《計算機圖形學》教學大綱課程編號：13220509英文名稱：ComputerGraphics學分：3學時：總學時64學時，其中理論32學時，實踐32學時先修課程：、高級語言、數據結構課程類別：專業拓展課授課對象：計算機科學與技術專業學生教學單位：機械與電氣工程學院修讀學期：第6學期一、課程描述和目標計算機圖形學是計算機科學與技術的一門的專業拓展課。本課程學習計算機圖形學導論、圖形的描述與生成、圖形的基本運算、圖形的觀察運算、圖形的數據結構以及照相機模型、燈光模型的建立與圖形顯示等內容，正確認識圖形數學模型的構建與顯示規律、掌握計算機程序設計的基本方法。培養學生綜合運用物理、數學與計算機解決實際應用問題的能力。課程目標1：掌握圖形的生成、存儲及照相機顯示模型等。課程目標2：培養學生綜合運用物理、數學與計算機解決實際應用問題的能力。課程目標3：培養學生系統分析、設計、開發方面的能力。二、課程目標對畢業要求的支撐關系畢業要求指標點課程目標權重指標點4-2：能夠根據計算機相關領域的復雜工程問題的研究對象及其特征，制定研究方法和技術路線，設計實驗方案。課程目標1H指標點8-3：理解工程師對公眾的安全、健康和福祉，以及環境保護的社會責任，并能夠在計算機相關領域的工程實踐中自覺履行責任。課程目標2M指標點5-3：能夠針對具體系統模塊，開發或選用滿足特定需求的現代工具，模擬、預測計算機軟硬件系統在設計與實施等過程中的專業問題，并能夠分析其局限性。課程目標3M三、教學內容、基本要求與學時分配序號教學內容基本要求及重、難點（含德育要求）學時教學方式對應課程目標1計算機圖形學導論了解圖形學的系統理論及多種開發工具了解圖形學的當前研究熱點和發展方向2講授式啟發式課程目標1課程目標22線段圖形的描述與生成掌握直線的簡單微分和整數算法、圓及橢圓的角度微分法、自由曲線的描述以及矢量字符的描述與生成方法。重點：線段生成難點：樣條曲線及矢量字符德育：積極向上、自主學習4講授式啟發式課程目標1課程目標23實面積圖形的描述與生成掌握多邊形的描述與填充方法以及反走樣顯示技術重點：填充原理難點：反走樣生成算法德育：積極向上、自主學習4講授式啟發式課程目標1課程目標24圖形的基本運算圖形的幾何變換及布爾運算重點：齊次坐標變換矩陣難點：圖形建模方法德育：積極向上、自主學習4講授式啟發式課程目標1課程目標25圖形的觀察算法圖形的開窗顯示以及圖形的裁剪算法重點：窗口、視區及圖形的坐標變換難點：曲線的裁剪德育：積極向上、自主學習4講授式啟發式課程目標1課程目標26圖形數據輸入及存儲結構圖形定位、拾取等交互輸入技術以及復合圖形的數據結構重點：圖形的基本編輯功能難點：圖形系統的構建原理德育：積極向上、自主學習2講授式啟發式課程目標1課程目標27照相機模型及圖形顯示三維圖形幾何模型的幾何變換常用坐標系平行投影和正透視投影的基本原理及描述方法重點：照相機模型功能的描述方法難點：照相機模型顯示三維圖形的原理德育：積極向上、自主學習4講授式啟發式課程目標1課程目標2課程目標38曲面物體幾何模型機線框模型三維物體幾何模型方法：八叉樹、掃描、邊界、元球表示曲面物體的幾何造型及顯示重點：曲面數學描述函數難點：幾何造型相交計算問題德育：積極向上、自主學習4講授式啟發式課程目標1課程目標2課程目標39燈光模型及真實感圖形顯示光源及顏色模型簡單光照模型及透明體的透明模型重點：光照模型難點：紋理及陰影德育：積極向上、自主學習4講授式啟發式課程目標1課程目標2課程目標3合計32序號實驗項目實驗內容與要求學時類型對應課程目標1掃描轉換算法使用掃描轉換算法繪制直線、圓及橢圓4設計課程目標1、2、32裁剪算法直線段及多邊形裁剪算法4設計課程目標1、2、33圖形變換多步復合變換及對稱變換4設計課程目標1、2、34三維投影及消隱算法三維圖形的正三視圖和正等軸測圖4設計課程目標1、2、35曲線和曲面Bezier曲線和B樣條曲面8設計課程目標1、2、36OpenGL基本功能三維坐標環境4設計課程目標1、2、37幾何與材質參數照相機參數描述及光照物體圖形顯示4設計課程目標1、2、3合計32四、課程教學方法集中講授、小組討論、在線教學等教學方式五、學業評價和課程考核課程考核注重過程性評價和期末考核綜合多元評價，考核內容由平時作業、實驗報告和期末考試組成，均按百分制記分，其中平時成績占20%、實驗報告成績占30%、期末大作業成績占50%。考核方式及具體要求序號考核方式課程目標1（分值）課程目標2（分值）課程目標2（分值）合計1平時作業1055202實驗報告1055203期末大作業30151560課程目標對應分值502525100考核與評價標準1.平時成績考核與評價標準分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分作業按時完成，90%以上的作業內容齊全，基本知識點理解、掌握到位。能夠利用理論知識識別、分析計算機領域相關專業問題。按時完成，70%以上的作業內容齊全，基本知識點理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識識別、分析計算機領域相關專業問題。延時完成，60%以上的作業內容齊全，基本知識點理解、掌握基本到位。利用理論知識對計算機領域相關專業問題有一定的識別、分析。不交和補交，50%以下的作業內容齊全，基本知識點理解、掌握有偏差。不能利用理論知識對計算機領域相關專業問題進行識別、分析。2．實驗報告考核與評價標準分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分實驗報告按時完成，90%以上的實驗報告內容齊全，實驗內容理解、掌握到位、實驗結果正確。按時完成，70%以上的實驗報告內容齊全，實驗內容理解、掌握比較到位、實驗結果比較正確按時完成，60%以上的實驗報告內容齊全，實驗內容理解、掌握基本到位、實驗結果基本正確按時完成，90%以上的實驗報告內容不太齊全，實驗內容理解模糊、掌握有偏差、實驗結果有錯誤3.期末大作業考核與評價標準根據課程目標及教學內容，設計大作業，綜合檢驗學生對課程相關知識的掌握、綜合應用及解決復雜問題的能力，根據考試題目設計相應評分標準。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《計算機圖形學-理論、工具及應用（