计算机图形学课程教学大纲
一、课程的基本信息
课程编号
0322012
课程中文名称
计算机图形学
课程英文名称
Computer Graphics
课程类别
通识教育（ ）基础教育（ ）学科基础（ ）
专业基础（ √ ）专业技术（ ）
课程性质
必修课（ √）限选课（）任选课（ ）
适用专业
地理信息系统
开课对象
本科（ √ ）高职（ ）
总学时
32
总学分
2
先修课程
程序设计基础、VC程序设计、数据结构
并修课程
无
内容简介
介绍计算机图形学的有关原理、算法及系统，主要内容有：计算机图形硬件、图形国际标准、交互技术与用户接口、实用图形程序库、基本图形生成算法、图形变换、曲线和曲面、几何造型、真实图形显示、计算机图形学在工程技术中的应用等。
建议教材
杜晓增，《计算机图形学基础》第1版，机械工业出版社，2004年2月
参考书目
[1] 计算机图形学教程（修订版），唐荣锡等编著, 北京:科学出版社，2001.10。
[2] 计算机图形学,孙家广等编著,北京:清华大学出版社,1998.9。
[3] Foley J, Dam A V etc., Computer Graphics: Principle and Practice, 2nd Edition, Addison-Wesley, 1990。
二、课程教学的目的与任务
计算机图形学是计算机科学与技术及其相关专业的一门专业技术基础课，它是图像处理、模式识别、CAD、CAM、CIMS、CAI、CAE、计算机绘图、计算机艺术、多媒体以及各种应用系统的重要基础。在计算机科学与技术等专业人才培养中，对提高学生的能力、素质和形成良好的知识结构都具有重要意义。
理解和掌握计算机图形学中最基本、最广泛应用的概念、原理、理论和算法以及基本技术和方法，为理解和从事GIS平台软件的开发打下坚实基础。
三、课程教学内容与要求
（一）绪论 2学时
本章主要讲述数字图像处理的基本概念、发展过程、基本的应用领域、图形软件标准和开发图形库的等内容。重点掌握数字图像处理的基本概念、特点和主要工作内容。
1、基本概念和术语； 2、主要应用； 3、图形软件标准； 4、开放图形库。
（二）VC图形软件设计基础 4学时
本章主要讲述图形编程的基本概念、基本图形函数及VC开发环境下图形软件开发的基本内容等。重点掌握基本图形函数及VC开发环境下图形软件开发的基本内容。
1、VC++6.0开发环境与开发工具
2、应用程序基本框架
3、图形用户界面设计
4、消息处理与交互式绘图
5、VC++6.0图形程序库
6、实验一：图形软件设计基础
（三）基本图形生成原理 14学时
本章主要讲述基本图形的算法原理，包括直线、圆、椭圆、区域填充及线型等算法内容。重点掌握直线、圆、区域填充等几种基本图形的生成算法。
1、直线
2、圆和椭圆
3、区域填充
4、影线填充
5、线宽与线型的处理
6、实验二：直线生成算法实验
7、实验三：圆生成算法实验
8、实验四：多边形扫描线区域填充算法实验
9、实验五：种子填充算法实验
（四）图形几何变换 4学时
本章主要讲述基本图形变换的基本原理、方法及实现过程等内容。重点掌握二维图形变换的基本原理及实现。
1、图形几何变换方法
2、二维基本变换
3、二维组合变换
4、三维基本变换
5、三维组合变换
6、实验六：二维图形变换实验
（五）图形裁剪与显示 4学时
本章主要讲述图形显示的基本原理、方法及实现过程等内容。重点掌握二维图形裁剪的基本原理及实现。
1、窗口视区变换
2、投影变换
3、视向变换
4、二维裁剪
5、三维裁剪
6、实验七：二维图形裁剪实验
（六）曲线生成 4学时
本章主要讲述曲线生成的基本原理、方法及实现过程等内容。重点掌握二维B样条曲线生成的基本原理及方法。
1、抛物样条曲线
2、三次插值样条曲线
3、Bezier曲线
4、B样条曲线
5、实验八：B样条曲线生成实验
四、学时分配表
内 容
学时安排
理论学时
实验学时
总学时
绪论
2
2
VC图形软件设计基础
2
2
4
基本图形生成原理
6
8
14
图形几何变换
2
2
4
图形裁剪与显示
2
2
4
曲线生成
2
2
4
总学时
16
16
32
五、课程教学主要方法
《计算机图形学》课程对理论与实践的要求都相当高，并且内容多、难度大。因此在教学方法上，需要将课堂教学、实验教学、课外答疑或网络课程等方式有机地结合起来，并充分利用多媒体教学手段提高教学效率和教学效果。在教学过程中，要注重基本理论、基本概念和基本算法。培养学生采用规范化的方法解决实际问题的能力。
(1) 课堂教学：在课堂教学中，重点讲解各种基本图形学处理算法的定义、方法和实现以及应用实例。由于本门课程较抽象，理论性较强，不利于学生的理解，因此在课堂教学中，可以在某种开发环境下现场实现基本算法，帮助学生加深理解。
(2) 实验教学：本门课程的目的之一就是要培养、训练学生编写实用图形软件程序的能力。因此实验教学环节非常重要。实验重点放在基本图形的算法实现上,通过实验,加强学生对理论知识的理解。
(3) 课外答疑:课外答疑是和学生进行交流的好机会。课外答疑采用现场答疑和网络答疑两种方式。学生可以在某个指定时间内，与教师面对面的探讨；也可以通过E_mail的形式，在网络上与教师进行交流。这种交流将有助于因材施教，发现问题，及时解决。
六、实践教学内容与要求
实验一：图形软件设计基础 学时：2
了解VC开发环境、工程的基本构成及图形编程的基本知识等内容，为后续的图形处理编程作技术准备。
1、熟悉VC开发环境
2、掌握VC类CDC的基本方法及其用途，重点掌握setpixel函数的使用方法，掌握相关的其他图形显示及绘制函数。
实验二：直线生成算法实验 学时：2
了解并掌握直线生成算法的基本原理，编制直线生成算法代码(采用CDC的setpixel即可)，要求所有函数（如读取/显示）集中在一个类下。
1、了解并掌握直线生成算法原理。
2、用VC编制相应的程序绘制直线。
实验三：圆生成算法实验 学时：2
了解圆生成算法的基本原理，编制圆生成算法处理程序，绘制一个圆(采用CDC的setpixel即可)，要求所有函数（如读取/显示）集中在一个类下。
1、了解并掌握图像圆生成算法的基本原理。
2、用VC编制相应的圆生成算法程序。
实验四：多边形扫描线区域填充算法实验 学时：2
了解多边形扫描线区域填充算法的基本原理，编制多边形扫描线区域填充算法处理程序，绘制相应的操作结果图形(采用CDC的setpixel即可)，要求所有函数（如读取/显示）集中在一个类下。
1、了解并掌握图像多边形扫描线区域填充算法的基本原理。
2、用VC编制相应的多边形扫描线区域填充算法程序。
实验五：种子填充算法实验 学时：2
了解种子填充算法的基本原理，编制种子填充算法处理程序，绘制相应的运行结果图形(采用CDC的setpixel即可)，要求所有函数（如读取/显示）集中在一个类下。
1、了解并掌握种子填充算法的基本原理。
2、用VC编制相应的种子填充算法程序。
实验六：二维图形变换实验 学时：2
了解二维图形变换的基本原理，编制二维图形变换处理程序，绘制相应的运行结果图形(采用CDC的setpixel即可)，要求所有函数（如读取/显示）集中在一个类下。
1、了解并掌握图像二维图形变换的基本原理。
2、并用VC编制相应的二维图形变换程序。
实验七：二维图形裁剪实验 学时：2
了解二维图形裁剪的基本原理，编制二维图形裁剪处理程序，绘制相应的运行结果图形(采用CDC的setpixel即可)，要求所有函数（如读取/显示）集中在一个类下。
1、了解并掌握图像二维图形裁剪的基本原理。
2、用VC编制相应的二维图形裁剪程序。
