скачать
Министерство образования
Российской Федерации
Белгородский государственный технологический
Университет им. В.Г. Шухова
Кафедра Информационных технологий
Утверждено Декан факультета АПиИТ
____________Рубанов ВГ.
"____"______________ 2003 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
по дисциплине "Компьютерная геометрия и графика"
для специальности ______071900
Информационные системы и технологии
факультет АПИТ
кафедра Информационных технологий
Белгород
2003
Рабочая программа составлена на основании государственного стандарта и учебных планов
утвержденного _27.03.2000 г.
Заведующий кафедрой __________________
(подпись)
"____"___________ 2003 г.
Рабочая программа утверждена на заседании кафедры
" 02" апреля 2003 г. протокол № 5
Заведующий кафедрой____________________ Иванов И.В.
(подпись)
Ведущий преподаватель __________________ Винтаев В.Н.
(подпись)
Рабочая программа одобрена методической комиссией факультета АПиИТ
"____"_______________2003 г.
Председатель методической комиссии факультета ____________ Солопов Ю.И.
(подпись)
^
1.1. Цель преподавания дисциплины.
Целью дисциплины "Компьютерная геометрия и графика" является теоретическое изучение и практическое освоение основ компьютерной графики, современных методов представления, синтеза и обработки графических файлов, приемов построения и визуализации изображений в компьютерных системах, а также средств алгоритмической, системной и аппаратной поддержки функций компьютерной графики.
1.2. Задачи изучения дисциплины.
Изучение методов представления базовых графических объектов, основных алгоритмов построения и преобразования изображений на плоскости и в пространстве, знакомство с методами создания динамических графических объектов, освоение приемов работы с палитрами, цветностью, текстурами, освещенностью, окнами и камерами, изучение средств обеспечения
компьютерной графики: графических стандартов (интерфейсов, протоколов, форматов файлов),
графических языковых средств, диалоговых систем, базовой графики, реализаций аппаратно-программных модулей, организации интерактивных комплексов в информационных системах.
1.3. Перечень дисциплин с указанием разделов (тем), усвоение которых студентам необходимо для усвоения данной дисциплины.
^
|
Наименование разделов (тем)
| Математика |
Аналитическая геометрия, линейная алгебра, дифференциальное и интегральное исчисление, ряды Фурье
|
Технология программирования.
|
Cтруктурное программирование, алгоритмический язык TURBO-PASCAL
|
Информатика
|
Полный курс
|
^
2.1. Объем дисциплины.
Распределение часов по семестрам и видам занятий.
^
|
Обозначения
|
Семестр №2
|
Семестр №3
|
|
|
Всего часов
|
В неделю
|
Всего часов
|
В неделю
|
Лекции
|
Л.
|
17
|
1
|
|
|
Лабораторные
|
Л.З.
|
17
|
1
|
|
|
Практические
|
П.З.
|
|
|
|
|
УИРС
|
УИРС
|
|
|
|
|
Консультации:
– текущие
– по курсовой работе
– по курсовому проекту
|
КР
КП
|
|
|
КР(2 ч./чел.)
|
|
Вид контроля (зачет, диф. зачет, экзамен)
|
|
Экзамен (0,35
час/чел)
|
|
Диф. зачет (0,25
час/чел)
|
|
Самостоятельная работа студентов
|
СРС
|
34
|
|
17
|
|
2.2. Наименование тем, их содержание, объем в часах лекционных занятий.
Курс 1, семестр 2.
№
п/п
|
Тема лекции
|
Содержание темы
|
Количество часов
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
Предмет курса и задачи, решаемые при геометрическом моделировании.
|
Предмет и задачи курса. Аналитическая геометрия в компьютерной графике. Аффинные преобразования, n-мерные линейные преобразования. Геометрическое моделирование. История развития графических систем. Структура графических систем
|
2
|
|
Реализация аппаратно- программных модулей графической системы
|
Видеопроцессоры, организация видеопамяти, адаптеры, сопроцессоры и акселераторы. Форматы графических файлов и визуализация растровых данных. Перечень высокопроизводительных графических систем и рабочих станций. Архитектура графических терминалов и графических рабочих станций. Обзор графических пакетов.
|
2
|
|
Представление видеоинформации и ее машинная генерация.
|
Основные функции и термы базовой графики, видовые операции и геометрические преобразования. Способы задания геометрических объектов. Однородные координаты и матричная алгебра преобразований объектов. Разложение в растр отрезков и кривых.
|
2
|
.
|
Графические объекты, примитивы и их атрибуты. Компьютерная графика и изображение пространственных объектов.
|
Понятия перспективных преобразований и проектирования ,классификация проекций. Изображения поверхностей и замкнутых областей- объемов. Генерация примитивов, атрибуты объектов. Решение задач загораживания. Алгоритмы удаления невидимых элементов изображения. Алгоритмы Робертса и плавающего горизонта. Внешнее и внутреннее отсечения- алгоритм Созерленда-Коэна. Разложение в растр многоугольников и заливки.
|
2
|
.
|
Современные стандарты компьютерной графики. Графические языки.
|
Принципы стандартизации. Классификация стандартов. Виртуальный терминал и виртуальное устройство графического вывода. Стандартизация графики 3-D. Эволюция международных стандартов GKS,PHIGS PLUS, GL, Open GL, Windows Open GL. Графическое приложение Object Pascal, Delphi, C++, Visual C++. Графические протоколы.
|
2
|
.
|
Базовая графика и трехмерные динамические объекты.
|
Метафайлы и объектовые файлы. Палитра компонентов Open GL в Delphi. Рендеринг и спрайт-мультипликация 3-D объектов. Приемы работы с метафайлами. Фреймы. Объектовые файлы.
Спрайт-мультипликация. Снижение временных затрат при выполнении геометрических преобразований.
|
2
|
7.
|
Обеспечение
эффектов реалистичности для растровых изображений.
|
Связь между моделью цвета, форматом файла и моделью изображения. Модели освещения. Методы Гуро и Фонга. Модели прямой и обратной трассировки лучей. Подавление лестничных эффектов. Средства графических стандартов выбора видов и источников освещения, текстур и материалов, окон и камер наблюдения сцен. Выбор фона и имитация внешней среды.
|
2
|
8.
|
Интерактивная графика и графические диалоговые системы. Применение интерактивной графики в информационных системах.
|
Способы реализации интерактивных графических систем. Управление окнами, средства создания пользовательского интерфейса. Управление атрибутами объектов. Базовые схемы диалога и средства их реализации. Синтез и редактирование изображений в объектно-ориентированном диалоге. Перспективы развития и модернизации интерактивных графических систем. Информационные системы на основе интерактивной графики. Перспективы развития методов и средств компьютерной графики.
|
3
|
2.3. Лабораторные занятия. Их содержание и объем в часах.
Курс 1, семестр 2 .
№
|
Тема лабораторной работы
|
Количество часов
|
|
Разложение в растр отрезков и кривых.
|
2
|
|
Аффинные преобразования простых плоских фигур.
|
2
|
|
Матричные преобразования простых фигур (примитивов) в пространстве, сборка трехмерных WIRE –тел и их повороты и трансляции в пространстве.
|
2
|
|
Создание 3-D объекта с отсечениями и удалениями невидимых элементов.
|
2
|
|
Заливка областей и граней проволочных объектов.
|
2
|
|
Проектирование тел на фронтальную плоскость.
|
2
|
|
Построение выпуклых динамических (вращающихся) многогранников.
|
2
|
|
Изображение поверхностей.
|
3
|
2.6.Задание на курсовую работу, его характеристика.
Задание на курсовую работу заключается в создании программы, обеспечивающей получение и обработку цветного динамического изображения заданного трехмерного объекта.
Целью курсовой работы является приобретение навыков самостоятельного проектирования графической поддержки для несложных прикладных областей.
Задание на КР содержит описание взаимосвязанных объектов предметной области, набор необходимых методов работы с графическими данными и формы представления результатов.
В процессе выполнения КР студенты должны разработать структуру данных предметной области, выбрать или разработать необходимый математический аппарат для реализации предложенной задачи, формально обосновать набор методов для решения поставленной задачи.
Результат выполнения КР оформляется в виде пояснительной записки, содержащей описание предметной области, структуры разработанных данных, иерархии объектов визуализации, программы реализации графических объектов и интерфейса пользователя.
В курсовой работе должны быть применены и описаны по вариантам использования
методы и среды технологии (аспекты) программирования
№
| ^ |
1.
|
Использование стандарта OPEN GL.
|
2.
|
Создание сцен средствами пакета 3D-STUDIO MAX.
|
3.
|
Реализация спрайт-мультипликации простых объектов и WEB-графики.
|
4.
|
Использование инструментария создания пользовательского интерфейса под ОС WINDOWS
|
Этапы выполнения КР:
Информационный анализ предметной области.
Проектирование структуры данных.
Разработка математического аппарата и его реализация.
Реализация интерактивных функций графического интерфейса.
Оформление пояснительной записки.
2.7. График работы студентов
Курс 1, семестр 2.
№ п/п
|
Вид контроля
|
Условные обозначения
|
Номер недели
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
1
|
1
|
|
|
|
|
Коллоквиум
|
кл
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контр.работа
|
к
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тестирование
|
т
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КР
|
в(вы-дача)
з(за-щита)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выполнение и защита лаб. работ
|
з.л.р
|
в
|
з
|
в
|
з
|
в
|
з
|
в
|
з
|
в
|
з
|
в
|
з
|
в
|
з
|
в
|
з
|
|
|
|
Выполнение УИР
|
УИР
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Защита УИР
|
З УИР
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Курсовая работа (%)
|
кр
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Курсовой проект (%)
|
кп
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Внеаудиторн. чтение
|
ТЗ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Реферат
|
р
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Зачет
|
зач
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диф.зачет
|
дз
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Экзамен
|
эк
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
эк
|
Курс 2, семестр 1.
№ п/п
|
Вид контроля
|
Условные обозначения
|
Номер недели
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
1
|
1
|
|
|
|
1.
|
Коллоквиум
|
кл
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.
|
Контр.работа
|
к
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.
|
Тестирование
|
т
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.
|
РГЗ(ИДЗ)
|
в(вы-дача)
з(за-щита)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.
|
Выполнение и защита лаб. работ
|
з.л.р
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.
|
Выполнение УИР
|
УИР
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.
|
Защита УИР
|
З УИР
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8.
|
Курсовая работа (%)
|
кр
|
в
|
|
|
|
|
|
|
|
50%
|
|
|
|
|
|
|
з
|
з
|
|
9.
|
Курсовой проект (%)
|
кп
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.
|
Внеаудиторн. чтение
|
ТЗ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11.
|
Реферат
|
р
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12.
|
Зачет
|
зач
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13.
|
Диф. зачет
|
дз
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дз
|
14.
|
Экзамен
|
эк
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^
Гилой В. Интерактивная машинная графика.- М.: Мир, 1981. – 384 с.
Л. Аммерал. Машинная графика на персональных компьютерах. Пер с англ. – М.:Сол Систем, 1992.
Л. Аммерал. Принципы программирования в машинной графике. Пер с англ. – М.:Сол Систем, 1992.
Л. Аммерал. Интерактивная трехмерная машинная графика. Пер с англ. – М.:Сол Систем, 1992.
Романов Ю. Популярные форматы файлов для хранения графических изображений на IBM PC.- М:Унитех,1992.
^
Шикин Е. Плис А. Кривые и поверхности на экране компьютера. -М.:Диалог МИФИ, 1996.- 270 с.
Энджел Й. Практическое введение в машинную графику. М.: Радио и связь, 1984.
Т.Сван. Форматы файлов. Пер с англ. М.:Бином,1995.
5.ПРОТОКОЛ СОГЛАСОВАНИЯ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ СПЕЦИАЛЬНОСТИ НА 20__/__ УЧЕБНЫЙ ГОД
Наименование дисциплины, изучение которой опирается на данную дисциплину
| Кафедра |
Предложения об изменениях в пропорциях материала, порядка изложения
|
Принятое решение (Протокол № ___, дата) кафедрой, разрабатывающей программу
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
|
|
|
^
6.1. Утверждение рабочей программы без изменений
Рабочая программа и ГРС без изменении утверждена на 200__/__ учебный год.
Протокол №_______ заседания кафедры от «____» _________________ 200__ г.
Заведующий кафедрой _________________________________
Декан факультета _________________________________
(или)
6.2. Утверждение рабочей программы к ГРС с изменениями, дополнениями
Рабочая программа с изменениями, дополнениями утверждена на 200__/___ учебный год.
Протокол №_______ заседания кафедры от «____» _________________ 200__ г.
Заведующий кафедрой _________________________________
Декан факультета _________________________________
Добавить документ в свой блог или на сайт
|
