计算机图形学教案解析.doc

洛阳师范学院信息技术 计算机科学与技术专业 课程教案 课 程 名 称 计算机图形学 授 课 人 课程名称 ： 计算机图形学 学 时 数：周学时4，共15周（60），3.5 学分 课程开设：选修课 课程类型：专业课 使用教材：罗笑南主编，《计算机图形学》第三版，中山大学出版社 教学参考文献： 1. 唐泽圣，周嘉玉，李新友.计算机图形学基础[M].北京:清华大学出版社,1995 2. 彭群生，鲍虎军，金小刚.计算机真实感图形的算法基础[M].北京:科学出版社,1999 3. 孙家广等.计算机图形学(第三版)[M].北京:清华大学出版社,1998 4. 王汝传，邹北骥.计算机图形学[M].北京:人民邮电出版社,2002 教学方法与手段：讲授与范例相结合，运用多媒体教学。 教学要求：通过教学和实验，使学生 1.了解图形系统的框架及其涉及的软件、硬件技术； 2.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； 3.对与图形相关的应用及当前的研究热点有一个初步认识； 4.具有一定实践体会和相关的编程能力。 考核方式：平时成绩与实验程序。 第1章 绪论 教学学时：4课时 教学目的与要求：使学生了解计算机图形学的基本研究内容，基础概念，了解计算机图形学的发展，应用层次，了解图形学与我们日常生活的关系，了解常用的图形输入输出设备，了解目前国际上的一些图形标准。 教学重点：计算机图形学的概念、发展和应用，图形输出设备光栅显示器。 教学内容： 1.1 计算机图形学概念、发展和应用 1.1.1 什么是计算机图形学 1.1.2 计算机图形学的发展 1.1.3 计算机图形学的应用 1.1.4 计算机图形学研究动态 1.1.5 计算机图形学的基本术语 1.1.6 交互式计算机图形系统的组成与功能 1.2常用的图形输入/输出设备 1.2.1 图形输入设备 1.2.2 图形输出设备 1.3 计算机图形标准 1.1 计算机图形学概念、发展和应用 1.1.1什么是计算机图形学 问题：计算机发展的下一个热潮是什么？ 纵观计算机发展的历程，按时间先后的顺序，先后出现的热潮是操作系统、数据库、网络。那么下一个热潮是什么？从计算机是人的工作工具出发，我们不难得到结论：下一个热潮是包括图形图像在内的加强信息利用和沟通的方向。 计算机是人的工具，研究计算机的各个方面就是要使这种工具好用。下一个热潮是什么呢？因为计算机中的数据的最终目的是要为人处理各种事情服务的，所以这些数据所蕴涵的信息如何能高效地让人自适应地、高效地获得就成了计算机发展历程中新的、下一个瓶颈。那么下一个热潮就在这里。其中，由于视觉是人类最快捷的信息获知途径，图形图像将是下一个热潮中的主要内容。目前，网络的发展很快，人们对使用网络的各种要求也大多能基本满足，所以，下一个热潮的到来将很快。目前，在欧美等发达国家，关于图形图像的研究和应用正处于一种爆炸式的发展阶段。 图形这个概念很早就有，距今几十万年的原始人就用各种图形表达意思，人类的语言很早的象形字，甲骨文等，都是最早的使用图形的例子。可以说，现实世界中图形无处不在，婴儿感知世界，也从各种各样图形开始。 二十世纪最伟大的成就之一，计算机技术的诞生和飞速发展为计算机图形学提供了发展的契机。 计算机图形学（Computer Graphics）是近三十年来发展迅速，应用广泛的新兴学科，它主要研究怎样用数字计算机生成、处理和显示图形。 图形的具体应用范围很广，但是从基本的处理技术看只有两类，一类是线条，如工程图、地图、曲线图表等；另一类是明暗图，与照片相似。为了生成图形，首先要有原始数据或数学模型，如工程人员构思的草图，地形航测的判读数据，飞机的总体方案模型，企业经营的月统计资料等等。这些数字化的输入经过计算机处理后变成图形输出。 计算机图形学是研究怎样用计算机生成、处理和显示图形的一门学科。 国际标准化组织(ISO)的定义： 计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专门显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。它是建立在传统的图学理论、应用数学和计算机科学基础上的一门边缘学科。 图形学和其它学科的关系 在许多论述中，经常将图形和图像统称为“图形图像”，这使得图形和图像的含义在使用上大大地模糊了，虽然它们都使用数字化的物体形态来表示，但它们的存储结构和表示方法是有根本区别的。 图形是矢量结构的画面存储形式。矢量结构显式地表现画面内容的位置（坐标值），用一系列的线段或其它造型来描述对象；而画面内容的颜色或亮度是较隐含地统一描述的，它记录的内容主要是坐标