《仿真与虚拟农业》课程教学大纲.doc

《仿真与虚拟农业》课程教学大纲 总学时：48 学分：2.5 适用对象：《软件工程》、《计算机科学与技术》等信息技术类专业 先修课程：《数值分析》、《MATLAB》、《仿真技术基础》、《多媒体技术》、《农业技术基础》等 考核要求：本课程采用期末考核与平时成绩相结合的方式对学生学习情况予以评定，平时成绩占40%，期末考核成绩占60%。平时成绩包括作业、实验报告与考勤，期末考核方式为课程设计。 一、课程的性质与任务 《仿真与虚拟农业系统开发》是《软件工程》等信息技术类专业仿真与虚拟农业应用方向的一门专业限选课。作为一门侧重应用开发实践训练的课程，其特点是涉及知识内容多、实践性强，某些知识内容要达到融会贯通，难度较大。本课程的主要任务在于，介绍仿真与虚拟农业的基本概念和主要用途，讲授仿真与虚拟农业系统主要开发工具的使用方法，训练仿真与虚拟农业系统的开发与设计。 二、教学目的与基本要求 通过理论学习和编程训练，使学生理解仿真与虚拟农业的基本概念和主要知识内容，掌握仿真与虚拟农业系统主要开发工具的使用方法，了解如何进行仿真与虚拟农业系统的开发和设计，并能独立开发小型虚拟农业系统，具体要求掌握如下概念、知识、工具和技能： 1、基本概念和基本知识：沉浸感、视点感应、空间跟踪、视觉跟踪、声学跟踪、三维定位、视觉感知设备、听觉感知设备、触觉感知设备、触觉反馈装置、力量反馈装置、仿真、虚拟现实、仿真农业、虚拟农业、可视化、农业模拟模型、虚拟作物模型、立体显示、自然交互、VRML传感器节点、OpenGL的图元、OpenGL的各类变换、OpenGL光照、OpenGL纹理、Simulink仿真工具箱、虚拟工具箱、分形、L系统。 2、基本工具：OpenGL/C++、VRML语言、MATLAB仿真/虚拟工具箱、L-Studio 3、基本技能：学习和把握学科前沿知识的能力；综合分析和解决实际问题的能力； 使用所学知识和工具开发仿真与虚拟农业系统的能力。 理论教学部分 理论课学时：32 使用教材及主要参考书： 李乃祥主编，《仿真与虚拟农业技术》，农业出版社，2011 吴小华主编，《VRML从入门到精通》，国防工业出版社，2004 和平鸽主编，《OpenGL三维图形系统开发与实用技术》，重庆大学出版社，2003 张家祥主编，《基于MATLAB的系统分析与设计》，西安电子科大出版社，2004 胡瑞安主编，《分形的计算机图像及其应用》，中国铁道出版社，1995 一、学时分配 章节 课程内容 学时 1 仿真与虚拟现实概述 2 2 仿真与虚拟农业技术 4 3 虚拟现实的理论和技术基础 4 4 OpenGL/C++仿真编程 4 5 虚拟现实建模标准VRML 6 6 MATLAB仿真、虚拟工具箱及其使用 4 7 虚拟植物专用形式语言L系统 4 8 仿真与虚拟农业系统开发实例 4 合计 32 二、教学中应注意的问题 1、本课程内容复杂、某些知识点学习难度较大，因此教学形式以面授方式为主。 2、应充分重视理论教学与实验教学内容之间的衔接，在讲授VRML、OpenGL/C++、仿真和虚拟工具箱、L语言等知识时，要尽量结合实例，讲清其具体应用和实现的方式与方法，以培养和提高学生解决实际问题的能力。 3、对虚拟现实软件的使用，以及应用系统设计等问题，可辅以课堂讨论的形式。 4、如条件许可，应利用板书与课件相结合的形式进行授课、答疑和讨论。 三、教学内容 第一章 仿真与虚拟现实概论 1、基本内容 投针试验及仿真技术原理；虚拟现实技术概论；仿真与虚拟现实的区别与联系。 2、教学基本要求 了解虚拟现实技术的应用领域和发展现状；理解仿真的基本原理和方法，仿真与虚拟现实的区别与联系掌握；仿真与虚拟现实的基本概念，投针试验仿真程序设计。 3、教学重点难点 重点：虚拟现实的概念、投针试验仿真程序；难点：仿真和虚拟现实的联系与区别。 第二章 仿真与虚拟农业技术 1、基本内容 仿真与虚拟农业；农业模拟模型；虚拟作物系统；虚拟农业的问题与发展方向。 2、教学基本要求 了解仿真与虚拟农业的发展方向、虚拟植物技术需要解决的问题；理解作物生理生态模型、虚拟植物模型（静态模型、动态模型）；掌握仿真与虚拟农业的概念、虚拟农业的主要内容、虚拟农业的意义。 3、教学重点难点 重点：仿真与虚拟农业的概念、虚拟农业的主要内容、虚拟农业的意义；难点：作物生理生态模型、虚拟植物模型及其需要解决的问题。 第三章 虚拟现实的理论和技术基础 1、基本内容 虚拟现实的感官机理和主要感知设备；立体显示技术；环境建模技术；真实感实时绘制技术；三维虚拟声音的实现技术；自然交互与传感技术。 2、教学基本要求 了解环境建模技术，自然交互与传感技术及其实现方式；理解人机交互的感官机理，立体显示原理，