曲绍云 讲师
单位：青岛大学
部门：数据科学与软件工程学院
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个人介绍
计算机图形学
曲绍云
| 提供学校： | 青岛大学 |
| 院系： | 数据科学与软件工程学院 |
| 专业大类： | 计算机技术 |
| 专业： | 数字媒体 |
| 课程英文名称： | computer graphics |
| 课程编号： | 4521080900043 |
课程介绍
计算机图形学是研究计算机生成、处理和显示图形的学科。它的重要性体现在人们越来越强烈地需要和谐的人机交互环境：图形用户界面已经成为一个软件的重要组成部分，以图形的方式来表示抽象的概念或数据已经成为信息领域的一个重要发展趋势。通过本课程的学习，可以使学生掌握计算机图形学的基本原理和基本方法，理解图形绘制的基本算法，学会初步图形程序设计。 通过计算机图形学课程的学习，既向学生传授图形学的经典方法和最新成果，也注重培养学生动手实践能力。本课程的教学目的在于使学生理解和掌握用计算机来输入、表示、变换、运算和输出图形的原理、算法以及系统设计，为今后从事计算机辅助设计和制造、虚拟现实开发、计算机图形处理等方面的工作打下良好的基础。
教师团队
教学大纲
（一）第一章 绪论 学时：1
教学内容：
1.1计算机图形学的任务与目标
1.2计算机图形学的内容体系
1.3计算机图形学相关学科
1.4计算机图形学的应用领域
1.5计算机图形学的发展
教学要求：了解图形学的相关概念，理解图形学在实际中的广泛应用。
重点、难点：把握图形学的本质，了解图形学的应用领域及发展方向。
（二）第二章 图形系统 学时：1
教学内容：
2.1 图形系统概述
2.2 图形系统体系结构
2.3 图形支撑软件
2.4 图形硬件显示原理
教学要求：理解图形硬件显示原理，了解OpenGL等应用软件在图形系统中的地位和作用。
重点、难点：CRT显示器的工作原理。
（三）第三章 二维图形生成 学时：4
教学内容：
3.1 直线生成算法
3.2 圆弧绘制算法
3.3 区域填充
3.4 字符
3.5 反走样技术
教学要求：掌握直线和圆的基础光栅化算法、区域填充算法；了解反走样概念。
重点、难点：重点掌握直线的光栅化和区域填充；其中扫描线填充算法是知识难点。
（四）第四章 图形几何变换 学时：4
教学内容：
4.1 二维几何变换
4.2 三维几何变换
4.3 图形几何变换的模式
教学要求：掌握二、三维几何变换的变换矩阵；理解几何变换的坐标模式。
重点、难点：理解图形几何变换的实质
（五）第五章 二维观察 学时：4
教学内容：
5.1 二维观察概述
5.2 二维观察流水线
5.3 裁剪
教学要求：理解二维观察流程，理解直线及多边形裁剪算法。
重点、难点：重点是直线的Cohen-Sutherland算法和梁友栋算法；多边形裁剪算法是难点。
（六）第六章 三维观察 学时：4
教学内容：
6.1 三维观察流水线
6.2 观察变换
6.3 投影变换
6.4 三维裁剪
教学要求：理解三维观察流程，了解各种投影及相应变换矩阵。
重点、难点：重点是理解正交、透视投影的变换。三维坐标系变换是难点。
（七）第七章 三维对象 学时：6
教学内容：
7.1 三维对象概述
7.2 三维实体表示基础
7.3 三维实体表示方法
7.4 三次参数曲线
7.5 双三次参数曲面
教学要求：掌握三维实体表示的基本方法，掌握Bezier曲线/曲面、B样条曲线的构造及造型应用，理解各种曲线曲面的特点及应用。
重点、难点：重点掌握Bezier曲线及曲面的特点及构造，掌握B样条的构造；尝试用各种曲线、面进行三维造型应用是难点。
（八）第八章 真实感图形技术 学时：6
教学内容：
8.1 概述
8.2 消隐算法
8.3 颜色模型
8.4 光照模型
8.5 纹理映射技术
教学要求：理解消隐的概念，掌握常用消隐算法；理解图形学中的常用颜色模式；理解并应用简单光照明模型渲染三维场景；理解纹理的概念和应用。
重点、难点：重点是z-buffer算法、Phong简单光照明模型。难点是光线跟踪算法、纹理映射原理
教学方法
建议改变传统图形学教学中的理论为主、面面俱到的教学方法，挑选图形学中经典并具有很强应用性的算法，结合实验教学将算法与其实际应用结合起来，让学生不仅了解算法的思想更能将算法应用于实践。结合图形学支撑软件OpenGL的学习，增强学生理解和应用图形算法的能力。
参考教材
《计算机图形学（OpenGL版）》 徐文鹏 清华大学出版社