计后续课程：数字图像处理2 教学定位2.1 能力培养目标本课程主要培养学生以下三个方面的能力：1. 认知和理解能力理解计算机图形学的基本概念、图形的表示与数据结构、曲线曲面的基本概念。
2. 逻辑思维能力理解基本图形的生成算法，并能对现有的算法进行改进，理解图形的变换和裁减算法。
3. 程序设计能力能够根据图形生成算法、裁剪算法设计相应的实现程序。
2.2 课程的主要特点计算机图形学是研究怎样利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。
是一门复杂的综合性的新兴学科，内容丰富，涵盖的知识面较广。
既有具体的图形软硬件，又有抽象的理论和算法。
为学生以后从事图形图像处理工作打下坚实的基础。
2.3 教学定位计算机图形学是一门应用广泛的新兴学科，主要介绍图形标准、图形硬件、图形的表示、基本图形的生成算法，以及图形的变换和观察等。
通过本课程的学习，学生可以了解图形系统的框架及其涉及的软件、硬件技术；了解图形学的基本问题，掌握图形学的基本概念、方法与算法；对于图形相关的应用及当前的研究热点有一个初步认识；具有一定实践体会和相关的编程能力。
3 知识点与学时分配3.1 计算机图形学及其相关概念计算机图形学及其相关概念、计算机图形系统（学时：0.5学时）计算机图形学、图形的要素、图形的表示方法（理解、核心）计算机图形学与相关学科间的关系（了解、推荐）计算机图形系统的功能（理解、核心）计算机图形系统的结构（了解、推荐）计算机图形学的发展、应用、研究动态（学时：1.5学时）计算机图形学的发展、计算机图形学的应用、计算机图形学的研究动态（了解、推荐）共2学时3.2 图形设备图形输入设备（学时：1.5学时）键盘、鼠标、光笔、触摸屏、图形扫描仪（理解、核心）操纵杆、跟踪球、数据手套、数字化仪、声频输入系统（了解、可选）图形显示设备（学时：2学时）阴极射线管、CRT图形显示器（理解、核心）平板显示器、三维观察设备（了解、可选）图形显示子系统（学时：2学时）显示子系统的结构（理解、核心）分辨率、像素与帧缓存、颜色查找表、显示长宽比（理解、核心）PC图形显示卡（了解、可选）图形绘制设备（学时：0.5学时）打印机、绘图仪（理解、推荐）共6学时3.3 图形的表示与数据结构基本图形元素与段（理解、推荐）几何信息与拓扑信息、坐标系、几何元素（理解、核心）实体、正则集合运算（了解、可选）共2学时3.4 图形的生成、变换和观察基本图形生成算法（学时：12学时）直线的扫描转换（数值微分法、中点Bresenham算法、改进的Bresenham算法）（运用、核心）圆的扫描转换（简单方程产生圆弧、中点Bresenham画圆）（运用、核心）椭圆的扫描转换（椭圆的中点Bresenham画圆）（运用、核心）多边形的扫描转换与区域填充（X扫描线算法、改进的有效边表算法、边缘填充算法、边界填充算法、泛填充算法）（运用、核心）字符处理、属性处理（了解、推荐）反走样（过取样、简单的区域取样、加权区域取样）（理解、核心）二维变换及二维观察（学时：10学时）基本概念（齐次坐标、几何变换、二维变换矩阵）（理解、核心）基本几何变换（平移变换、比例变换、旋转变换、对称变换、错切变换、二维图形几何变换的计算）（运用、核心）二维观察（基本概念、用户坐标系到观察坐标系的变换、窗口到视区的变换）（运用、核心）裁减（点的裁减、直线段的裁减、多边形的裁减、其他裁减）（运用、核心）三维变换及三维观察（学时：4学时）基本概念（三维齐次坐标变换矩阵、几何变换、平面几何投影、观察投影）（理解、核心）三维几何变换（三维基本几何变换、三维复合变换）（理解、核心）共26学时3.5 曲线和曲面基本概念（学时：2学时）曲线曲面数学描述的发展（了解、推荐）曲线曲面的表示、插值和逼近样条、样条描述（理解、核心）三次样条（学时：2学时）自然三次样条、三次Hermite样条（理解、核心）Bezier曲线曲面（学时：2学时）Bezier曲线定义和性质（理解、核心）Bezier曲线的生成（了解、可选）B样条曲线曲面（学时：2学时）定义、性质（理解、核心）B样条曲面（了解、可选）共8学时3.6 其它学时习题课(学时：4学时)实验(学时：12学时)3.7 课程覆盖的知识领域和知识单元汇总4 讲授提示及方法4.1计算机图形学及其相关概念重点：计算机图形学的定义、图形的要素、图形的表示方法、计算机图形系统的功能。
计算机图形学(C语言)教案
计算机图形学(C语言)教案第一章：计算机图形学概述1.1 课程介绍了解计算机图形学的定义、发展与研究领域掌握图形学的基本概念和图形处理的基本过程1.2 图形系统掌握图形系统的组成及工作原理熟悉图形硬件和软件的基本配置1.3 图形学基本算法了解图形学中的基本算法，包括线段、填充算法等掌握算法实现的基本思路和流程第二章：C语言基础2.1 C语言简介了解C语言的历史、特点和应用领域掌握C语言的基本语法和结构2.2 数据类型、运算符与表达式熟悉C语言的数据类型、运算符及其用法掌握表达式的构成和求值方法2.3 控制语句掌握C语言的控制语句，包括条件语句、循环语句等能够运用控制语句编写简单的程序第三章：图形坐标系统与基本绘图函数3.1 图形坐标系统理解笛卡尔坐标系、屏幕坐标系和设备坐标系的概念熟悉坐标变换和坐标系之间的转换方法3.2 基本绘图函数掌握C语言图形库中的基本绘图函数，如画点、画线、画圆等能够使用基本绘图函数绘制简单的图形3.3 图形属性了解图形属性的概念，包括颜色、线型、线宽等掌握设置和修改图形属性的方法第四章：基本图形算法实现4.1 线段算法掌握直线、曲线算法，如DDA算法、Bresenham算法等能够实现线段的和绘制4.2 填充算法了解填充算法的原理和实现方法掌握Sutherland-Hodgman算法和扫描线算法等填充算法4.3 汉字绘制算法了解汉字绘制的基本原理掌握汉字轮廓提取和绘制方法第五章：图形界面设计5.1 图形界面设计基础了解图形界面设计的原则和方法掌握常用的界面布局和控件使用5.2 图形界面编程实践熟悉图形界面编程框架，如GTK、Qt等能够设计并实现一个简单的图形界面程序5.3 事件处理了解事件处理的基本概念和方法掌握事件处理程序的编写和调试技巧第六章：高级绘图函数与图形库6.1 高级绘图函数学习并掌握图形库中的高级绘图函数，如绘制椭圆、多边形、文本等能够使用高级绘图函数创建复杂的图形和图像6.2 图形库的使用熟悉常用的图形库，如OpenGL、SDL等掌握图形库的基本使用方法和编程步骤6.3 图形文件处理了解图形文件的基本格式，如BMP、PNG等掌握图形文件的读取、显示和保存方法第七章：动画与交互设计7.1 动画原理与实现理解动画的基本原理，包括帧动画和补间动画掌握动画的实现方法，如使用图形库绘制连续变化的图形7.2 交互设计基础学习交互设计的基本概念，包括输入设备、事件处理等能够设计简单的人机交互界面7.3 动画与交互编程实践利用图形库和编程语言实现动画和交互功能调试并优化动画和交互效果第八章：图形渲染与视觉效果8.1 图形渲染技术了解图形渲染的基本概念，包括光照、纹理映射等掌握简单的图形渲染算法和实现方法8.2 视觉效果实现学习视觉效果的基本原理，如阴影、反走样等能够实现常见的视觉效果，提升图形显示质量8.3 实时渲染技术了解实时渲染的基本概念和技术要求掌握实时渲染的实现方法和性能优化技巧第九章：图形编程进阶9.1 图形编程框架学习并掌握图形编程框架的使用，如GLFW、GLUT等能够使用框架搭建图形应用程序的框架9.2 着色器编程了解着色器的基本概念和作用掌握着色器的编写方法和调试技巧9.3 图形编程实践综合运用图形编程知识和技能，实现复杂的图形应用程序分析并解决图形编程过程中遇到的问题10.1 项目实践结合所学知识，完成一个综合性的图形项目提高实际编程能力和解决实际问题的能力探讨图形学在现实生活和工作中的应用和发展前景10.3 课程考试进行课程知识的考核和应用能力的评估检查学习成果，提高自身的图形编程水平重点和难点解析重点环节一：图形系统组成及工作原理图形系统的硬件和软件组成图形处理的基本过程重点环节二：图形学基本算法线段算法（DDA、Bresenham等）填充算法（Sutherland-Hodgman、扫描线等）重点环节三：C语言基础数据类型、运算符与表达式控制语句的使用重点环节四：图形坐标系统与基本绘图函数图形坐标系统的转换基本绘图函数的用法重点环节五：图形属性设置颜色、线型、线宽等属性的设置方法重点环节六：高级绘图函数与图形库高级绘图函数的使用常用图形库的基本操作重点环节七：动画与交互设计动画原理与实现方法交互设计的基本概念和实现重点环节八：图形渲染与视觉效果图形渲染技术（光照、纹理映射）视觉效果的实现（阴影、反走样）重点环节九：图形编程进阶图形编程框架的使用着色器编程的方法和技巧综合项目实践的能力培养本教案围绕计算机图形学的基本概念、图形系统的组成、C语言基础、图形绘制算法、图形属性设置、高级绘图函数与图形库的使用、动画与交互设计、图形渲染与视觉效果、图形编程进阶以及项目实践等环节展开教学。
《计算机图形学》教案01
周 次
第 周，第 次课
日期
章节名称
综述
授课方式
理论课（√）实验课（）实习（）
教学时数
2
教
学
目
的
及
要
求
目的：使学生了解本课程及计算机图形学的历史及应用现状有总体的认识。
要求：
1．了解计算机图形学课程的目的、意义及主要内容
2．了解计算机图形学开 学 内 容 提 要
说说你所认为的生活中的计算机图形学
教学手段
1讲授为主，讨论为辅
2用powerponit制作动画、演示图片，意在把抽象的算法、概念形象化
参考资料
1．参考课堂笔记，及提供的本次课程的多媒体课件。
2．教材、网络资料
第页
时间分配
1．介绍计算机图形学课程的目的、意义以及其他课程信息
2．放映一个计算机动画短片
3．介绍计算机图形学的开创
4．阐述计算机图形学在现今的应用领域
25
10
15
50
教学重点与难点
教学重点：
1．计算机图形学的应用领域
教学难点：
1．使学生建立起对计算机图形学的初步认识，以及与生活中所见所闻的事物的联系
讨论、练习、作业
计算机图形学课程教学设计报告
一、设计内容与要求1.1、设计题目算法实现时钟运动1.2、总体目标和要求（1）目标：以图形学算法为目标，深入研究。
继而策划、设计并实现一个能够表现计算机图形学算法原理的或完整过程的演示系统，并能从某些方面作出评价和改进意见。
通过完成一个完整程序，经历策划、设计、开发、测试、总结和验收各阶段，达到巩固和实践计算机图形学课程中的理论和算法；学习表现计算机图形学算法的技巧；培养认真学习、积极探索的精神。
（2）总体要求：策划、设计并实现一个能够充分表现图形学算法的演示系统，界面要求美观大方，能清楚地演示算法执行的每一个步骤。
（3）开发环境：Viusal C++ 6.01.3、设计要求内容：（1）掌握动画基本原理；（2）实现平面几何变换；功能要求：（1）显示时钟三个时针，实现三根时针间的相互关系；（2）通过右键菜单切换时钟背景与时针颜色；1.4设计方案通过使用OpenGL提供的标准库函数，综合图形学Bresenham画线和画圆的算法，OpenGL颜色模型中颜色表示模式等实现指针式时钟运动，并通过点击右键菜单实习时钟背景与时针颜色的转换。
根据Bresenham画线和画圆的算法，画出时钟的指针和表盘。
再根据OpenGL颜色模型定义当前颜色。
设置当时钟运行时交换的菜单，运行程序时可变换时钟背景与时针的颜色。
最后再设置一个恢复菜单恢复开始时表盘与指针的颜色。
二、总体设计2.1、过程流程图2.2、椭圆的中点生成算法1、椭圆对称性质原理：（1）圆是满足x轴对称的，这样只需要计算原来的1/2点的位置；（2）圆是满足y轴对称的，这样只需要计算原来的1/2点的位置；通过上面分析可以得到实际上我们计算椭圆生成时候，只需要计算1/4个椭圆就可以实现对于所有点的生成了。
2、中点椭圆算法内容：（1）输入椭圆的两个半径r1和r2，并且输入椭圆的圆心。
设置初始点(x0,y0)的位置为(0,r2);（2）计算区域1中央决策参数的初始值p = ry*ry - rx*rx*ry + 1/4*(rx*rx);（3）在区域1中的每个Xn为止，从n = 0 开始，直到|K|(斜率）小于-1时后结束；<1>如果p < 0 ，绘制下一个点(x+1,y)，并且计算p = p + r2*r2*(3+2*x);<2>如果P >=0 ,绘制下一个点(x+1,y-1),并且计算p = p + r2*r2*(3+2*point.x) - 2*r1*r1*(y-1)(4)设置新的参数初始值；p = ry*ry(X0+1/2)*(X0+1/2) + rx*rx*(Y0-1) - rx*rx*ry*ry;(5)在区域2中的每个Yn为止，从n = 0开始，直到y = 0时结束。
计算机图形学课程设计----课程设计
计算机图形学课程设计学 院：计算机科学学院 班 级：学 号：学生姓名：指导教师：2008年1月设计一一、课题说明用所学算法编写实现图形比例,移动,旋转变换的程序二、概要设计比例变换矩阵：移动变换矩阵：旋转变换矩阵：由于在640*480默认的显示模式下，原点（0，0）坐标在屏幕的左上角，左上角向右下角走，x 值增大，左上角向右上角走，y 值增大。
为了便于显示与理解，把原点定在（320，240）点。
则移动变换与旋转变换的矩阵就会改变。
移动变换矩阵：旋转变换后，x 坐标变为：320+(x-320)*cos(a)-(240-y)*sin(a)；y 坐标变为：240-(x-320)*sin(a)-(240-y)*cos(a)本程序通过一个三角形比例,移动,旋转变换演示比例,移动,旋转后的结果。
首先画出需要变换的三角形（通过给出三角形的三个顶点画出三角形），对三个三角形的顶点变换实现比例,移动,旋转变换操作。
三、源程序及注释#include <stdio.h> #include <graphics.h>/*加入c 图形库*/ #include <math.h>yidong(int dx,int dy)/*实现移动函数*/S x 0 0 0 S y 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 T x T y 1cos （a） sin （a） 0 -sin （a） cos （a） 0 0 0 11 0 00 1 0 T x -- T y 1{moveto(320+dx,240-dy);lineto(420+dx,120-dy);lineto(450+dx,140-dy);变换三角形三个点的坐标实现移动变换*/lineto(320+dx,240-dy);/*}实现比例函数*/bilie(float Sx,float Sy) /*{moveto(320*Sx,240*Sy);lineto(420*Sx,120*Sy);lineto(450*Sx,140*Sy);变换三角形三个点的坐标实现比列变换*/lineto(320*Sx,240*Sy); /*}实现旋转函数*/xuanzhuan(float a) /*{float p;moveto(320,240);lineto(320+(420-320)*cos(a)-(240-120)*sin(a),240-(420-320)*sin(a)-(240-120)*cos(a));lineto(320+(450-320)*cos(a)-(240-140)*sin(a),240-(450-320)*sin(a)-(240-140)*cos(a));变换三角形三个点的坐标实现旋转变换*/lineto(320,240); /*}main(){int i,j;float X,Y,bx,by,a;int gdriver=DETECT,gmode; /*初始化显示模式参数*/初始化显示为默认的640*480、16色模式 */ initgraph(&gdriver,&gmode,""); /*i=20;j=240;moveto(i,j);/*使用双循环画点函数画出表格中的纵坐标*/for(i=20;i<=620;i+=20)lineto(i,240);i=320;j=20;moveto(i,j);/*使用双循环画点函数画出表格中的横坐标*/for(j=20;j<=460;j+=20)lineto(320,j);moveto(320,240);lineto(420,120);lineto(450,140);lineto(320,240);/*画出需变换的三角形，其三个顶点分别为(320,240);(420,120) ;(450,140)*/printf("please input X,Y to move:"); scanf("%f%f",&X,&Y); /*输入移动量 */ yidong(X,Y);printf("please input bx,by to scale:"); scanf("%f%f",&bx,&by); /*输入x 方向，y 方向缩放大小 */ bilie(bx,by);printf("please input a to circumgyrate:"); scanf("%f",&a); /*输入旋转角度，a 为正，则逆时针旋转*/ xuanzhuan(a); }四、运行结果原始三角形移动（40，40）后的三角形旋转45o 后的三角x 轴方向上缩小0.5倍后的三角形设计二一、课题说明编写一个AutoLISP程序，其功能是：画一个轴衬的两个视图，如图4所示。
计算机图形学(C语言)教案
计算机图形学(C语言)教案第一章：计算机图形学概述1.1 课程介绍计算机图形学的定义和发展历程C语言在计算机图形学中的应用1.2 图形系统的基本概念图形系统的硬件和软件组成坐标系统和图形坐标变换1.3 图形处理基本算法图形算法的分类常见图形算法介绍第二章：C语言图形库简介2.1 OpenGL库介绍OpenGL的概念和发展历程OpenGL的基本组成和功能2.2 GLUT库介绍GLUT的概念和功能GLUT的基本API和使用方法2.3 C语言图形库的选择和配置选择适合的图形库图形库的配置和集成第三章：图形绘制基础3.1 图形绘制基本概念图形绘制原理图形绘制流程3.2 基本图形的绘制点、线、圆的绘制方法字符和图像的显示3.3 颜色和光照处理颜色模型和颜色转换光照模型和光照计算第四章：图形变换和模型视图4.1 图形变换坐标变换和矩阵运算几何变换和图像变换4.2 模型视图视图变换和投影相机控制和视角设置4.3 三维图形绘制三维图形的建模和绘制方法曲面和体的绘制技巧第五章：动画和交互技术5.1 动画基础动画的概念和分类动画的实现方法和算法5.2 关键帧动画关键帧动画的原理和实现动画插值和优化技术5.3 交互技术用户输入和事件处理鼠标和键盘交互设计第六章：图形算法6.1 填充算法扫描线填充算法原理种子填充算法原理6.2 裁剪算法裁剪的概念和分类凸多边形裁剪算法6.3 图像分割算法图像分割的概念和应用阈值分割算法和区域生长算法第七章：图像处理基础7.1 图像处理基本概念数字图像的表示和存储图像处理的基本操作7.2 图像增强图像增强的目的和方法直方图均衡化和对比度增强7.3 图像滤波滤波器的设计和分类线性滤波和非线性滤波第八章：OpenGL高级功能8.1 纹理映射纹理映射的概念和原理纹理坐标和纹理映射过程8.2 光照模型光照模型的概念和分类Phong光照模型和Blinn-Phong光照模型8.3 阴影技术阴影的类型和方法软阴影和硬阴影的实现第九章：图形编程实践9.1 绘制一个简单的三角形设置窗口和初始化OpenGL绘制一个三角形的基本步骤9.2 实现一个简单的动画动画的原理和实现方法绘制一个旋转的立方体动画9.3 开发一个简单的图形应用程序图形应用程序的开发流程设计一个简单的3D场景第十章：项目实践10.1 项目选择和规划选择适合的项目主题制定项目开发计划10.2 项目开发和实现按计划进行项目开发解决项目开发过程中遇到的问题10.3 项目测试和优化测试项目的功能和性能对项目进行优化和改进第十一章：图形硬件和性能优化11.1 图形处理器（GPU）GPU的工作原理和架构GPU编程模型和API11.2 图形性能优化渲染管线和性能瓶颈优化技巧和策略11.3 实时图形渲染实时图形渲染的挑战实时渲染技术和算法第十二章：计算机动画12.1 动画原理和技术关键帧动画和补间动画骨骼动画和蒙皮动画12.2 动画编辑和播放动画编辑器的实现动画播放器和交互控制12.3 物理动画和效果粒子系统和不规则动画流体动力学和模拟动画第十三章：虚拟现实和增强现实13.1 虚拟现实技术VR系统的原理和设备VR应用程序开发和实践13.2 增强现实技术AR系统的原理和设备AR应用程序开发和实践13.3 混合现实和交互混合现实的概念和应用虚拟物体与现实世界的交互第十四章：图形学综合案例分析14.1 图形学应用案例游戏开发和图形学的关系图形学在其他领域的应用案例14.2 图形学项目的挑战和解决方案项目开发过程中的常见问题解决方案和最佳实践14.3 图形学未来趋势和展望图形学的发展方向图形学在未来的应用前景第十五章：课程总结和考试15.1 课程回顾本门课程的主要内容和知识点学生的学习成果和收获15.2 考试内容和策略考试的形式和要求考试的准备和复习策略15.3 课程反馈和改进学生对课程的评价和建议课程的改进方向和计划重点和难点解析第一章：重点：计算机图形学的定义和发展历程，C语言在计算机图形学中的应用。
计算机图形学(C语言)教案
计算机图形学(C语言)教案一、教案概述1. 目标：通过本章学习，使学生掌握C语言在计算机图形学中的应用，了解图形学基本概念，能够使用C语言进行简单的图形绘制和处理。
2. 课时：2课时3. 教学方法：讲授、实践相结合4. 教学工具：多媒体教学、编程环境二、教学内容1. 计算机图形学基本概念图形与图像的定义图形系统的组成图形表示方法2. C语言图形库介绍SDL库简介OpenGL简介Win32图形编程简介3. 图形绘制基本方法像素操作直线绘制圆绘制图形变换三、教学过程1. 引入计算机图形学的基本概念，让学生了解图形学在计算机领域的重要性和应用范围。
2. 介绍C语言图形库，对比不同图形库的特点和适用场景，引导学生选择合适的图形库进行学习。
3. 通过实例讲解图形绘制的基本方法，让学生掌握像素操作、直线绘制、圆绘制和图形变换等技巧。
四、课堂练习1. 编写一个简单的C程序，使用像素操作绘制一个红色矩形。
2. 编写一个C程序，使用SDL库绘制一条直线。
3. 编写一个C程序，使用OpenGL绘制一个圆形。
五、课后作业1. 学习Win32图形编程，了解其与SDL、OpenGL的异同。
2. 思考如何将图形学应用于实际项目中，例如游戏开发、图像处理等。
3. 探索其他图形库，如SFML、Allegro等，了解其特点和适用场景。
六、图形坐标系统与变换1. 教学目标：理解图形坐标系统的概念。
掌握坐标变换的原理和应用。
能够运用坐标变换对图形进行变换。
2. 教学内容：坐标系统的分类（笛卡尔坐标系、直角坐标系、极坐标系等）。
坐标变换的类型（平移、旋转、缩放、反射等）。
矩阵与坐标变换的关系。
变换在计算机图形学中的应用。
3. 教学过程：通过图形实例讲解不同坐标系统的特点。
讲解坐标变换的数学原理，并通过动画演示变换过程。
引导学生通过编程实践应用坐标变换。
七、图形界面设计1. 教学目标：学习图形界面设计的基本原则。
掌握常用的图形界面元素和布局方法。
计算机图形学(C语言)教案
计算机图形学(C语言)教案第一章：图形学概述1.1 图形学的定义介绍图形学的概念和定义解释图形学在计算机科学中的重要性1.2 图形学的发展历程回顾图形学的历史和发展趋势介绍主要的图形学里程碑和成就1.3 图形学的基本概念解释像素、分辨率、颜色模型等基本概念介绍矢量图形和位图图形的区别1.4 图形学的主要应用领域探讨图形学在游戏开发、计算机辅助设计、虚拟现实等领域的应用第二章：C语言基础2.1 C语言简介介绍C语言的历史和特点解释C语言在图形学中的应用2.2 C语言基础语法介绍C语言的基本语法和结构解释变量、数据类型、运算符等基本概念2.3 控制流程讲解条件语句和循环语句的使用示例代码展示控制流程的基本操作2.4 函数和指针介绍函数的定义和调用方式解释指针的概念和应用第三章：图形库和API3.1 图形库的概念解释图形库的作用和重要性介绍常见的图形库如SDL、OpenGL等3.2 图形库的安装和使用讲解图形库的安装步骤和注意事项示例代码展示图形库的基本使用方法3.3 API的概念和结构解释API的概念和组成介绍图形学中常见的API和接口3.4 图形库的选择和评估讨论选择图形库时需要考虑的因素评估不同图形库的优缺点和适用场景第四章：基本图形绘制4.1 绘制像素讲解如何在屏幕上绘制单个像素示例代码展示像素绘制的实现方法4.2 绘制线条介绍直线和曲线的基本算法示例代码展示线条绘制的实现方法4.3 绘制矩形和椭圆讲解矩形和椭圆的绘制方法示例代码展示矩形和椭圆绘制的实现方法4.4 绘制文本和图像介绍文本和图像的显示方法示例代码展示文本和图像绘制的实现方法第五章：图形变换5.1 坐标系和变换介绍二维和三维坐标系的概念讲解坐标变换的基本原理和方法5.2 几何变换讲解平移、旋转、缩放等几何变换的实现方法示例代码展示几何变换的效果和应用5.3 投影变换介绍正交投影和透视投影的概念讲解投影变换的实现方法和注意事项5.4 视图变换讲解视图变换的原理和方法示例代码展示视图变换的效果和应用第六章：光照和材质6.1 光照模型介绍光照模型的基本概念和重要性讲解基本的光照模型，如Lambert光照模型和Blinn-Phong光照模型6.2 光源类型介绍点光源、方向光源和平行光源等不同类型的光源解释光源属性的设置和影响6.3 材质属性讲解材质的反射率、透射率、光泽度等属性的概念和设置示例代码展示材质属性的应用和效果6.4 光照计算实例通过实例演示光照计算的过程和结果分析不同光照参数对物体渲染效果的影响第七章：纹理映射7.1 纹理映射概念介绍纹理映射的定义和作用解释纹理坐标和纹理映射的基本原理7.2 二维纹理映射讲解二维纹理映射的实现方法和步骤示例代码展示二维纹理映射的效果和应用7.3 三维纹理映射介绍三维纹理映射的概念和特点讲解三维纹理映射的实现方法和注意事项7.4 纹理压缩和多级纹理讲解纹理压缩的概念和重要性介绍多级纹理的概念和应用场景第八章：动画和模型加载8.1 动画基础介绍动画的概念和分类讲解动画的实现方法和关键技术8.2 关键帧动画讲解关键帧动画的原理和实现步骤示例代码展示关键帧动画的创建和播放8.3 骨骼动画介绍骨骼动画的定义和特点讲解骨骼动画的实现方法和关键技术8.4 模型加载和处理介绍常用的模型文件格式，如OBJ、STL等讲解模型加载和处理的基本步骤和注意事项第九章：OpenGL编程9.1 OpenGL概述介绍OpenGL的概念和特点解释OpenGL在图形学中的应用和重要性9.2 OpenGL基础讲解OpenGL的基本设置和初始化介绍OpenGL的主要函数和API9.3 OpenGL绘制几何图形示例代码展示OpenGL绘制基本几何图形的方法讲解OpenGL中的坐标系统和视图设置9.4 OpenGL高级特性讲解OpenGL的高级特性，如纹理映射、光照和动画等示例代码展示OpenGL高级特性的应用和效果第十章：项目实践10.1 项目设计介绍项目设计的思路和流程确定项目的目标和所需技能10.2 项目实现讲解项目实现的步骤和方法示例代码展示项目实现的过程和关键代码10.3 项目优化讲解项目优化的方法和技巧分析项目的性能瓶颈和优化方案10.4 项目总结总结项目实现过程中的经验和教训提出未来改进和扩展项目的建议重点和难点解析重点环节1：图形学的定义和重要性理解图形学的概念和它在计算机科学中的应用领域是学习图形学的基础。
计算机图形学(C语言)教案
计算机图形学(C语言)教案第一章：计算机图形学概述1.1 图形与图像的概念介绍图形的定义和图像的定义解释图形和图像的区别与联系1.2 计算机图形学的基本概念介绍计算机图形学的定义和发展历程解释图形表示、图形和图形显示的基本过程1.3 计算机图形学应用领域列举计算机图形学在各个领域的应用实例探讨计算机图形学未来的发展趋势第二章：C语言基础2.1 C语言简介介绍C语言的历史和特点解释C语言在计算机图形学中的应用2.2 C语言基本语法介绍变量、数据类型、运算符和表达式的概念及使用方法解释控制语句、函数和数组的基本用法2.3 图形库的基本使用介绍图形库的概念和作用解释如何使用图形库进行图形绘制和显示第三章：基本图形的绘制3.1 点的绘制介绍如何使用C语言绘制点解释点的坐标系统和绘点函数的用法3.2 线的绘制介绍如何使用C语言绘制直线和曲线解释线的参数方程和绘线函数的用法3.3 填充区域的绘制介绍如何使用C语言绘制填充区域解释填充算法和绘填充区域函数的用法第四章：图形变换4.1 坐标变换介绍坐标变换的概念和作用解释平移、旋转和缩放等基本变换的实现方法4.2 投影变换介绍投影变换的概念和种类解释正交投影和透视投影的实现方法4.3 视图变换介绍视图变换的概念和作用解释平视、俯视和仰视等视图变换的实现方法第五章：动画与交互5.1 动画的基本概念介绍动画的定义和分类解释动画的方法和播放原理5.2 C语言实现动画介绍如何使用C语言实现简单的动画效果解释动画的播放控制和效果实现方法5.3 用户交互的基本概念介绍用户交互的定义和作用解释图形用户界面(GUI)的基本组件和交互方式5.4 C语言实现用户交互介绍如何使用C语言实现用户交互功能解释用户输入处理和输出显示的方法和技巧第六章：图形界面设计6.1 图形界面设计基础介绍图形界面设计的目的和重要性解释图形界面设计的基本原则和方法6.2 常用图形界面组件介绍按钮、菜单、对话框等常用图形界面组件的使用方法解释如何使用C语言绘制和处理这些组件6.3 图形界面事件处理介绍图形界面事件的概念和类型解释如何使用C语言处理用户交互事件第七章：图像处理基础7.1 图像处理概述介绍图像处理的概念和任务解释图像处理在计算机图形学中的应用7.2 图像文件格式介绍常见图像文件格式如BMP、JPG、PNG等的特点和用法解释如何使用C语言读取和写入这些图像文件7.3 图像基本处理技术介绍图像处理的基本技术如图像滤波、图像增强、图像分割等解释这些技术在计算机图形学中的应用和实现方法第八章：曲面建模8.1 参数曲面的基本概念介绍参数曲面的定义和表示方法解释参数曲面的性质和绘制方法8.2 常见曲面类型的绘制介绍柱面、球面、环面等常见曲面的定义和绘制方法解释如何使用C语言实现这些曲面的绘制8.3 曲面变换介绍曲面变换的概念和作用解释如何使用C语言实现曲面的变换第九章：光照与渲染9.1 光照模型介绍光照模型的概念和重要性解释朗伯光照模型和Phong 光照模型的原理和实现方法9.2 材质属性介绍材质属性的概念和作用解释如何设置和调整材质的反射率、透射率和光泽度等属性9.3 渲染技术介绍渲染的概念和任务解释如何使用C语言实现简单的渲染技术如纹理映射、阴影等第十章：案例分析与实践10.1 案例分析分析具体计算机图形学应用案例解释案例中的关键技术和实现方法10.2 实践项目提供实践项目让学生动手实现计算机图形学的基本功能指导学生如何设计程序结构、编写代码并调试程序10.3 课程设计介绍课程设计的要求和评价标准第十一章：OpenGL基础11.1 OpenGL简介介绍OpenGL的概念和作用解释OpenGL的特点和应用领域11.2 OpenGL基本设置介绍如何设置OpenGL环境解释如何使用OpenGL进行窗口创建、初始化等基本操作11.3 OpenGL绘制基本图形介绍如何使用OpenGL绘制点、线、三角形等基本图形解释OpenGL中的坐标系统、视图变换等概念第十二章：OpenGL高级图形绘制12.1 颜色与纹理映射介绍颜色和纹理映射的概念解释如何使用OpenGL进行颜色和纹理映射的设置和绘制12.2 光照与材质介绍光照和材质的概念解释如何使用OpenGL实现光照和材质的效果12.3 动画与交互介绍动画和交互的概念解释如何使用OpenGL实现动画和交互的效果第十三章：OpenGL图形编程实例13.1 实例一：绘制一个三角形解释如何使用OpenGL绘制一个简单的三角形指导如何编写代码和调试程序13.2 实例二：3D旋转立方体解释如何使用OpenGL绘制一个旋转的立方体指导如何编写代码和调试程序13.3 实例三：动态光照变化解释如何使用OpenGL实现动态光照变化的效果指导如何编写代码和调试程序第十四章：计算机图形学项目实践14.1 项目设计思路介绍项目的设计思路和目标解释项目中的关键技术和实现方法14.2 项目实现提供项目实现的过程和步骤指导学生如何编写代码、调试程序和优化性能14.3 项目总结与评价总结项目的完成情况和成果评价项目的创新性、实用性和稳定性等指标第十五章：计算机图形学前沿技术15.1 虚拟现实技术介绍虚拟现实技术的概念和应用领域解释虚拟现实技术在计算机图形学中的重要性15.2 增强现实技术介绍增强现实技术的概念和应用领域解释增强现实技术在计算机图形学中的重要性15.3 计算机图形学未来发展探讨计算机图形学未来的发展趋势和研究方向激发学生对计算机图形学的研究兴趣和创新思维重点和难点解析本文主要介绍了计算机图形学（C语言）的教案，内容涵盖了图形与图像的概念、C语言基础、基本图形的绘制、图形变换、动画与交互、图形界面设计、图像处理基础、曲面建模、光照与渲染、案例分析与实践、OpenGL基础、OpenGL高级图形绘制、OpenGL图形编程实例、计算机图形学项目实践以及计算机图形学前沿技术等十五个章节。
计算机图形学(C语言)教案
计算机图形学(C语言)教案第一章：计算机图形学概述1.1 课程介绍了解计算机图形学的定义、发展和应用领域。
理解图形系统和图形处理的基本概念。
1.2 图形学基本概念掌握图形的表示、和显示的基本过程。
掌握图形属性和图形变换的概念。
1.3 图形软件和图形硬件了解常见的图形软件和图形硬件设备。
理解图形软件的架构和功能。
第二章：C语言基础2.1 C语言简介了解C语言的历史和特点。
掌握C语言的基本语法和数据类型。
2.2 控制语句掌握C语言的条件语句、循环语句和跳转语句。
理解函数的定义和调用。
2.3 图形库使用学习使用图形库（如OpenGL或SDL）的基本方法。
掌握图形库的初始化、图形绘制和屏幕刷新等操作。
第三章：基本图形绘制3.1 点、线和圆的绘制学习使用图形库绘制点、线和圆的基本方法。
掌握图形属性的设置，如颜色、线型和填充等。
3.2 图形变换理解平移、旋转和缩放等基本图形变换。
学习使用图形库实现图形变换的方法。
3.3 参数方程和坐标变换了解参数方程和坐标变换的概念。
掌握参数方程和坐标变换在图形绘制中的应用。
第四章：图像处理基础4.1 图像表示和格式了解数字图像的基本表示方法，如像素、分辨率等。
掌握常见图像格式的特点和转换方法。
4.2 图像处理基本算法学习图像处理的基本算法，如图像滤波、边缘检测等。
掌握使用C语言实现图像处理算法的方法。
4.3 图像显示和保存学习使用图形库显示和保存图像的方法。
掌握图像显示和保存的技巧和注意事项。
第五章：综合应用实例5.1 图形界面设计学习使用图形库设计图形用户界面。
掌握图形界面设计的要点和技巧。
5.2 图形动画实现理解图形动画的基本概念和实现方法。
学习使用图形库实现图形动画的技巧。
5.3 图像处理应用实例结合实际应用场景，完成一个图像处理应用实例。
培养实际应用能力和创新思维。
第六章：光照与纹理6.1 光照模型学习光照模型，包括Lambert光照模型、Blinn-Phong光照模型等。
《计算机图形学》教案
04
05
掌握动画的渲染和后期处理 ，以实现逼真的视觉效果。
04
图形算法
几何变换
总结词
描述物体在二维或三维空间中的位置、方向和大小的变化。
详细描述
几何变换包括平移、旋转、缩放和剪切等操作，它们可以通 过矩阵运算来实现。通过几何变换，可以改变物体的位置、 方向和大小，从而创造出更加丰富和多样的图形效果。
05
实践项目
游戏开发
游戏角色设计
学习使用计算机图形学技术设计 游戏中的角色，包括人物、怪物 、NPC等，注重造型、色彩、纹
理等方面的设计。
游戏场景渲染
掌握如何使用计算机图形学技术渲 染游戏中的场景，包括自然环境、 建筑、道具等，注重光影效果和视 觉效果的呈现。
游戏动画制作
学习使用计算机图形学技术制作游 戏中的动画，包括人物动作、特效 等，注重动画的流畅性和逼真感。
图像识别技术
特征提取
学习使用计算机图形学技术提取 图像中的特征，包括颜色、形状 、纹理等方面的特征，注重特征
的准确性和稳定性。
目标检测
掌握如何使用计算机图形学技术 检测图像中的目标物体，包括人 脸、物体等，注重检测的准确率
和实时性。
图像识别应用
了解计算机图形学在图像识别方 面的应用，包括人脸识别、物体 识别等，注重实际应用的效果和
光照模型
总结词
描述物体表面反射光的方式。
详细描述
光照模型用于描述物体表面反射光的方式，包括漫反射、镜面反射和环境光等。通过设置不同的光照参数，可以 模拟出不同的光照效果，从而创造出更加真实和生动的图形。
纹理映射
总结词
将纹理图像映射到物体表面的技术。
详细描述
纹理映射是一种将纹理图像映射到物体表面的技术，它可以增加物体的细节和真实感。通过纹理映射 ，可以将复杂的纹理图像应用到简单的几何形状上，从而创造出更加丰富和细腻的图形效果。
计算机图形学(C语言)教案
计算机图形学(C语言)教案第一章：C语言基础1.1 教学目标让学生掌握C语言的基本语法和结构。
让学生了解C语言在计算机图形学中的应用。
1.2 教学内容C语言的基本语法和数据类型。
控制结构和函数。
C语言在计算机图形学中的应用。
1.3 教学方法讲解和示例相结合。
让学生通过编写简单的C语言程序来加深对语法和结构的理解。
1.4 教学评估课后作业：编写简单的C语言程序。
课堂讨论：学生之间的交流和问题解答。
第二章：图形设备2.1 教学目标让学生了解图形设备的基本概念和原理。
让学生掌握如何在C语言中与图形设备进行交互。
2.2 教学内容图形设备的概念和分类。
图形设备的驱动程序。
在C语言中使用图形设备的方法。
2.3 教学方法讲解和实验相结合。
通过示例让学生了解图形设备的使用方法。
2.4 教学评估课后作业：编写与图形设备交互的C语言程序。
第三章：基本图形操作3.1 教学目标让学生掌握基本的图形操作方法。
让学生了解图形坐标系统和变换。
3.2 教学内容基本图形操作：点、直线、圆等。
图形坐标系统：笛卡尔坐标系、极坐标系等。
图形变换：平移、旋转、缩放等。
3.3 教学方法讲解和示例相结合。
通过编程实验让学生掌握基本图形操作。
3.4 教学评估课后作业：编写实现基本图形操作的C语言程序。
第四章：颜色和文本4.1 教学目标让学生了解颜色和文本在计算机图形学中的基本概念。
让学生掌握如何在C语言中设置颜色和显示文本。
4.2 教学内容颜色的概念和表示方法。
设置颜色的方法。
文本的显示和字体设置。
4.3 教学方法讲解和示例相结合。
通过编程实验让学生掌握颜色和文本的设置方法。
4.4 教学评估课后作业：编写实现颜色和文本设置的C语言程序。
第五章：图形绘制综合实例5.1 教学目标让学生综合运用所学的图形操作方法来绘制复杂的图形。
让学生了解图形绘制的基本技巧和优化方法。
5.2 教学内容综合实例：绘制复杂的图形。
图形绘制技巧和优化方法。
5.3 教学方法讲解和实验相结合。
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软件学院《计算机图形学》课程示范性教学设计一、本课程教学方法1. 教学方法概述：教学手段以多媒体教学为主、板书教学为辅，考虑到本课程内容多、学时少的特点，教学方法采用基础算法详细讲解、高级应用以专题讲座形式介绍的金字塔式教学方法，即对本科生应掌握的基本内容先详细介绍，以便学生上机时可以直接动手编程实现，然后对后面稍难一些的内容采用专题讲座的形式，即每次课介绍一个专题，既有“点”的深度，又有“面”的广度，点面结合，相辅相成，以达到在有限的学时内、开阔学生视野、提高学生学习兴趣的目的。
(1) 从宏观上介绍计算机图形学的研究内容及其应用领域。
(2) 选择一些常用的、经典的计算机图形学算法详细介绍。
(3)为了加深学生对算法实现过程的理解，强调理论联系实际的重要性，通过编程演示算法的实现结果，并借助于动画软件Flash演示算法的执行过程。
2．建议开课学期：第5学期3．建议教学形式与教学方法：多媒体授课二、各部分重点及难点概述：本课程主要内容包括计算机图形学的研究内容、发展与应用，图形输入输出设备，图形显示原理，图形软件标准，基本图形生成算法，图形几何变换与裁剪，自由曲线和曲面，三维实体造型，分形几何造型，分形艺术，隐藏面消除，光照模型，颜色模型，光线跟踪，纹理细节模拟，常用的计算机动画技术和软件等。
第1章绪论主要知识点：计算机图形学的研究内容及其与相关学科的关系，计算机图形学的发展与应用主要能力点：通过阅读文献了解计算机图形学软硬件方面的最新研究进展，提高跟踪学科前沿能力、把握学科方向能力、进行文献检索、文献阅读和文献综述的能力。
主要素质点：科研工作人员的基本素质——把握学科方向、文献检索、阅读和综述重点：计算机图形学的研究内容难点：计算机图形学与相关学科的关系第2章图形输入输出设备主要知识点：交互式计算机图形处理系统的组成，图形输入输出设备，显示器分类，光栅扫描图形显示原理主要能力点：通过阅读文献了解在图形输入、输出设备方面的最新研究进展，提高跟踪学科前沿能力、把握学科方向能力、进行文献检索、文献阅读和文献综述的能力。
主要素质点：科研工作人员的基本素质——把握学科方向、文献检索、阅读和综述重点：光栅扫描图形显示原理难点：图形输入输出设备的工作原理第3章基本图形生成算法主要知识点：直线、圆弧的生成算法（DDA算法、中点算法、Bresenham算法）；扫描线填充算法（有序边表算法、边填充算法），种子填充算法（简单的种子填充、扫描线种子填充）；主要能力点：通过对各种图形学算法的设计、对比、分析，提高发现问题能力、分析问题能力、解决问题能力、创新思维能力。
通过编程实现图形学基本算法，提高理论联系实际、软件编程与调试（包括高级语言应用能力、数据的结构化描述能力、算法设计与分析能力、了解程序过程的能力）和知识综合应用能力。
主要素质点：软件开发人员的基本素质——算法设计与比较、软件编程与调试、知识综合应用重点：直线、圆弧的bresenham生成算法，扫描线填充算法，种子填充算法难点：算法的数据结构设计与编程实现第4章图形变换与裁剪主要知识点：齐次坐标技术，二、三维图形几何变换；平行投影、透视投影变换；线段的Cohen-Sutherland裁剪、Liang-Basky裁剪算法、多边形的逐边裁剪、双边裁剪算法；主要能力点：通过对各种图形学算法的设计、对比、分析，提高发现问题能力、分析问题能力、解决问题能力、创新思维能力。
通过编程实现图形学基本算法，提高理论联系实际、软件编程与调试（包括高级语言应用能力、数据的结构化描述能力、算法设计与分析能力、了解程序过程的能力）和知识综合应用能力。
主要素质点：软件开发人员的基本素质——算法设计与比较、软件编程与调试重点：齐次坐标技术，图形几何变换，透视投影，多边形裁剪难点：算法的数据结构设计与编程实现第5章自由曲线和曲面主要知识点：计算机辅助几何设计综述，自由型曲线曲面的发展，参数曲线基础，参数多项式曲线、三次Hermite曲线；Bezier曲线、B样条曲线及其在汽车、船舶、飞机等外形设计中的应用；主要能力点：通过对各种图形学算法的设计、对比、分析，提高发现问题能力、分析问题能力、解决问题能力、创新思维能力。
通过编程实现图形学基本算法，提高理论联系实际、软件编程与调试（包括高级语言应用能力、数据的结构化描述能力、算法设计与分析能力、了解程序过程的能力）和知识综合应用能力。
主要素质点：软件开发人员的基本素质——算法设计与比较、软件编程与调试、知识综合应用重点：Bezier曲线、B样条曲线的设计难点：Bezier曲线、B样条曲线的反求问题第6章真实感图形显示主要知识点：三维真实感图像显示的基本流程、取景变换、隐藏面消除算法和阴影生成的基本原理；基本光照模型、Gouraud明暗处理、Phong明暗处理、光线跟踪技术和纹理映射的基本原理；主要能力点：通过阅读文献了解计算机图形学在真实感图形显示方面的最新研究进展，提高跟踪学科前沿能力、把握学科方向能力、进行文献检索、文献阅读和文献综述的能力。
主要素质点：科研工作人员的基本素质——把握学科方向、文献检索、阅读和综述重点：隐藏面消除算法，光照模型，光线跟踪技术难点：纹理映射第7章计算机动画主要知识点：传统动画与计算机动画的区别，计算机动画的起源、发展、应用以及未来发展趋势，计算机辅助二、三维动画的基本制作流程，常用的动画技术（参数Keyframe技术、柔性物体的Morphing技术、FFD技术、过程动画技术、Motion Capture技术等），flash动画软件简介；主要能力点：通过利用动画软件创意动画作品，进行计算机艺术熏陶，提高图形软件平台的应用能力、创新思维能力和友好界面设计能力。
主要素质点：软件应用人员的基本素质——友好界面设计、图形软件平台的应用、创新思维重点：常用的动画技术和软件难点：常用的动画技术第8章几何造型基础主要知识点：实体造型系统的发展，用于规则形体建模的边界表示，空间位置枚举表示、八叉树表示、单元分解表示、CSG表示、Sweep表示以及特征表示方法；分形几何学的起源与发展，分数维数的概念，用于非规则形体建模的随机插值模型、迭代函数系统、L系统、粒子系统、复迭代等方法；主要能力点：通过对各种图形学算法的设计、对比、分析，提高通过对各种图形学算法的设计、对比、分析，提高发现问题能力、分析问题能力、解决问题能力、创新思维能力。
通过编程实现图形学基本算法，提高理论联系实际、软件编程与调试（包括高级语言应用能力、数据的结构化描述能力、算法设计与分析能力、了解程序过程的能力）和知识综合应用能力。
主要素质点：软件开发人员的基本素质——算法设计与比较、软件编程与调试、知识综合应用重点：三维实体的表示方法，分形几何造型的基本方法难点：分形艺术三、参考教材[1] 李东、孙长嵩、苏小红，《计算机图形学实用教程》，人民邮电出版社，2004年10月。
[2] [美]David F.Rogers，石教英，彭群生等译，Procedural Elements for computer graphics(Second Edition)，机械工业出版社，2002年。
四、实验安排五、作业安排由于本课是实践性很强的一门学科，但由于课程计划未安排上机实验学时，因此，课程作业要求学生利用业余时间上机完成，不固定设计要求，让学生根据老师所讲内容自己设计程序的界面以及所包含的功能，程序设计语言也任选，让学生根据自己能力大小自由发挥，这样不仅可以给学生自由创造的空间，还可以避免学生相互之间的抄袭现象。
具体作业内容如下：1）上机编程实现一个图形学基本算法；算法可在如下内容中选择，也可以进行综合设计：♦任意指定一个起始点坐标和终止点坐标，用DDA直线生成算法画出该直线♦任意指定一个起始点坐标和终止点坐标，用DDA圆生成算法画出该直线♦任意指定一个起始点坐标和终止点坐标，用Bresenham直线生成算法画出该直线♦任意指定一个起始点坐标和终止点坐标，用Bresenham圆生成算法画出该直线♦任意指定一个多边形和多边形区域内的一个种子点，用边填充算法对该多边形进行填充♦任意指定一个多边形和多边形区域内的一个种子点，用有序边表填充算法对该多边形进行填充♦任意指定一个多边形和多边形区域内的一个种子点，用简单的种子填充算法对该多边形进行填充，注意多边形区域不能指定太大♦任意指定一个多边形和多边形区域内的一个种子点，用扫描线种子填充算法对该多边形进行填充♦以屏幕中心为坐标原点，任意指定一个多边形，对该多边形进行平移、放缩、旋转、对称、错切等几何变换，并显示变换前后的多边形♦任意指定一个矩形窗口和一个待裁剪的线段，用Cohen- Sutherland裁剪算法对该线段进行裁剪，画出裁剪后的线段♦任意指定一个矩形窗口和一个待裁剪的线段，用Liang-Basky裁剪算法对该线段进行裁剪，画出裁剪后的线段♦任意指定一个矩形窗口和一个待裁剪的多边形，用逐边裁剪算法对该多边形进行裁剪，画出裁剪后的多边形♦任意指定一个多边形窗口和一个待裁剪的多边形，用双边裁剪算法对该多边形进行裁剪，画出裁剪后的多边形♦任意指定多边形控制顶点，画出逼近这个控制多边形的Bezier曲线♦任意指定多边形控制顶点，画出逼近这个控制多边形的B样条曲线♦任意选择一种方法编成实现一个分形图形2）用flash制作一个简单的卡通动画片，或者将图形学算法的执行过程或原理，用flash动画演示出来；六、考题设计闭卷考试适合考察学生对知识点的记忆能力，而本课程属于专业基础课，重在考察学生算法的设计能力、软件编程与调试能力、图形软件平台的应用能力以及知识综合应用能力，因此，本课程不采用闭卷笔试方式，采用阶段考核成绩累计方式。
七、成绩评定采用阶段考核成绩累计方式，考核内容如下：1）任选一种程序设计语言，编程实现一个图形学基本算法，要求有良好的用户界面；2）自己创意用flash制作一个简单的卡通动画片，或者制作一个用演示图形学算法的执行过程或算法原理的flash动画；成绩记载方法为：1）占60%，2）占40%。