54图形学与人机交互设计_人机交互设计图形界面

2020-02-28 其他范文下载本文

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图形学与人机交互设计（542010）教学大纲

01．教学单位：软件学院 02．课程编号：542010 03．课程名称：图形学与人机交互设计

04．课程英文名称：Computer Graphics & Interactive Technology 05．课程学时：48学时，其中含实验 20 学时 06．课程学分：2.5学分 07．课程类别：学科基础课 08．课程性质：选修 09．开课学期：第 5 学期 10．面向专业：软件工程

11．选用教材，徐长青、许志闻、郭晓新，《计算机图形学》，机械出版社，2010年。

12．主要参考书

1.著，（美）巴克著，蔡士杰，宋继强，蔡敏译《计算机图形学》第三版，电子工业出版社 2010 2.孙家广，胡事民计算机图形学基础教程清华大学出版社 2009.13．课程教学目的与任务

图形学与人机交互设计是一门计算机专业基础课，是计算机专业本科生必修的专业基础课。本课程介绍图形显示及图形表示的方法和原理。通过本课程的学习，使学生了解计算机在图形应用方面的基础原理，了解图形应用中的特殊性处理方法，掌握人机交互程序设计，进而懂得计算机在数值领域深入应用的方法，为问题的解决提供适宜的模型和办法。

14．课程教学基本要求第一章计算机图形学简介课堂讲授。

第二章图形基元的显示

教学环节：课堂讲授、作业、实验。作业题见书后5道习题。通过作业使学生更好的理解掌握本章讲授的内容。通过编程实现书中算法，具体实验内容见实验教学大纲。

第三章图形变换

第四章曲线和曲面

第七章消除隐藏线和隐藏面算法

第八章真实感图形的绘制课堂讲授。

15．预备知识或先修课程要求高等数学、计算方法、C++程序设计。16．课程教学内容、要求及学时分配

第一章计算机图形学简介（4学时）

要求学生了解计算机图形学目前的发展、应用领域及计算机绘图的设备、绘图软件、交互方式和交互技术。

第一节计算机图形学及相关学科

1、图形学概念

2、图形学、图象处理与模式识别的关系

3、交互式计算机图形学第二节计算机图形学的起源

1、“Sketchpad:人-机图形通信系统”-Ivan E.Sutherland2、国内的发展

第三节计算机图形学应用及发展动向 1.计算机图形学应用 2.计算机图形学的研究内容与发展动向第四节图形系统硬件 1.图形系统硬件的构成 2.图形显示器的工作方式 3.光栅扫描显示的原理、结构第五节计算机图形标准 1.计算机图形标准的定义 2.常用的几种图形标准

第二章图形基元的显示（4学时）

要求学生掌握基本的图形基元的显示方法和绘制直线、圆的基本算法，封闭多边形的填充算法和扫描转换算法。难点：多边形扫描转换算法的数据结构。第一节直线扫描转换算法 1.DDA扫描转换算法 2.中点扫描转换算法 3.Breshenham扫描转换算法第二节圆的扫描转换算法 1.中点画圆法 2.Bresenham画圆法第三节种子填充算法 1.内定义四连通填充算法 2.边界定义四连通填充算法 3.扫描线种子填充算法第四节多边形扫描转换算法 1.扫描前的预处理 2.有序边表和活跃边表 3.多边形扫描转换算法

第三章图形变换（6学时）

要求学生掌握图形的各种变换矩阵、图形的裁剪伏算法。难点：三维图形变换和投影变换、裁剪。

第一节变换的数学基础 1.向量和向量运算 2.矩阵和矩阵运算 3.齐次坐标第二节二维图形变换 1.基本几何变换的种类与计算公式 2.组合变换第三节二维视见变换 1.窗口、视区的概念 2.视见变换与视见变换的计算第四节三维图形变换

1.基本几何变换的种类与计算公式 2.组合变换第五节投影 1.投影的形成和种类 2.平行投影的种类与计算 3.透视投影的种类与计算第六节裁剪 1.裁剪的定义

2.Cohen-Sutherland直线段裁剪算法 3.中点分割算法 4.梁友栋-Barsky算法

5.Sutheland-Hodgman多边形裁剪算法 6.凸多边形为裁剪区域的直线段裁剪算法

第四章曲线和曲面（6学时）

要求学生掌握Hermite曲线、Bezier曲线、B样条曲线基本定义、绘制方法。重点：各种曲线的区别和绘制条件。难点：B样条曲线的基函数。

第一节曲线和曲面表示的基础 1.曲线和曲面的参数表示 2.曲线、曲面的表现方式

第二节 Hermite多项式和Coons曲面

1.Hermite多项式 2.Coons曲面

第三节 Bezier曲线与曲面 1.Bezier曲线 2.Bezier曲面