计算机图形学教（学）案 34页

...装订首页工业学院教案课程：计算机图形学学期：2013/14第一学期课时：理论52，实验12教材：计算机图形学基础教程计算机图形学实践教程教师：孔令德静丽亚....\n...工业学院教案课程章节第一章导论第1次课授课时间2013年9月2日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解计算机图形学的应用领域2、掌握光栅扫描显示器的工作原理3、理解计算机图形学的概念4、应用：有兴趣的同学可以学习应用morph图形处理方法5、学会用三维视觉看立体画教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、1.1计算机图形学的应用领域二、1.2计算机图形学的概念[重点]三、1.3订算机图形学的相关学科1.4计算机图形学的确立和发展四、1.5图形显示器的发展及其工作原理介绍各种显示器的原理：随机扫描显示器、直视存储管显示器、光栅扫描、液晶、三维显示器，光栅扫描重点讲。[重点]五、1.6图形软件标准的形成1.7计算机图形学的最新技术[难点]六、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解加实例，大量动画作品演示3.讲解理论和生活实际相结合4.讲练结合，示例5.生活实例引入，分析原理，讲授，图示6.分一小段时间让学生来看三维画，讲解观看技巧，提高学习兴趣7.讨论，上机思考、作业1、思考：反走样（平滑）处理的方法，LOD与IBR的异同2、作业：习题1-1，1-11，1-13参考文献：[1]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M]。：清华大学，2005.[2]SutherlandIvanE..Sketchpad:AMan-MachineGraphicalCommunicationSystem[D].ProceedingsAFIPSSpringJointComputerConference,Detroit,Michugan,May1963,Vol.23:329~346.....\n...工业学院教案课程章节第二章MFC绘图基础第2次课授课时间2013年9月5日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学，能力拓展两个方面容)1、了解VisualC++6.0可视化平台的基本知识2、掌握OnDraw()函数的使用3、理解面向对象程序设计的基础概念4、应用：画笔和画刷函数及双缓冲的使用方法5、学会用映射模式的两种方法教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、2.1面向对象程序设计基础二、2.2MFC上机操作步骤三、2.3MFC基本绘图函数2.3.1CDC类结构和GDI对象2.3.2映射模式理解映射模式，可采用设置视区和设置窗口两种方法[难点]2.3.3使用GDI对象[重点]画笔和画刷函数；理解双缓冲机制；四、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解理论，现场编程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.生活实例引入，分析原理，讲授，图示6.请一个学生到讲台上编一小段简单的函数，讲解方法，提高兴趣7.讨论，上机思考、作业1、思考：不使用画笔与画刷绘制一个矩形，请说明系统默认的边界色与填充色。2、思考：先绘制一个小椭圆，再绘制一个覆盖它的大矩形，如何才能在矩形中显示椭圆？他们的作用是什么？如何绘制一个没有边界的红色圆呢？3、思考：库画笔、库画刷与自定义画笔、自定义画刷在使用方法上有何区别？4、作业：习题2-4，2-5参考文献：[1]阿奇 ，丁有和.VisualC++应用教程[M].：人民邮电，2008.[2]孔令德.计算机图形学基础教程（VisualC++版）[M].，清华大学，2008.....\n...工业学院教案课程章节第二章MFC绘图基础（继续）第3次课授课时间2013年9月9日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解CDC类的成员函数2、掌握绘制像素点、矩形、椭圆等成员函数的使用3、理解双缓冲机制位图函数、文本函数4、应用：各种绘图函数的正确使用方法5、学会MFC绘图的几种方法6、具有使用绘图函数绘制复杂图形的能力教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、2.3.4CDC类的绘图成员函数[重点]1、绘制像素点和获取像素点2、绘制直线段和绘制矩形函数3、绘制椭圆和绘制椭圆弧4、绘制扇形和绘制多边形函数5、路径层函数6、绘制Bezier样条函数7、位图操作函数8、文本函数二、2.3.5双缓冲机制[难点]三、2.3.6设备上下文的调用和释放2.3.7MFC绘图的几种方法四、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解理论，现场编程3.绘图成员函数的源代码及可执行文件演示4.讲练结合，示例5.生活实例引入，如阴阳鱼、汽车标志等，分析原理，讲授，图示6.讨论，上机思考、作业1、思考：如何使用双缓冲机制实现动画，为什么不需要刷新屏幕？2、思考：三次Bezier样条拼接的注意事项？3、作业：习题2-6,2-7参考文献：[1]阿奇 ，丁有和.VisualC++应用教程[M].：人民邮电，2008.[2]孔令德.计算机图形学基础教程（VisualC++版）[M].，清华大学，2008.....\n...工业学院教案课程章节第三章基本图形的扫描转换第4次课授课时间2013年9月12日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解扫描转换的基本概念2、掌握绘制像素点函数SetPixelV()的使用3、理解直线扫描转换算法原理4、应用：通过基本原理拓展到彩色直线段的扫描转换5、学会使用拉格朗日线性插值方法绘制彩色直线段、直线段绘制闭合图形算法教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、3.1直线的扫描转换3.1.1算法原理主要步骤是：（1）根据直线的斜率确定主位移方向；（2）中点误差项的递推公式；（3）中点误差项的初始值。[重点]3.1.2构造中点误差项3.1.3递推公式3.1.4绘制任意斜率的直线二、拓展1：彩色直线段的扫描转换算法[难点]给定直线段两个顶点的坐标和颜色值，使用拉格朗日线性插值方法可以实现直线段颜色从起点到终点的光滑过渡。拓展2：直线段绘制闭合图形算法[难点]三、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解理论，现场编程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.大程序运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机思考、作业1、思考：用插值法绘制直线时，t取何值，屏幕上的像素点刚好不会有重合？2、作业：习题3-1，3-2,3-3,3-8参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．：电子工业，2010.[2]、BRESENHAMJE.AlgorithmforComputerControlofaDigitalPlotter[J].IBMSystemJournal.1964(4):25～30.....\n...工业学院教案课程章节第三章基本图形的扫描转换（继续）第5次课授课时间2013年9月16日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解扫描转换的基本概念2、掌握八分法绘制圆和四分法绘制椭圆的原理3、理解圆和椭圆算法的误差项和递推公式4、应用：学习基本原理会用MFC绘制圆和椭圆5、学会计算椭圆弧上任一点的法矢量和椭圆下半部分误差项的初始值教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、3.2圆的扫描转换3.2.1算法原理八分法绘制圆算法[重点]3.2.2构造中点误差项3.2.3递推公式二、3.3椭圆的扫描转换3.3.1算法原理四分法绘制椭圆算法；[重点]3.3.2构造上半部分I的中点误差项3.3.3上半部分I的递推公式3.3.4构造下半部分II的中点误差项椭圆弧上任一点的法矢量和椭圆下半部分误差项的初始值[难点]3.3.5下半部分II的递推公式三、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解理论，现场编程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.大程序运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机思考、作业1、思考：如果直接使用圆的方程绘制圆，如果直接使用椭圆的极坐标方程绘制圆，请问这种方法与Bresenham算法的效率那个高？2、作业：3-5,3-6参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．：电子工业，2010.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.....\n...工业学院教案课程章节第三章基本图形的扫描转换（继续）第6次课授课时间2013年9月23日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解反走样技术基本概念及应用领域2、掌握Wu反走样算法的原理3、理解Wu反走样中相邻像素点的颜色计算方法4、应用：通过基本原理会用MFC绘制反走样直线段5、学会彩色直线段的反走样教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、3.4反走样技术二、3.5Wu反走样算法3.5.1算法原理[重点]3.5.2构造距离误差项3.5.3计算机化3.5.4彩色直线段的反走样基于背景色的第一个八分之一象限彩色直线段上下相邻像素的颜色计算法[难点]三、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解理论，现场编程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.大程序运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机思考、作业1、思考：游戏中的抗锯齿指的是什么？如何使用绘图工具观察反走样效果？2、思考：三像素宽度直线如何进行反走样？3、思考：如何使用面积加权算法构造反走样直线？4、思考：背景色会对走样效果产生影响么？5、作业：3-9参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．：电子工业，2010.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.....\n...工业学院教案课程章节第四章多边形填充第7次课授课时间2013年9月26日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解多边形的扫描转换的相关知识2、掌握有效边表填充算法的原理3、理解边表、有效边表、桶表的概念4、应用：通过基本原理会用MFC实现实践教程案例65、学会平面着色和光滑着色模式的填充教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、4.1多边形的扫描转换4.1.1多边形的定义4.1.2多边形的表示4.1.3多边形着色模式[重点]平面着色和光滑着色；马赫带；4.1.4填充多边形二、4.2有效边表填充算法4.2.1填充原理4.2.2边界像素的处理原则4.2.3有效边与有效边表[重点]4.2.4桶表与边表三、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解理论，现场编程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.大程序运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机思考、作业1、思考：如何处理两个表面的拼接时的边界像素？2、思考：如何在有效边表填充算法中绘制多边形的边界线？3、思考：物体可以细化为三角形网格组成，如何在Bresenham算法扫描转换直线的基础上构造三角形填充算法。设置一个参数以选择绘制与不绘制边界线。4、如何使用有效边表算法填充颜色渐变的三角形，四边形？2、作业：4-1，4-2，4-3，4-4，4-5，4-6参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．：电子工业，2010.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.....\n...工业学院教案课程章节第四章多边形填充（继续）第8次课授课时间2013年10月10日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课√教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解图像求补的基本概念2、掌握边缘填充的填充原理和过程3、理解黑白图像求补和彩色图像求补的异同4、应用：通过基本原理会用MFC绘制多边形边缘填充5、学会课堂上讲授的填充实例的编程方法并能举一反三、灵活运用教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、4.3边缘填充算法4.3.1填充原理[重点]像素颜色取补：黑白图像和彩色图像；4.3.2填充过程包围盒与栅栏的使用[重点]二、填充多形实例三、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解理论（必要时板书详解过程）3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.填充多边形大程序运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机思考、作业1、思考：什么叫包围盒?什么叫栅栏？2、思考：使用边缘填充算法能绘制不同顶点颜色融合的图形么？3、思考：试比较边缘填充算法和有效边表填充算法的效率。2、作业：4-7，4-8参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．：电子工业，2010.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.....\n...工业学院教案课程章节第四章多边形填充（继续）第9次课授课时间2013年10月12日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解区域填充的基本概念2、掌握种子填充算法、扫描线种子填充算法3、理解四邻接点和八邻接点，四连通域和八连通域4、应用：通过基本原理会用MFC做四邻接点和八邻接点填充算法5、学会入栈和出栈算法教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、4.4区域填充算法4.4.1填充原理4.4.2四邻接点与八邻接点4.4.3四连通域与八连通域[重点]4.4.4种子填充算法4.4.5扫描线种子填充算法算法原理：入栈和出栈算法[难点]二、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解理论（必要时板书详解过程）3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机思考、作业1、思考：如何设计入栈和出栈函数？2、思考：种子填充算法能否填充非多边形图形，比如一个圆?3、种子填充算法能实现颜色渐变填充么？4、如何有效提高种子填充算法的填充效率？2、作业：4-9，4-10参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．：电子工业，2010.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.....\n...工业学院教案课程章节实验1绘制任意斜率的直线第10次课授课时间2013年10月14日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课讨论课实践课√习题课实验目标1、掌握任意斜率直线段的中点Bresenham扫描转换算法。2、掌握CLine直线类的设计方法3、掌握状态栏编程方法实验要求实验教学设计与教学方法一、设计CLine直线类，其数据成员为直线段的起点坐标P0和终点坐标P1，成员函数为MoveTo()和LineTo()函数。二、CLine类的LineTo()函数使用中点Bresenham算法绘制任意斜率k的直线段，包括k＝±∞、k＞1、0≤k≤1、-1≤k＜0和k＜-1五种情况。[重点]三、在屏幕客户区按下鼠标左键选择直线的起点，保持鼠标左键按下并移动鼠标到另一位置，弹起鼠标左键绘制任意斜率的直线段。四、在状态栏动态显示鼠标光标移动时的位置坐标。1.教师运行案例，讲解原理2.让学生按实践教程步骤逐步编程3.要求学生在理解代码的基础上可做一些修改4.讲练结合，提问思考、作业1、思考：如何使用鼠标左键的按下和弹起绘制任意斜率的直线段。2、拓展：如何使用鼠标左键的按下和弹起绘制任意斜率颜色渐变直线段。3、拓展：如何使用鼠标左键的按下和弹起绘制任意斜率的三像素宽度直线段。4、拓展：如何使用CLine类绘制闭合图形，如三角形或四边形？....\n...参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．：电子工业，2010.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.工业学院教案课程章节第五章二维变换与裁剪第11次课授课时间2013年10月17日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学、能力发展两个方面容)1、了解图形几何变换相关容2、掌握二维图形五种几何变换矩阵的推导过程3、理解相对于任意参考点和任意方向的二维复合变换4、应用：通过学习复合变换可以把变换算法应用任意复合变换教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、5.1图形几何变换的基础二、5.2二维图形基本几何变换矩阵平移、比例、旋转、反射、错切[重点]三、5.3二维复合变换相对于任意参考点的二维几何变换；相对于任意方向的二维几何变换；[重点]四、本次课总结。1.幻灯演示，启发2.讲解理论（必要时板书详解过程）3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机思考、作业1、思考：为什么要使用复合变换？2、思考：为什么说旋转变换、比例变换是与参考点相关的变换？3、思考：如何将本章的行矩阵变换改为列矩阵表示的变换。4、作业：5-1，5-3....\n...参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．：电子工业，2010.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.工业学院教案课程章节第五章二维变换与裁剪（继续）第12次课授课时间2013年10月21日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学、能力发展两个方面容)1、了解图形学中的各种坐标系2、掌握屏幕坐标系的转换、二维裁剪算法3、理解裁剪算法中的简取和简弃，何种情况下做这样的操作4、应用：通过学习裁剪算法可以用MFC来实现它5、学会中点分割直线段裁剪算法教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、5.4二维图形裁剪5.4.1图形学中常用的坐标系5.4.2窗口与视区5.4.3窗视变换矩阵[重点]二、5.5Cohen-Sutherland直线段裁剪算法5.5.1编码原理5.5.2裁剪步骤5.5.3交点计算公式[重点]三、5.6中点分割直线段裁剪算法5.6.1中点分割算法原理5.6.2中点计算公式[重点]四、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解算法理论，板书详解过程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机思考、作业1、思考：简述本章介绍的各种坐标系之间的关系？2、思考：如何使用十六进制表示直线段端点的编码？3、思考：使用草图画出多边形被矩形窗口裁剪后的结果图。....\n...4、作业：5-4，5-5，5-6参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．：电子工业，2010.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.工业学院教案课程章节第五章二维变换与裁剪（继续）第13次课授课时间2013年10月24日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解各种直线段裁剪算法的相关容2、掌握Liang-Barsky算法中把二维裁剪转化为一维裁剪的方法3、理解Liang-Barsky算法和多边形裁剪的思想4、应用：学习裁剪算法并使用MFC来实现5、学会多边形裁剪中的分治法教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、5.7Liang-Barsky直线段裁剪算法5.7.1Liang-Barsky裁剪算法原理5.7.2算法分析5.7.3算法的几何意义[难点]二、5.8多边形裁剪算法又称为逐边裁剪算法，基本思想是用裁剪窗口的4条边依次对多边形进行裁剪。[难点]三、5.9本章小结。1.幻灯演示，启发2.讲解算法理论，板书详解过程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机....\n...思考、作业1、思考：如何使用直线的参数方程表示裁剪条件？2、思考：为什么说Liang-Barsky算法是裁剪效率最高的算法？3、思考：多边形裁剪的输入和输出是什么？2、作业：5-7，5-8参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．：电子工业，2010.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.工业学院教案课程章节实验2交互式绘制多边形第14次课授课时间2013年10月28日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课讨论课实践课√习题课实验目标1、掌握双缓冲绘图技术。2、掌握人机交互技术。3、掌握填充动态多边形的有效边表算法实验要求实验教学设计与教学方法一、使用鼠标在屏幕客户区绘制任意点数的多边形。要求使用橡皮筋技术动态绘制每条边；鼠标移动过程中按下Shift键时可绘制垂直边或水平边；将多边形的终点移动到多边形的起点时自动封闭多边形；在绘制多边形的过程中，状态栏动态显示鼠标光标的位置坐标。二、当开始绘制多边形时，更改鼠标光标为十字光标，多边形绘制完毕后恢复为箭头光标。三、多边形闭合后自动调用有效边表算法填充多边形部区域。1.教师运行案例，讲解原理2.让学生按实践教程步骤逐步编程3.要求学生在理解代码的基础上可做一些修改4.讲练结合，提问....\n...思考、作业1、思考：为什么要把多边形的起点记录下来？2、思考：如何实现引力域、橡皮筋、回显等交互技术？3、拓展：给定三个顶点的颜色，填充颜色渐变三角形。4、拓展：使用边缘填充算法使用恒定颜色填充多边形。参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．：电子工业，2010。[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005。工业学院教案课程章节第六章三维变换与投影第15次课授课时间2013年10月31日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解三维图形变换的基本知识2、掌握三维基本几何变换3、理解三维变换与二维变换的联系4、应用：通过学习三维变换算法使用MFC实现5、学会三维复合变换并能灵活运用教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、6.1三维图形几何变换6.1.1三维几何变换矩阵6.1.2三维几何变换形式二、6.2三维基本几何变换矩阵平移、比例、旋转、反射、错切[重点]三、6.3.三维复合变换相对于任意参考点的三维几何变换；相对于任意方向的三维几何变换；[重点]四、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解算法理论，板书详解过程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机....\n...思考、作业1、思考：三维几何变换相较于二维有何异同？2、思考：如何使用列矩阵表示三维变换？2、作业：6-1，6-2，5-8参考文献：[1]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.[2]陆润民.计算机图形学教程[M].：清华大学，2003.工业学院教案课程章节第六章三维变换与投影（继续）第16次课授课时间2013年11月4日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解点变换、坐标系变换相关知识2、掌握平行投影中三视图矩阵与斜投影3、理解坐标系变换的思想和变换过程，三视图的面的旋转4、应用：通过学习算法使用MFC实现教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法....\n...一、6.4坐标系变换6.4.1二维坐标系变换6.4.2三维坐标系变换二、6.5平行投影6.5.1正交投影矩阵6.5.2三视图[重点]6.5.3斜投影[重点]三、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解算法理论，板书详解过程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机7.抽查提问，检验学生是否理解思考、作业1、思考：斜投影主要描述建筑物，我们能否绕到斜投影后面观察呢？2、三视图主要用在什么领域？2、作业：6-3，6-4参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．：电子工业，2010.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.工业学院教案课程章节第六章三维变换与投影（继续）第17次课授课时间2013年11月7日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解透视投影的特点2、掌握透视投影坐标系的变换3、理解透视投影的深度坐标4、应用：通过学习透视算法使用MFC实现教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法....\n...一、6.6透视投影6.6.1透视变换坐标系6.6.2世界坐标系到观察坐标系的变换6.6.3观察坐标系到屏幕坐标系的变换[重点]6.6.4透视投影的分类6.6.5屏幕坐标系的透视深度坐标[难点]二、6.7本章小结三、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解算法理论，板书详解过程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机7.抽查提问，检验学生是否理解思考、作业1、思考：物体的描述从世界坐标系变换到观察坐标系后，是否物体就有透视效果呢？2、思考：什么是物体变换？什么是视图变换？3、思考：对于单个物体，即可以使用模型变换也可以使用视图变换获得旋转效果，对于三维一个场景应选用哪种变换形式？4、游戏中，建筑物常使用斜投影绘制，人物常使用透视投影绘制，请研究“红警天下”游戏的设计模式，回答这样绘制有何好处？2、作业：6-5，6-6参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．：电子工业，2010.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.工业学院教案课程章节实验3直线段裁剪第18次课授课时间2013年11月11日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课讨论课实践课√习题课实验目标1、掌握直线段端点编码方法2、掌握Cohen-Sutherland直线段裁剪算法实验要求实验教学设计与教学方法....\n...一、定义二维坐标系原点位于屏幕中心，x轴水平向右为正，y轴铅直向上为正。二、在客户区中央固定绘制颜色为RGB(128,0,0)的3像素宽的矩形代表裁剪窗口。裁剪窗口的左上角点为（-300,100）,右下角点为（300,-100）。三、使用鼠标在屏幕上动态绘制任意直线段。四、选择裁剪按钮根据直线段和窗口的相对位置，对直线段进行裁剪，得到位于窗口的直线段，删除窗口外的直线段。[重点]五、直线段绘制之前，裁剪按钮无效；直线段绘制之后，裁剪按钮有效。1.教师运行案例，讲解原理2.让学生按实践教程步骤逐步编程3.要求学生在理解代码的基础上可做一些修改4.讲练结合，提问思考、作业1、思考：区域编码如何用十进制与十六进制分别表示？2、思考：完全不在窗口的一条直线，横跨窗口的下侧和右侧区域，是否需要裁减判断？2、拓展：案例13中点分割直线段裁剪算法参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．：电子工业，2010.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.工业学院教案课程章节第七章自由曲线曲面第19次课授课时间2013年11月14日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解初等曲面、自由曲面相关知识2、掌握Bezier曲线，Bezier曲面的拼接3、理解deCasteljau递推算法,Bezier曲线的拼接4、应用：通过学习算法使用MFC实现....\n...教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、7.1基本概念二、7.2Bezier曲线7.2.1Bezier曲线的定义[重点]7.2.2Bernstein基函数的性质7.2.3Bezier曲线的性质7.2.4deCasteljau递推算法[重点]7.2.5Bezier曲线的拼接[难点]三、7.3Bezier曲面[重点]7.3.1Bezier曲面的定义7.3.2双三次Bezier曲面的定义7.3.3双三次Bezier曲面的拼接四、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解算法理论，板书详解过程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机思考、作业1、思考：如何绘制三次Be字儿曲线的基函数曲线？2、思考：Bezier曲面的拼接有何局限性？2、作业：7-1，7-2，7-3参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．：电子工业，2010.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.工业学院教案课程章节第七章自由曲线曲面（继续）第20次课授课时间2013年11月18日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解B样条曲线曲面的概念2、掌握三次B样条曲线和双三次B样条曲面的连续性3、理解B样条曲面的连续性4、应用：通过学习算法使用MFC实现5、学会构造特殊的三次B样条曲线的技巧教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法....\n...一、7.4B样条曲线7.4.1B样条曲线的定义7.4.2二次B样条曲线7.4.3三次B样条曲线[重点]7.4.4B样条曲线的性质7.4.5构造特殊的三次B样条曲线的技巧二、7.5B样条曲线7.5.1B样条曲面的定义7.5.2双三次B样条曲面的定义7.5.3双三次B样条曲面的连续性[重点]三、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解算法理论，板书详解过程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机思考、作业1、思考：B样条曲线与Bezier曲线哪个更逼近控制多边形？2、思考：如何用虚线表示3次B样条曲线的几何作图过程？2、作业：7-4，7-5，7-6参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．：电子工业，2010.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.工业学院教案课程章节第八章分形几何第21次课授课时间2013年11月21日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解分形与分维的相关概念2、掌握递归算法3、理解龟形图法4、应用：通过学习算法使用MFC实现5、学会把递归算法用在各种模型中教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法....\n...一、8.1分形与分维二、8.2递归模型Cantor集；Peano-Hilbert曲线；Sierpinski垫片与地毯；C字曲线；Cayley树；Koch曲线；Menger海绵；[重点]其中涉及到递归算法。[重点]三、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解算法理论，板书详解过程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机思考、作业1、思考：在正方形的每条边上绘制kech曲线，得到什么图案？2、思考：在正六边形的每条边上绘制kech曲线，得到什么图案？2、作业：8-1、2、3、4、5、6参考文献：[1]博文.分形算法与程序实现[M].产：电子工业，2010.[2]陆润民.计算机图形学教程[M].：清华大学，2003.工业学院教案课程章节实验4立方体线框模型透视投影第22次课授课时间2013年11月25日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课讨论课实践课√习题课实验目标1、掌握使用点表和面表构造立方体线框模型的方法。2、掌握视点球坐标的计算方法。3、掌握立方体线框模型的二维透视投影图的绘制方法。4、掌握立方体线框模型的二维透视投影图的旋转方法。....\n...实验要求实验教学设计与教学方法一、在屏幕中心建立三维坐标系Oxyz，x轴水平向右，y轴铅直向上，z轴垂直于屏幕指向观察者。二、以三维坐标系Oxyz的原点为立方体体心绘制边长为a的立方体线框模型。三、使用双缓冲技术在屏幕上绘制三维立方体的二维透视投影图。四、使用键盘方向键旋转立方体线框模型。五、使用工具条上的“动画”图标播放立方体线框模型的旋转动画六、按下鼠标左键缩小立方体，按下鼠标右键增大立方体。1.教师运行案例，讲解原理2.让学生按实践教程步骤逐步编程3.要求学生在理解代码的基础上可做一些修改4.讲练结合，上机思考、作业1、思考：如何通过面找到顶点？2、拓展：给定立方体8个顶点的颜色绘制颜色渐变立方体透视投影线框模型。3、拓展：给定正八面体的顶点坐标，绘制正八面体的透视投影线框模型。参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．：电子工业，2010.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.工业学院教案课程章节第八章分形几何（继续）第23次课授课时间2013年11月28日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解L系统方法构图法的相关概念2、掌握L系统绘制Koch曲线、分形草算法3、理解L系统文法构图法4、应用：通过学习算法使用MFC实现教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法....\n...一、8.3L系统方法构图法8.3.1L系统文法构图法龟形图法[重点]8.3.2Koch曲线[重点]8.3.3分形草[重点]8.3.4Peano-Hilbert曲线8.3.5分形灌木丛二、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解算法理论，板书详解过程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机思考、作业1、思考：L系统模型与递归模型主要有何不同？2、思考：如何通过改变L系统模型的规则，绘制不同形状的分形草？2、作业：8-8，8-9参考文献：[1]博文.分形算法与程序实现[M].产：电子工业，2010.[2]陆润民.计算机图形学教程[M].：清华大学，2003.工业学院教案课程章节第八章分形几何（继续）第24次课授课时间2013年12月2日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解迭代函数系统相关概念2、掌握压缩仿射变换，用拼贴确定IFS码3、理解仿射变换的过程4、应用：通过学习算法使用MFC实现教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法....\n...一、8.4IFS迭代函数系统模型8.4.1仿射变换8.4.2IFS压缩仿射变换[难点]8.4.3Koch曲线8.4.4Sierpinski垫片8.4.5Barnsley蕨8.4.6拼贴与IFS码的确定[重点][难点]二、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解算法理论，板书详解过程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机思考、作业1、思考：什么是吸引子，吸引子是分形图案么？2、对于规则图形，如何通过变换方法确定IFS码？3、思考：对于不规则图形，如何通过拼贴方法确定IFS码？4、思考：迭代函数系统可用于解分形图像压缩，请了解其的工作原理是什么？2、作业：8-10，8-11，8-12，8-13参考文献：[1]博文.分形算法与程序实现[M].产：电子工业，2010.[2]陆润民.计算机图形学教程[M].：清华大学，2003.工业学院教案课程章节第九章建模与消隐第25次课授课时间2013年12月5日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解线框模型、表面模型、实体模型的相关概念2、掌握双表结构的使用3、理解多面体和曲面体双表的建立过程4、应用：通过学习算法可以使用MFC实现....\n...教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、9.1三维物体的数据结构9.1.1物体的几何信息与拓扑结构9.1.2三表结构9.1.3物体的描述模型9.1.4双表结构顶点表、面表[重点]9.1.5常用物体的几何模型多面体和曲面体[重点]二、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解算法理论，板书详解过程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机7.抽查提问，检验学生是否理解思考、作业1、思考：双表和三表一般分别在何种情况下选择使用？2、思考：请说明表面、线框、实体模型在何种情况下使用？3、会建立正四面体几何模型的情况下，如何扩展到正六面体、正八面体等？4、作业：9-1，9-2，9-3参考文献：[1]家广.计算机图形学[M].3版.：清华大学，2003.[2]ROGERDF.计算机图形学算法基础[M].2版.石教英,群生,等译.：机械工业，2006.工业学院教案课程章节实验5地理划分线框球第26次课授课时间2013年12月9日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课讨论课实践课√习题课实验目标1、掌握球体地理划分法。2、掌握点表和面表的建立实验要求实验教学设计与教学方法....\n...一、建立三维坐标系Oxyz，原点位于屏幕客户区中心，x轴水平向右为正，y轴铅直向上为正，z轴垂直于屏幕指向观察者。二、球体中心位于坐标系原点，使用地理划分法绘制球体线框模型。三、使用点表和面表构造球体数据文件。四、使用凸多面体消隐算法对球体线框模型进行消隐。五、使用键盘方向键旋转球体。六、使用动画按钮，播放或停止球体动画。1.教师运行案例，讲解原理2.让学生按实践教程步骤逐步编程3.要求学生在理解代码的基础上可做一些修改4.讲练结合，上机思考、作业1、思考：如何消除球体的南北极点?2、拓展：请使用反走样直线类CALine绘制反走样线框球。2、拓展：请绘制三个坐标轴方向长度不等的旋转椭球线框模型。参考文献：[1]陆枫,何云峰．计算机图形学基础（第2版）[M]．：电子工业，2010.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.工业学院教案课程章节第九章建模与消隐（继续）第27次课授课时间2013年12月12日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解隐线算法分类2、掌握隐线算法的使用3、理解背面剔除算法的思想4、应用：通过学习算法可以使用FC实现教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法....\n...一、9.2隐线算法分类二、9.3隐线算法[重点]9.3.1凸多面体消隐算法9.3.2曲面体消隐算法背面剔除算法[难点]三、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解算法理论，板书详解过程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机7.抽查提问，检验学生是否理解思考、作业1、思考：如何通过集合方法计算一个表面的法矢量？2、如何实现凹多面体隐线算法？3、思考：在绘制真实感图形时，背面剔除算法能和深度缓冲算法一起使用么？2、作业：9-4，9-5参考文献：[1]家广.计算机图形学[M].3版.：清华大学，2003.[2]ROGERDF.计算机图形学算法基础[M].2版.石教英,群生,等译.：机械工业，2006.工业学院教案课程章节第九章建模与消隐（继续）第28次课授课时间2013年12月16日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解使用深度坐标系的由来2、掌握隐面算法的使用3、理解深度优先级排序方法4、应用：通过学习算法使用MFC实现5、学会表面任意一点的深度计算方法教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法....\n...一、9.4隐面算法9.4.1深度缓冲器算法颜色缓冲与深度缓冲；[重点]背面剔除算法；9.4.2深度排序算法深度优先级排序；[难点]表面任意一点的深度计算方法；[难点]三、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解算法理论，板书详解过程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机7.抽查提问，检验学生是否理解思考、作业1、思考：不设置颜色缓冲器能否实现深度缓冲器算法？2、思考：三维透视变换得到的是没一点的深度还是面顶点的深度？3、思考：如何使用数据结构知识建深度优先级表？4、思考：表面的深度是使用最小深度表示还是最大深度表示合适？2、作业：9-6，9-7参考文献：[1]家广.计算机图形学[M].3版.：清华大学，2003.[2]ROGERDF.计算机图形学算法基础[M].2版.石教英,群生,等译.：机械工业，2006.工业学院教案课程章节第十章真实感图形第29次课授课时间2013年12月19日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解真实感图形的相关知识2、掌握简单光照模型及光滑着色的方法3、理解Phong明暗处理4、应用：通过学习算法使用MFC实现教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法....\n...一、10.1颜色模型10.1.1原色系统10.1.2RGB颜色模型[重点]10.1.3HSV颜色模型10.1.4CMYK颜色模型二、10.2简单光照模型[重点]材质模型、环境光模型、漫反射光模型、镜面反射光模型、光强衰减；增加颜色。三、光滑着色直线的光滑着色Gouraud明暗处理[重点]Phong明暗处理[难点]四、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解算法理论，板书详解过程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机7.抽查提问，检验学生是否理解思考、作业1、思考：为什么说环境光模型是常数项模型？2、思考：生活中的光源有点光源、线光源、面光源么？举例说明。3、思考：双线性插值在光滑着色中如何应用的？4、思考：环境光模型、漫反射光模型、镜面光模型，那个模型决定物体的颜色？5、思考：gouraud明暗处理和Phong明暗处理，那个费时？2、作业：10-1、5、6、7、8、11、12参考文献：[1]群生,鲍虎军，等．计算机真实感图形的算法基础[M]．：科学，2009.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.工业学院教案课程章节实验6球体Gouraud光照模型第30次课授课时间2013年12月23日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课讨论课实践课√习题课实验目标1、理解背面剔除算法。2、掌握光照颜色的计算方法。3、掌握双线性光强插值模型。....\n...实验要求实验教学设计与教学方法一、建立三维坐标系Oxyz，原点位于屏幕客户区中心，x轴水平向右为正，y轴铅直向上为正，z轴垂直于屏幕指向观察者。二、绘制体心和坐标系中心重合的球体表面，使用Z-Buffer消隐算法进行消隐。三、使用单点光源对球体进行照射生成Gouraud光照模型，光源位置位于球体右上方。四、背景色设置为RGB(128,0,0)。五、使用键盘方向键旋转球体。六、使用动画按钮，播放或停止球体动画。1.教师运行案例，讲解原理2.让学生按实践教程步骤逐步编程3.要求学生在理解代码的基础上可做一些修改4.讲练结合，上机思考、作业1、思考：设置光强衰减的线性衰减系数和二次衰减系数的作用。2、拓展：使用双点光源照射球体，绘制光照模型.2、作业：案例51球面Phong明暗处理算法。参考文献：[1]群生,鲍虎军，等．计算机真实感图形的算法基础[M]．：科学，2009.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.工业学院教案课程章节第十章真实感图形（继续）第31次课授课时间2013年12月26日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解简单透明模型和阴影模型的相关知识2、掌握物体间光强插值公式的使用3、理解投射阴影的计算方法4、应用：通过学习算法使用MFC实....\n...教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、10.4简单透明模型物体间光强插值公式[重点]二、10.5阴影模型投射阴影的计算方法[难点]三、本次课总结1.幻灯演示，启发2.讲解算法理论，板书详解过程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机7.抽查提问，检验学生是否理解思考、作业1、思考：如何绘制物体的自身阴影？2、思考：如何绘制地面？3、思考：如何绘制曲面体的阴影？2、作业：10-3，10-4，10-10参考文献：[1]群生,鲍虎军，等．计算机真实感图形的算法基础[M]．：科学，2009.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.工业学院教案课程章节第十章真实感图形（继续）第32次课授课时间2013年12月30日授课班级1020541、1020542授课类型：理论课√讨论课实践课习题课教学目标(知识教学,能力发展两个方面容)1、了解纹理映射的相关概念2、掌握各种纹理映射的算法3、理解几何纹理的映射原理4、应用：通过学习算法可以用MFC来实现它5、学会双线性插法....\n...教学容（注明重点、难点）课堂教学设计与教学方法一、10.6纹理映射10.6.1颜色纹理10.6.2三维纹理[重点]圆柱面的uv化表示；三维纹理的特点。10.6.3几何纹理几何纹理的映射原理[难点]10.6.4简单纹理反走样双线性插法[难点]二、10.7本章小结1.幻灯演示，启发2.讲解算法理论，板书详解过程3.可执行文件演示4.讲练结合，示例5.运行案例，讲解原理，讲解代码、拓展原理6.讨论，上机7.抽查提问，检验学生是否理解思考、作业1、思考：除了国际象棋棋盘纹理和粗布纹理外，还有什么函数纹理？2、思考：游戏中人脸的贴图是三维纹理么？3、思考：几何纹理的边界处发生改变了么？2、作业：10-13、14、15、16参考文献：[1]群生,鲍虎军，等．计算机真实感图形的算法基础[M]．：科学，2009.[2]家广，胡事民.计算机图形学基础教程[M].：清华大学，2005.....