二、教学目标

(一)学习目标

掌握计算机图形学的基本概念、理论、方法和系统，学习目标分别为熟练掌握光栅图形生成算法、图形裁剪算法、填充算法、图形变换、曲线曲面、实体造型、真实感图形等知识，并编制程序。

(二)可测量结果

1)熟练掌握光栅图形生成算法。

2)熟练掌握图形裁剪算法和填充算法。

3)熟练掌握图形变换的基本方法。

4)熟练掌握Bézier、B样条和NURBS曲线曲面的基本性质、拼接等知识。

5)熟练掌握实体造型和真实感图形的基本知识。

6)结合知识点，编写程序。

三、课程要求

(一)授课方式与要求

授课方式：1、教师讲授(讲授核心内容、总结、按顺序提示今后内容、答疑等)；2、上机实验(结合课堂讲授内容，每周上机编程实验)。

课程要求：掌握基本知识、培养思维和编程能力。

说明：由于课程的性质，课堂讲授与上机编程实验相结合。

(二)考试评分与建议

期末闭卷考试占70％，课程作业和上机实验占30％。

四、教学安排

第1次：绪论

主要内容：计算机图形学的研究内容、发展历史、计算机图形学的应用、图形设备、计算机图形系统。

第2次：光栅图形生成算法

主要内容：逐点比较法、数值微分法、中点画线法、Bresenham法等直线段生成算法。

第3次：圆弧生成算法

主要内容：逐点比较法、中点法、Bresenham法等圆弧生成算法。

第4次：区域填充算法和字符生成算法

主要内容：区域填充基础知识、多边形区域填充的扫描线算法、边界标志算法。

第5次：区域种子填充算法

主要内容：4向连通区域和8向连通区域填充算法、反走样、字符生成算法、轮廓字型技术。

第6次：裁剪算法

主要内容：直线段裁剪算法、中点再分裁剪算法、多边形的裁剪算法、单边裁剪法、边界裁剪法。

第7次：图形几何变换

主要内容：图形变换的基本原理、二维图形的基本变换、组合变换、三维变换矩阵。

第8次：曲线和曲面

主要内容：曲线曲面参数表示，位置矢量、切矢量、法矢量、曲率和挠率等基本概念，插值、拟合、逼近和光顺基本概念，参数曲线的代数和几何形式，参数曲面基本概念。

第9次：Bezier 曲线与曲面

主要内容：Bezier曲线的定义和性质、Bezier曲线的递推算法、Bezier曲线的拼接。Bezier曲线的升阶与降阶。

第10次： Bezier曲面

主要内容：Bezier曲面定义、性质、Bezier曲面片的拼接、Bezier曲面递推算法、三边Bezier曲面片。

第11次：B样条曲线和B样条曲面

主要内容：B样条曲线的递推定义和性质、B样条曲线类型的划分、B样条曲线的性质、de Boor 算法、B样条曲面。

第12次：NURBS曲线与曲面

主要内容：NURBS曲线的定义、性质、圆锥曲线的NURBS表示形式、NURBS曲线的修改、NURBS曲面。

第13次：真实感图形

主要内容：颜色视觉、简单光照明模型、局部光照明模型、光透射模型。

第14次：纹理

主要内容：纹理映射、映射方法、纹理空间、几何纹理。

第15次：几何造型技术

主要内容：形体在计算机内的表示形式、形体表示模型、边界表示模型、形体的边界表示模型、边界表示的数据结构。

第16次：欧拉操作和求交分类

主要内容：曲线与曲面求交的基本方法，代数方法、几何方法、离散方法、跟踪方法，实体造型系统简介。

五、参考教材及相关资料

1、孙家广等主编，计算机图形学，清华大学出版社，1998.9

2、孙正兴，计算机图形学教程，机械工业出版社，2006.8

3、倪明田，计算机图形学，北京大学出版社，1999.11

4、徐长青等，计算机图形学，机械工业出版社，2010.11

5、课件和程序实例

六、课程教学网站：

由教学老师在学院自己主页中建立教学网站或其他网络载体，并通知选课学生。