«компьютерная Геометрия и графика»
| скачать Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО Самарский государственный архитектурно-строительный университетФакультет информационных систем и технологий
Разработана: доцентом каф. ПМ и ВТ проф., д.т.н. _____________(^ ) Рассмотрена и одобрена на заседании кафедры ПМ и ВТ от “ ” ____________2009 г., протокол № _____ Зав. кафедрой ПМ и ВТ ________________(С.А. Пиявский) Рассмотрена и одобрена на заседании методической комиссии по спец. № 230201 от “ ” ___________2009 г., протокол № Председатель методической комиссии _______________(С.А.Пиявский) Самара 2009 г. Программа разработана в соотв. с ГОС по спец.230201…( выдержка из ГОС с перечнем тем) ^ Целью и задачами изучения дисциплины “Компьютерная геометрия и графика”является приобретение фундаментальных и прикладных знаний и выработка умений построения и исследования геометрических моделей объектов и процессов, привитие навыков использования графических информационных технологий, двух- и трехмерного геометрического и виртуального моделирования для компьютерного моделирования в науке и технике, создания графических информационных ресурсов и систем во всех предметных областях. Дисциплина ''Компьютерная графика'' должна ознакомить учащихся с основами современных информационных технологий, тенденциями их развития, обучить студентов принципам построения моделей современных чертежей и рисунков, применению современных информационных технологий в профессиональной деятельности и, кроме того, она является базовой для всех курсов, и так или иначе использующих компьютерную технику. В соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта студент должен быть подготовлен к следующим видам профессиональной деятельности: Проектно-конструкторская деятельность:
Технологическая деятельность:
преподавание дисциплины направлено на достижение УЧЕБНОЙ ЦЕЛИ: ^ Предметом изучения в данном разделе дисциплины являются приемы рисования и черчения и специальные пакеты для обработки рисунков и фотографий на ЭВМ . Место изучаемого материала в системе подготовки специалистов определяется широким использованием ЭВМ как инструмента во всех специальных дисциплинах и практической инженерной деятельности. ^ (требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины) Изучение дисциплины “Компьютерная геометрия и графика” составлена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта :
Современный этап развития общества характеризуется широким использованием компьютерной техники, новых информационных технологий, телекоммуникаций, новых видов документальной связи. Ввиду того, что информатика в самых различных сферах деятельности современного общества является одним из ведущих инструментов работы, в образовательной программе отдельно выделены разделы, позволяющие ощутить тесную связь и взаимное влияние, информатики и других дисциплин. ^ - комплексное научное направление, имеющее междисциплинарный характер, активно содействующее развитию других научных направлений и тем самым выполняющее интегративную функцию в системе наук. ^ как учебная дисциплина находится в стадии становления. В отличие от других дисциплин, благодаря интенсивному развитию технической базы, происходящему в последнее время, меняется не только технология, но и общий подход к освоению элементов информатики. обучающиеся должны приобрести навыки анализа предметной области в терминах информатики. 4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ ^
^ Содержание разделов дисциплины Раздел 1. Photoshop. Знакомство с векторными, растровыми и гибридными графическими технологиями. Основные сведения о Photoshop. Обзор проблематики. Основные приемы рисования. ^ . Строка меню. Палитра инструментов. Палитры. Строка состояния. Создание нового файла. Кисть Photoshop. Создание эскиза пейзажа. Настройка штрихов кисти. Рисование пейзажа. Изменение кистей. Добавление деталей к пейзажу. Сохранение файлов. ^ Перемещение по изображению. Инструмент Hand (Рука). Инструмент Zoom (Масштаб). Инструмент Navigator (Навигатор). Инструмент Pencil (Карандаш). Инструмент Line (Линия). Инструмент Airbrush (Аэрограф). Инструмент Paint Bucket (Заливка). Инструмент Eraser (Ластик). Инструмент Rubber Stamp (Штамп). Инструмент Smudge (Палец). Команда Undo (Отменить). Revert To Last Saved (Возврат к последней сохраненной версии). Палитра History (Протокол. ^ . Цветовой режим RGB. Режим Indexed Color (Индексированные цвета). Индикатор Foreground (Основной и фоновый цвета). Выбор цветов. Окно Color Picker (Палитра цветов). Палитра Color (Синтез). Палитра Swatches (Каталог). Инструмент Eyedropper (Пипетка). Настройка цвета: Brightness/Contrast (Яркость/Контраст), Hue/Saturation (Цветовой тон/Насыщенность), Desaturate (Обесцветить), Invert (Негатив, Threshold (Изогелия), Posterize (Пастеризовать). Инструменты Gradient (Градиент): Инструмент Linear Gradient (Линейный градиент), Инструмент Radial Gradien (Радиальный градиент), Инструмент Angle Gradient (Угловой градиент),. Инструмент Reflected Gradient (Зеркальный градиент), Инструмент Diamond Gradient (Ромбический градиент). Параметры инструментов Gradient (Градиент). Окно Gradient Editor (Редактор градиентов). ^ Важность выделения. Инструменты выделения и перемещения. Инструменты Marquee (Область): Инструменты Lasso. (Лассо), Инструмент Magic Wand (Волшебная палочка), Nudge Trick (Сдвиг), Transform Selection (Преобразовать выделение). ^ Команда Fill (Заливка). Команда Paste Into (Вклеить в). Команда Stroke (Выполнить обводку). Трансформирование. Scale (Масштабирование). Rotate (Поворот). Flip Horizontal/Vertical (Зеркальное отражение по горизонтали/вертикали). Free Transform (Свободное трансформирование). Дублирование. Контуры. Инструменты для работы с контурами. Средства рисования контуров. Средства редактирования контуров. Палитра Paths (Контуры). Работа с палитрой Paths (Контуры). Сохранение контуров. Загрузка контуров. Удаление контуров. Использование контуров для применения цвета. Преобразование контуров в выделенные области. Преобразование выделенных областей в контуры. Фильтры. Операции. Оцифровка. Создание и дизайн WEB-страниц, WEB-графика. Графические форматы (Сжатие, кодировки). Графический текст. Анимационная графика. Каскадные таблицы стилей. JavaScript (работа со скриптами). Строка меню ( какие входят команды). Палитра (перечисление инструментов, основные виды палитры, установки). Раздел 2. AutoCad — Мировой стандарт в области компьютерной графики. Основные положения и принципы работы. Начало работы. Запуск AutoCAD 2006. Интерфейс AutoCAD 2006. Главное окно AutoCAD 2006. Строка меню. Панели инструментов. Графическая зона. Командная строка. Строка состояния. Перекрестие курсора и прицел выбора. Контекстное меню. Окно «Свойства». Окно «Центр управления AutoCAD» - центр управления проектами. Вызов команд. Способ вызовакоманд. Повторный вызов команд. Ввод параметров команд. Получение справочной информации. Объекты AutoCAD. Виды объектов. Простые геометрические объекты. Сложные объекты AutoCAD. Текстовые блоки и надписи. Блоки, блоки с атрибутами и внешние ссылки. Размеры. Свойства объектов. Средства обеспечения точности рисования. Средства управления экраном. Просмотр и редактирование. Просмотр рисунка. Редактирование рисунка. Получение справочных данных о рисунке. ^ . Трехмерное моделирование. Визуализация трехмерных объектов. Связь с внешними базами данных. AutoCAD и Интернет. ^ . Пространство «Модели» и пространство «Листа». Подготовка рисунка к печати. Стиль вычерчивания Вывод рисунка на печать. ^ Основы работы с документом. Создание документа. Запуск AutoCAD 2006. Инструмент начала работы - окно «Проектный центр AutoCAD 2006». Несколько возможностей начала работы на чертежом. Режим «Простейший шаблон». Режим «По шаблону». Режим «Мастер». Установка лимитов рисунка. Построение прямоугольной рамки. Сохранение рисунка. Окно сохранения рисунка. Создание новой папки в окне сохранения рисунка. Ввод данных в окно сохранения рисунка. Сохранение рисунка с другим именем. Сохранение рисунка для предыдущих версий AutoCAD. Окончание сеанса работы и выход из AutoCAD. Открытие существующего рисунка. Открытие рисунка при запуске AutoCAD. Открытие рисунка в сеансе работы AutoCAD. Открытие рисунка в сеансе работы AutoCAD 2006. ^ . Назначение. Управление размерами «Доски объявлений». Порядок указания информации выводимой на «Доску объявлений». Изменение информации в поле «Доска объявления». ^ Инструменты обработки команд AutoCAD 2006. Вызов пункта меню. Условные символы в меню. Меню и горячие клавиши. Вызов пункта меню без применения манипулятора «мышь». Вызов команды «Сохранить» без применения мыши. Панели инструментов. Назначение. Панели инструментов с вложенными подменю. Управление панелями инструментов. Установка и удаление панелей управления. Диалоговые окна. Работа с диалоговым окном определения стиля текста. Командная строка. Ввод команд в командную строку. Текстовое окно. Ввод параметров команд с использованием командной строки. Ввод команд и их параметров из командной строки. Контекстные меню. Порядок вызова контекстного меню. Ввод параметров (опций) команд с помощью контекстного меню. Ввод параметров команд с помощью контекстного меню. Экранное меню. Приемы обработки команд. Отказ от выполнения команды. Отмена выполненных команд. Команда «Отменить». Команда «Повторить». Отмена и возврат выполненных команд. Прозрачные команды. Выполнение прозрачной команды. ^ Системы координат. Декартова система координат. Ввод декартовых координат точки. Полярная система координат. Ввод полярных координат точки. Относительные координаты. Относительные декартовы координаты. Относительные полярные координаты. Задание координат точек методом «направление-расстояние». Выполнение построений с применением относительных координат и метода «направление-расстояние». Отображение значений координат. Установка режимов отображения значений координат. Порядок задания координат точки. Режим отслеживания опорных полярных углов. Построение отрезков с использованием механизма отслеживания опорных полярных углов. Режим шаговой привязки. Привязка к прямоугольной координатной сетке. Установка параметров прямоугольной координатной сетки. Вспомогательная сетка. Установка параметров вспомогательной сетки. Привязка к полярным углам. Установка параметров привязки к полярным углам. Ортогональный режим рисования. Объектная привязка. Понятие объектной привязки. Режимы объектной привязки. Раздел 3. Знакомство с CorelDRAW. Создание векторных объектов. Общие сведения. Представление в компьютере графической информации. Программы, входящие в пакет CorelDRAW 12. Знакомство с CorelDRAW. Создание векторных объектов. Редактирование изображений. Работа с несколькими объектами. Повседневная работа с CorelDRAW . Изменение формы объектов. Редактирование контура и заливки. Интерактивная заливка. Вставка готовых рисунков. Профессиональная работа с текстом. Создание рисунков для Интернета. Создание электронной документации. Повышение удобства работы. Применение эффектов. Работа с растровыми изображениями. Раздел 4. Знакомство с программой трехмерной графики 3DS МАХ 6 Исследование интерфейса 3ds max 6. Работа с окнами проекций. Работа с файлами. Настройка интерфейса 3ds max 6. Объекты. Геометрические примитивы. Выделение объектов и установка свойств объекта. Клонирование объектов . Группирование и установка связей между объектами . Схематические виды. Трансформация объектов. Изменение объектов. Моделирование. Основы моделирования . Двухмерные сплайны и фигуры. Каркасы и многоугольники. Лоскуты. NURBS-сплайны. Составные объекты. Системы и потоки частиц. ^ . Редактор материалов. Простые материалы. Многослойные материалы. Использование карт в материалах. Модификаторы наложения карт. Камеры. Основные принципы работы с камерами. Согласование и отслеживание камер. Камеры Multi-Pass. Освещение. Базовые методы освещения. Освещение на основе трассировки. Диффузное отражение. Анимация. Основы анимации. Ограничения и контроллеры. Контроллер выражений. Средство Track View. Персонажи. Моделирование персонажей. Кости и оболочки. Анимация персонажей. Обратная кинематика. Динамика. Искривления пространства. Динамическое моделирование . Средство reactor. Визуализация. Основы визуализации. Атмосферные эффекты. Элементы и эффекты визуализации . Трассировка лучей и mental ray. Сетевая визуализация. Видеомонтаж. Средства видеомонтажа сторонних разработчиков. Средство Video Post. ^ . Язык сценариев MAXScript. Программные дополнения. Особенности визуализации. Специальные эффекты. Раздел 5. Предмет «Компьютерная геометрия и графика». Математические основы. Множества, отображения, группы, композиции и свойства, понятие прямого произведения, геометрические преобразования. Геометрия и топология многообразий. Раздел 6. Группы преобразований. Преобразования аффинные, проективные, нелинейные. Матричное представление преобразований. Двумерные и трехмерные линейные преобразования.Аффинные и проективные преобразования. Аксонометрические преобразования. Раздел 7. Перспектива. Параллельная и линейная перспектива. Матрица проективного преобразования. Матрицы изометрии и диметрии. Полюс и точки схода. Приведение к экрану. Нелинейная перспектива. Раздел 8. Элементы дифференциальной геометрии. Интерполяция кривых и поверхностей. Общие сведения из дифференциальной геометрии на плоскости и в пространстве. Плоские и пространственные кривые. Аппроксимация и интерполяция кривых. Понятие базисных функций. Разбиение единицы. Интерполяция Лагранжа и Эрмита. Интерполяция Кунса. Сплайны. В-сплайны. Интерполяция Безье. Составные кривые. Поверхности. Классификация поверхностей. Аппроксимация и интерполяция поверхностей. Линейчатые, билинейные и бикубические поверхности. Сплайн-интерполяция поверхностей. Составные поверхности. Раздел 9. Геометрическое и виртуальное моделирование. Понятие геометрической модели. Основные виды моделей. 2D и 3D модели. Основные понятия трехмерной графики. Требования к трехмерному моделированию. Мировая система координат. Ввод координат (декартовы, сферические и цилиндрические координаты). Управление трехмерными видами. Пользовательская система координат. Виды пиктограмм. ^ . Ограничения каркасных моделей. Формирование каркасных моделей. Трехмерная полилиния. Редактирование трехмерной полилинии. Работа с различными видами рисунка и видовыми экранами. Установка и изменение общих свойств примитивов. Понятие Уровень и Высота в трехмерном пространстве. Пример построения каркасной модели. Поверхностное моделирование. Типы поверхностей. Преимущества и недостатки поверхностного моделирования. Трехмерная грань. Поверхности соединения, сдвига, вращения и Кунса. 5.Объем дисциплины и виды учебной работы(час)
^
5.2. Тематика лабораторных работ
8.Форма текущего, промежуточного и итогового контроля знаний студентов Данная дисциплина изучается студентами в течение одного семестра. Текущий контроль выполняется преподавателями, проводящими практические занятия со студентами. В экзаменационном билете имеются следующие три задания: 1. теоретический вопрос 2 две задачи Итоговый контроль знаний студентов - экзамен в семестре 9. Перечень вопросов к экзамену по дисциплине
10.Контрольные вопросы для оценки контроля остаточных знаний студентов Контроль остаточных знаний студентов проводиться по билетам в каждом из которых имеется по три задания( вопросы и задачи). комплект билетов для контроля остаточных знаний студентов прилагается к программе дисциплины.
11.Материально-техническое обеспечение дисциплины. Для чтения лекций в академии имеются аудитории, оборудованные системой замкнутого телевидения, применяемого для демонстрации специальных иллюстраций и схем. Для проведения практических занятий имеются в наличии персональные компьютеры класса Pentium – 200/RAM64Mб/HDD-1Гб Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования Технические средства обеспечения освоения дисциплины Компьютерный класс с выходом в Интернет, средства мультимедиа, Интернет-портал www.sciyouth.ru. Методические рекомендации преподавателю дисциплины Основными видами обучения студентов являются лекции, лабораторные занятия в дисплейном классе и самостоятельная работа студентов, прежде всего, при выполнении курсового проекта. При чтении лекций особое внимание следует уделить выработке у студентов понимания того, что современное информационное общество в корне меняет парадигму высшего образования, превращая его в непрерывное образование в течение всей жизни на базе централизованных электронных информационных ресурсов. Необходимо широко использовать мультимедийную технику, демонстрировать не только статичные иллюстрацитонные материалы, но и вести непосредственно компьютеное моделирование, обсуждая с аудиторией его ход и результаты. Лабораторный практикум ориентируется на использование Интернет для информационного поиска под контролем преподавателя. Необходимо, чтобы студенты самостоятельно выбирали направление исследования по теме занятия. Очень важно, чтобы результаты каждого занятия оформлялись в соответствии с обычными требованиями и сохранялись студентами до завершения всего курса. Самостоятельная работа ориентирована на домашнюю или классную работу как с компьютером, так и без него. Студенты должны систематически работать с литературой и конспектом лекций, с материалами Интернет. Оценка самостоятельной работы должна входить в оценку контрольных точек практикума с учётом контроля остаточных знаний по тестовым вопросам. Методические указания для студентов Основными методами обучения являются лекции, лабораторные занятия в дисплейном классе и самостоятельная работа. При прослушивании и проработке лекций особое внимание следует уделить терминологии, используемой в дисциплине, и основным понятиям. Записывать следует только основные положения, формулируемые преподавателем и ссылки на информационные источники, которые вы проработаете самостоятельно. Необходимо активно участвовать в обсуждении предлагаемых преподавателем тем, высказывать собственные соображения, тем более, что объект курса – система высшего образования – хорошо вам знаком. При подготовке к лабораторному практикуму необходимо по заданию сделать заготовки к будущему занятию и согласовать их в начале занятия с преподавателем, чтобы не терять время на переделки и доработки проекта или реализации системы. Если в размещенной в Интернете технологической карте указано, что вы должны до занятия отправить преподавателю информацию по электронной почте, нужно сделать это не в последний момент, а заблаговременно, чтобы преподаватель успел с нею ознакомиться . Следует учесть, что без самостоятельной работы по подготовке выполнить график лабораторного практикума практически невозможно, так как работы имеют элемент творчества и исследований, а не просто демонстрируют возможности какой-либо системы. Документирование и формирование итоговой отчётности следует начинать заблаговременно и вести в соответствии со стандартами оформления учебных документов и научно-исследовательских отчётов. Без предоставления отчётов студенты не могут быть аттестованы по дисциплине в целом. Важной частью промежуточной аттестации является контроль остаточных знаний, соответствующие вопросы следует попросить у преподавателя заранее и самостоятельно к ним подготовиться. В курсовом проекте реализация проекта должна полностью соответствовать утверждённому заданию и проекту системы. Демонстрация реализации на контрольном примере преподавателю обычно производится до защиты проекта заранее с тем, чтобы имелась возможность внести необходимые корректировки в реализацию и пояснительную записку. Не следует затягивать утверждение задания на курсовой проект, так как студент, не утвердивший задание, считается не приступившим к работе над курсовым проектом. Помимо листинга основного модуля студенты в отчётной документации по лабораторному практикуму и по курсовому проекту должны представить полные исходные тексты программ и данные контрольного примера на машинном носителе. ^ Знания в объеме, определяемом банком контрольных вопросов на экзамене, умения, определяемые содержанием курсового проекта. ^ Осуществляется отметкой посещения каждого занятия и выставлением оценки по практическим и лабораторным работам в электронной технологической карте. Еженедельно выставляется комплексный рейтинг учебной активности, в соответствии с которым ведется индивидуальная работа со студентами. Промежуточный контроль Осуществляется по контрольным точкам. Сдача задания, предусмотренного контрольной точкой, оценивается и вносится в электронную технологическую карту. Еженедельно выставляется комплексный рейтинг учебной активности, в соответствии с которым ведется индивидуальная работа со студентами. Итоговый контроль- экзамен. 5. Материалы, устанавливающие содержание и порядок проведения промежуточных итоговых аттестаций
^
^ А) основная
^
^ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" Факультет Информационных Систем и Технологий
П Р О Г Р А М М А д и с ц и п л и н ы ^
Разработала ______________ Шешунова Г. Г. Рассмотрена и одобрена на заседании кафедры «Прикладная математика и вычислительная техника» от " 2 " июля 2004 г., протокол № 11 Зав. кафедрой ______________ Пиявский С. А. Рассмотрена и одобрена на заседании методической комиссии по спец. № «____»_________________2004 г. протокол №____________ Председатель метод. комиссии ____________ Самара 2004
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка: Разместите кнопку на своём сайте или блоге: