数字媒体学院教案计算机图形学 学案教案.doc

四川师范大学数字媒体学院 教师教学教案 课程名称：______计算机图形学_____________________ 课程类型：________专业必修_________________________ 授课对象：_________2013级7班_____________________ 授课时间：________2015.3-2015.7________________ 授课课时：________64_________________________________ 授课教师：___________刘云安_________________________ 所 在 系：___________数字媒体技术__________________ 二〇一三年五月 课程名称 计算机图形学 教学目标 掌握光栅图形学，变换算法，曲线曲面，真实感图形的生成方法 教学重点 多边形扫描转换算法，图形的变换算法，曲线的参数表示法极其性质 教学难点 观察者流水线、Besizer曲线曲面 教学过程及主要内容 （包括教学内容、教师活动、学生活动、教学方法、课程作业 等） 第一周教学课题：绪论 课型： 理论讲授课 课时： 4课时 教学目标：1.使学生了解计算机图形学的研究内容、应用和研究前沿． 2．使学生了解图形设备． 3. 使学生了解计算机图形学与数字媒体内容的关系 教学重点：图形有关设备． 教学难点：图形系统及其标准． 教学过程： 1 计算机图形学的研究内容 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，构成了计算机图形学的主要研究内容。 图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法，以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。 2 计算机图形学的发展历史 50年代 1950年，第一台图形显示器作为美国麻省理工学院（MIT）旋风I号（Whirlwind I）计算机的附件诞生。 1958年，美国Calcomp公司由联机的数字记录仪发展成滚筒式绘图仪，GerBer公司把数控机床发展成为平板式绘图仪。 50年代末期，MIT的林肯实验室在“旋风”计算机上开发SAGE空中防御体系。 60年代 1962年，MIT林肯实验室的I. E. Sutherland发表了一篇题为“Sketchpad：一个人机交互通信的图形系统”的博士论文。 提出图形学的概念，成就“图形学之父”的英名 3计算机图形学的应用及研究前沿 计算机辅助设计与制造（CAD/CAM） CAD/CAM是计算机图形学在工业界最广泛、最活跃的应用领域 真实感图形实时绘制与自然景物仿真 计算机中重现真实世界的场景叫做真实感绘制，真实感绘制的主要任务是模拟真实物体的物理属性，简单的说就是物体的形状，光学性质，表面的纹理和粗糙程度，以及物体间的相对位置，遮挡关系等等。 计算机动画 二维动画、图象变形、形状混合、三维动画、关键帧动画、变形物体的动画、过程动画、关节动画与人体动画、基于视频(Video)的动画 用户接口 用户接口是人们使用计算机的第一观感。一个友好的图形化的用户界面能够大大提高软件的易用性 计算机艺术 用计算机软件从事艺术创作：二维平面的画笔程序（如CorelDraw，Photoshop，PaintShop）、图表绘制软件（如Visio）、三维建模和渲染软件包（如3DMAX，Maya）、以及一些专门生成动画的软件（如Alias，Softimage） 4、图形设备 图形显示设备 图形输入设备 图形系统及其标准 图形显示设备：阴极射线管、彩色阴极射线管、射线穿透法、影孔板法、随机扫描显示系统、光栅扫描系统 图形处理器 图形处理器是图形系统结构的重要元件，是连接计算机和显示终端的纽带 早期的图形处理器只包含简单的存储器和帧缓冲区，它们实际上只起了一个图形的存储和传递作用，一切操作都必须有CPU来控制 现在的图形处理器不单单存储图形，而且能完成大部分图形函数，专业的图形卡已经具有很强的3D处理能力，大大减轻了CPU的负担,提高了显示质量和显示速度 图形输入设备 最常用的图形输入设备就是基本的计算机输入设备——键盘和鼠标 跟踪球和空间球都是根据球在不同方向受到的推或拉的压力来实现定位和选择。数据手套则是通过传感器和天线来获得和发送手指的位置和方向的信息。这几种输入设备在虚拟现实场景的构造和漫游中特别有用 图形系统标准分类 面向图形设备的接口标准： 计算机图形元文件(CGM)，(CRT,Mouse,…) 计算