Компьютерная графика для подготовки




Скачать 193.57 Kb.
НазваниеКомпьютерная графика для подготовки
Дата01.02.2013
Размер193.57 Kb.
ТипДокументы


Министерство образования Российской Федерации


Санкт-Петербургский государственный электротехнический

университет “ЛЭТИ”


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА




дисциплины



КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА


Для подготовки дипломированных специалистов по направлению 654600 - “Информатика и вычислительная техникапо специальности 220100 - “Вычислительные машины, комплексы, системы и сети ”.





Санкт-Петербург


2002

Санкт-Петербургский государственный электротехнический

университет “ЛЭТИ”


“УТВЕРЖДАЮ”


Проректор по учебной работе

проф. ___________ Ушаков В.Н.

“_____”_______________2002 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


дисциплины



КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА



Для подготовки дипломированных специалистов по направлению 654600 - “Информатика и вычислительная техникапо специальности 220100 - “Вычислительные машины, комплексы, системы и сети ”.

Факультет Компьютерных технологий и информатики

Кафедра Вычислительной техники




Курс 4

Семестр 7


Лекции

64 ч.




Экзамен

семестр













9
















Лабораторные занятия

32 ч.




Зачет

семестр













9




Аудиторные занятия

96 ч.







Самостоятельные занятия

94 ч.




Всего часов

190 ч.








2002

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Вычислительной техники “____”_______________2002г., протокол №______.


Рабочая программа согласована с рабочими программами изученных ранее дисциплин:

1) Программирование;

2) Информатика;

3) Базы данных;

4) Технология программирования.


Рабочая программа одобрена методической комиссией факультета Компьютерных технологий и информатики “____”_____________2002г.


Цель и задачи дисциплины


Целью дисциплины является изучение математических и алгоритмических основ компьютерной графики, ориентированое на решение задач по синтезу и обработке цифровых изображений.

Требования к уровню освоения дисциплины



В результате изучения дисциплины студенты должны:

1.Знать математические и алгоритмические основы компьютерной графики, возможности аппаратных и программных средств.

2.Уметь использовать изученные алгоритмы для решения конкретных задач по синтезу и обработке изображений.

3.Иметь опыт работы в программировании графики на персональном компьютере.

4.Иметь представление о способах решения и перспективах развития аппаратного и программного обеспечения для решения задач компьютерной графики.

Содержание рабочей программы



Введение.


Тема 1. Предмет дисциплины, ее объем, содержание и связь с другими дисциплинами учебного плана. Задачи, решаемые в компьютерной графике. Синтез двухмерных и трехмерных статических и динамических графических объектов. Задачи обработки цифровых изображений. Области использования. Проблемы проектирования специализированных графических систем.


Раздел 1. Математические и алгоритмические основы синтеза изображений.


Тема 2. Представление цифровых изображений, растры. Алгоритмы растровой графики для формирования прямых линий (отсечение, интерполяция) и окружностей. Заполнение областей. Растровая развертка многоугольников (отсечение, интерполяция).


Тема 3. Геометрические преобразования. Двухмерные и трехмерные преобразования. Однородные координаты и матричное представление преобразований. Композиция преобразований. Центральное проецирование. Параллельное проецирование. Отсечение относительно видимого объема.


Тема 4. Алгоритмы удаления скрытых линий и поверхностей. Трассировка лучей и проективный метод. Метод экранов для формирования контурных изображений. Сравнение по глубине при удалении скрытых поверхностей. Алгоритм, использующий буфер глубины (Z, W - буфер).


Тема 5. Методы создания реалистических трехмерных изображений методом нанесения текстур (текстуры с разной степенью детализации, циклические, динамические, прозрачные и полупрозрачные текстуры, рельефные и проективные текстуры).


Тема 6. Законы отражения света (диффузное, зеркальное отражение и рассеянный свет) и алгоритмы закраски (объекты с гладкими формами и плоскими гранями, интерполяции методом Гуро и Фонга).


Тема 7. Алгоритмы учета теней (метод теневого объёма и алгоритм с использованием дополнительного буфера глубины).


Тема 8. Методы создания спец-эффектов для моделирования погодных условий (туман, осадки).


Тема 9. Представление пространственных форм с помощью параметрических кубических кривых и поверхностей.


Тема 10. Представление пространственных форм на триангулированных (регулярных и нерегулярных) сетках. Триангуляция Делоне. Рельефы и объекты. Алгоритмы упрощения представлений рельефов и объектов при синтезе изображений в зависимости от положения наблюдателя (камеры).


Тема 11. Методы наблюдения и способы формирования стереоизображений.


Тема 12. Цвет в компьютерной графике. Особенности цветового восприятия. Аксиомы Грассмана. Цветовой график и его свойства.


Раздел 2. Математические и алгоритмические основы обработки изображений.


Тема 13. Амплитудные преобразования изображений, их классификация (пространственно независимые и зависимые, поточечные и с обработкой по окрестности). Обработка на основе преобразования гистограмм. Медианный фильтр. Фильтрация импульсных помех.


Тема 14. Использование операции свёртки при обработке изображений, фильтрация изображений с использованием преобразования Фурье и их взаимосвязь. Частотный спектр изображения. Быстрый алгоритм преобразования Фурье. Теоретико - числовое преобразование для быстрого вычисления свёртки. Сравнительная оценка эффективности амплитудной обработки изображений в пространстве сигнала и с использованием преобразований.


Тема 15. Геометрические преобразования изображений, их классификация (амплиудно независимые и зависимые, линейные и нелинейные). Схемы прямого и обратного пересчета при геометрических преобразованиях. Методы интерполяции. Способы представления геометрических искажений (карты смещений, деформаций и операции на них). Типовая задача коррекции геометрических искажений путем построения карты смещений с использованием полиномиальной аппроксимации искажений по методу наименьших квадратов.


Тема 16. Классификация алгоритмов сжатия и восстановления изображений (по времени, по степени сжатия, по качеству восстаноления, по методам). Основные форматы представления изображений (простые и со сжатием, с использованием преобразований (JPEG)). Сжатие видеоданных (MPEG).


Заключение.

Тема 17. Перспективы развития графических систем. Достижения в

области компьютерной графики и обработки изображений.


Перечень лабораторных работ.



Типовой перечень:




Наименование работы

Номер темы

1

Алгоритмы растровой графики (линии, многоугольники) - 6 ч.

2

2

Геометрические преобразования (получение контурного изображения) - 2 ч.

3

3

Синтез простого трехмерного графического объекта (один из методов удаления невидимых элементов) - 8 ч.

4

4

Нанесение текстур (один из способов) - 4 ч.

5

5

Методы закраски (один из методов) - 4 ч.

6

6

Создание реалистической трехмерной сцены (на основе комплексного объединения ранее проделанной работы в единую программу с интерактивным управлением местоположения наблюдателя (камеры)) (к темам 2-8) – 8 ч.

2-8


По желанию студента и с согласия преподавателя возможна замена работ из типового перечня на работы из дополнительного.


Дополнительный перечень:




Наименование работы

Номер темы

1

Учет теней - 6 ч.

7

2

Создание спец-эффекта – 2-6 ч

2-8

3

Параметрические кубические кривые или поверхности - 4-6 ч

9

4

Упрощение представлений рельефов или объектов - 8 - 16 ч

10

5

Формирование стереоизображения – 2-4 ч

11

6

Амплитудные преобразования изображений (один из методов) – 2-6 ч.

13-14

7

Геометрические преобразования изображений (один из методов) – 2-8 ч.

15

8

Сжатие и восстановление изображений (один из методов) – 4 - 16 ч.

16



Расчет учебных часов по видам занятий




темы

Название разделов и тем

Объем учебных часов

Лекции

Лаборат.

занятия

Практич.

занятия

Аудитор.

занятия

Самост.

работа

Всего

Семестр

1

Введение

1










1




8




Раздел 1. Математические и алгоритмические основы синтеза изображений.






















2

Алгоритмы растровой

графики.

5

6







4




8

3

Геометрические преобразования.

2

4







6




8

4

Алгоритмы удаления скрытых линий и поверхностей.

4

8







6




8

5

Нанесения текстур.

4

4







6




8

6

Алгоритмы закраски.

4

4







6







7

Алгоритмы учета теней.

4

4







6




8

8

Создание спецэффектов.

2

2







4




8

9

Параметрические кубические кривые и поверхности.

4










8




8

10

Алгоритмы упрощения представлений рельефов и объектов.

6










12




8



11

Формирование стереоизображений.

2










2




8

12

Цвет в компьютерной графике.

2










4




8




Раздел 2. Математические и алгоритмические основы обработки изображений.






















13

Амплитудные преобразования изображений.

8










6




8

14

Фильтрация изображений.

8










10




8

15

Геометрические преобразования изображений.

4










6




8

16

Алгоритмы сжатия и восстановления изображений.

2










6




8

17

Заключение.

2










1




8

ИТОГО:

64

32




96

94

190





ЛИТЕРАТУРА


Основная

Название, библиографическое описание

Л

Лр
К-во экз. в библ. (на каф.)
Гриф
1
Шикин Е.В., Боресков А.В. Компьютерная графика. Динамика, реалистические изображения. - М.: Диалог-МИФИ, 1995.
9
9
Ф/Б
2
Виктор Порев: «Компьютерная графика.» учебное пособие Спб 2002г. (Дюссельдорф – Киев – Москва –Спб.)
9
0
3

Майкл Ласло, Вычислительная геометрия и компьютерная графика на С++. - М.: БИНОМ, 1997. – 304 с.
9
9
0
4

Аммерал Л. Машинная графика на языке С. В 4-х книгах. - Сол Систем, 1992.
9
9
0
5
Фоли Дж., вэн Дэм А. Основы интерактивной машинной графики. В 2-х т. - М.: Мир 1985.- 736 с.
9
т.1 89

т.2 91
6

Прэтт У. Цифровая обработка изображений. В 2-х т. -М. : Мир, 1982.
9
9
т.1 10

т.2 9
7

Рабинер Л., Гоулд В. Теория и применение цифровой обработки сигналов М., Мир, 1978.
9
0
8

Ярославский Л. П. Введение в цифровую обработку изображений. М., "Наука", 1979.
9
26
9
Фролов А.В., Фролов Г.В. Программирование видеоадаптеров CGA, EGA и VGA.- М.: "Диалог- МИФИ", 1992.- 288 с.- (Библиотека системного программиста; Т 3.)
9
9
Ф/б



Дополнительная
Название, библиографическое описание
К-во экз. в библ. (на кафедре)
1
Гилой В. Интерактивная машинная графика. - М.: Мир 1981.- 384 с.
13
2
Котов И.И. Алгоритмы машинной графики. - М.: Машиностроение, 1977.- 231 с.
0
3
Ньюмен У., Спрулл Р. Основы интерактивной машинной графики. - М.: Мир, 1976.- 573 с.
0
4

Павлидис Т. Алгоритмы машинной графики и обработки изображений. - М.: Радиосвязь, 1986.- 398 с.
0
5

Роджерс Д., Адамс А. Математические основы машинной графики. - М.: Машиностроение, 1980.- 240 с.
0
6

Уокер Б. Интерактивная машинная графика. - М.: Машиностроение, 1980.- 171 с.
16
7

Энджел И. Практическое введение в машинную графику. - М.: Радио и связь, 1984.- 135 с.
33
8

Баяковский Ю.М., Галактионов В.А., Михайлова Т.Н. Графор. Графическое расширение фортрана. - М.: Наука, 1985.- 288 с.
0
9

Иванов В.П., Батраков А.С. Трехмерная компьютерная графика. - М.:

«Радио и связь», 1995.

Ф/Б
10

Ахмед Н., Рао К. Р. Ортоганальные преобразования при обработке цифровых сигналов. Пер. с англ. под ред. И. Б. Фоменко. М., Связь, 1980.


0




Автор:




к.т.н., доц.

Шах В.В.








Рецензент




д.т.н., проф

Куприянов М.С.








Зав. кафедрой Вычислительной техники




д.т.н., проф

Пузанков Д.В.








Декан факультета




Компьютерных технологий и информатики




д.т.н., проф.

Герасимов И.В.








Программа согласована:










Зав. кафедрой Вычислительной техники




д.т.н., проф.

Пузанков Д.В.








Зав. отделом учебной литературы

Смирнова О.Н.







Председатель методической комиссии




факультета




Компьютерных технологий и информатики




к.т.н., доц.

Чугунов Л.А.








Руководитель методического отдела,




к.т.н., доцент

Марасина Л.А.









Похожие:

Компьютерная графика для подготовки iconАннотация примерной программы дисциплины «Инженерная и компьютерная графика» Рекомендуется для направления подготовки
Курс «Инженерная и компьютерная графика» является базовым курсом, изучаемым студентами инженерного профиля. По этому курсу читаются...
Компьютерная графика для подготовки iconСогласовано зам директора по увр
Кузнецов, В. В. Компьютерная графика. Coreldraw: Задания для проведения контрольной работы №1 «Компьютерная графика и цвет»
Компьютерная графика для подготовки iconКонспект лекций с дисциплины «Компьютерная графика» для направления подготовки 0910 “Компьютерная инженерия”
Трехмерные координатные пространства. Матричное представление трехмерных преобразований 66
Компьютерная графика для подготовки iconПлан-конспект урока компьютерная графика
Компьютерная графика. Знакомство с инструментами рисования графического редактора Paint”,24 урок
Компьютерная графика для подготовки iconРабочая программа дисциплины «Компьютерная графика» для специальности 032401 «Реклама»
Рабочая программа дисциплины «Компьютерная графика» разработана на основе Государственного стандарта среднего профессионального образования...
Компьютерная графика для подготовки iconПрограмма элективного курса «Компьютерная графика»
Целью элективного курса «Компьютерная графика» является подготовка обучающихся и студентов по применению персональных компьютеров...
Компьютерная графика для подготовки iconТрёхмерная компьютерная графика – пользовательский и алгоритмический подход
Трехмерная компьютерная графика успешно используется в области автоматизированного проектирования, в компьютерном моделировании,...
Компьютерная графика для подготовки iconПрограмма дисциплины «Компьютерная графика» для направления 230101. 65 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов специальности 230101. 65 «Вычислительные...
Компьютерная графика для подготовки iconПрограмма дисциплины «Компьютерная графика» для специальности 230101. 65 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов специальности 23. 01. 01....
Компьютерная графика для подготовки iconПрограмма дисциплины «Компьютерная графика» для специальности 230101. 65 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов специальности 230101. 65 «Вычислительные...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница