四川师范大学数字媒体学院教师教学教案课程名称：______计算机图形学_____________________课程类型：________专业必修_________________________授课对象：_________2013级7班_____________________授课时间：________2015.3-2015.7________________授课课时：________64_________________________________授课教师：___________刘云安_________________________所在系：___________数字媒体技术__________________二〇一三年五月课程名称计算机图形学教学目标掌握光栅图形学，变换算法，曲线曲面，真实感图形的生成方法教学重点多边形扫描转换算法，图形的变换算法，曲线的参数表示法极其性质教学难点观察者流水线、Besizer曲线曲面教学过程及主要内容（包括教学内容、教师活动、学生活动、教学方法、课程作业等）第一周教学课题：绪论课型：理论讲授课课时：4课时教学目标：1.使学生了解计算机图形学的研究内容、应用和研究前沿．2．使学生了解图形设备．3.使学生了解计算机图形学与数字媒体内容的关系教学重点：图形有关设备．教学难点：图形系统及其标准．教学过程：1计算机图形学的研究内容如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法，构成了计算机图形学的主要研究内容。图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法，以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。2计算机图形学的发展历史50年代1950年，第一台图形显示器作为美国麻省理工学院（MIT）旋风I号（WhirlwindI）计算机的附件诞生。1958年，美国Calcomp公司由联机的数字记录仪发展成滚筒式绘图仪，GerBer公司把数控机床发展成为平板式绘图仪。50年代末期，MIT的林肯实验室在“旋风”计算机上开发SAGE空中防御体系。60年代1962年，MIT林肯实验室的I.E.Sutherland发表了一篇题为“Sketchpad：一个人机交互通信的图形系统”的博士论文。提出图形学的概念，成就“图形学之父”的英名3计算机图形学的应用及研究前沿计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）CAD/CAM是计算机图形学在工业界最广泛、最活跃的应用领域真实感图形实时绘制与自然景物仿真计算机中重现真实世界的场景叫做真实感绘制，真实感绘制的主要任务是模拟真实物体的物理属性，简单的说就是物体的形状，光学性质，表面的纹理和粗糙程度，以及物体间的相对位置，遮挡关系等等。计算机动画二维动画、图象变形、形状混合、三维动画、关键帧动画、变形物体的动画、过程动画、关节动画与人体动画、基于视频(Video)的动画用户接口用户接口是人们使用计算机的第一观感。一个友好的图形化的用户界面能够大大提高软件的易用性计算机艺术用计算机软件从事艺术创作：二维平面的画笔程序（如CorelDraw，Photoshop，PaintShop）、图表绘制软件（如Visio）、三维建模和渲染软件包（如3DMAX，Maya）、以及一些专门生成动画的软件（如Alias，Softimage）4、图形设备图形显示设备图形输入设备图形系统及其标准图形显示设备：阴极射线管、彩色阴极射线管、射线穿透法、影孔板法、随机扫描显示系统、光栅扫描系统图形处理器图形处理器是图形系统结构的重要元件，是连接计算机和显示终端的纽带早期的图形处理器只包含简单的存储器和帧缓冲区，它们实际上只起了一个图形的存储和传递作用，一切操作都必须有CPU来控制现在的图形处理器不单单存储图形，而且能完成大部分图形函数，专业的图形卡已经具有很强的3D处理能力，大大减轻了CPU的负担,提高了显示质量和显示速度图形输入设备最常用的图形输入设备就是基本的计算机输入设备——键盘和鼠标跟踪球和空间球都是根据球在不同方向受到的推或拉的压力来实现定位和选择。数据手套则是通过传感器和天线来获得和发送手指的位置和方向的信息。这几种输入设备在虚拟现实场景的构造和漫游中特别有用图形系统标准分类面向图形设备的接口标准：计算机图形元文件(CGM)，(CRT,Mouse,…)计算机图形接口(CGI).设备驱动程序。面向应用软件的标准：程序员层次交互式图形系统（PHIGS）,GL(图形程序包)（三维）图形核心系统（3D-)GKS面向图形应用系统中工程和产品数据模