Рабочая программа дисциплины Компьютерная графика




Скачать 144.51 Kb.
НазваниеРабочая программа дисциплины Компьютерная графика
Дата24.02.2013
Размер144.51 Kb.
ТипРабочая программа
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ В Г. ТАГАНРОГЕ

(ТТИ Южного федерального университета)

Факультет автоматики и вычислительной техники


УТВЕРЖДАЮ


Декан ФАВТ ______________ Ю.М.Вишняков


"_____"__________________2011 г.


Рабочая программа дисциплины


Компьютерная графика

Основы геометрических преобразований


Направление подготовки

230100.62 «Информатика и вычислительная техника»


Профиль подготовки


___«Автоматизированные информационно-управляющие системы и комплексы»


Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр


Форма обучения


Очная

(очная, очно-заочная и др.)


г. Таганрог

2011

1. Цели освоения дисциплины

Целью освоения дисциплины "Компьютерная графика, часть 1.Основы геометрических преобразований" является освоение студентом понятия об алгоритмах работы с изображениями в компьютерной технике, принципах использования навыков программирования для создания и обработки графических изображений.

Цели дисциплины соответствуют всем 3-м целям ООП по направлению 230100.62 «Информатика и вычислительная техника», а именно:

1 цель направления. Удовлетворение потребностей личности в интеллектуальном, культурном и нравственном развитии путем получения высшего образования в области информатики и вычислительной техники;

2 цель направления. Организация базовой бакалаврской подготовки, позволяющей всем выпускникам продолжить свое образование как с целью получения диплома инженера или магистра в области информатики и вычислительной техники, так и с целью дальнейшего самосовершенствования.

3 цель направления. Удовлетворение потребностей общества в квалифицированных кадрах путем подготовки специалистов по проектированию, разработке и эксплуатации автоматизированных информационно-управляющих систем и комплексов,

а также будет способствовать достижению локальных целей профиля подготовки «Автоматизированные информационно-управляющие системы и комплексы»:

1 цель профиля. Развитие у студентов теоретических знаний и практических навыков, позволяющих выпускникам понимать и применять фундаментальные и передовые знания и научные принципы, лежащие в основе современных автоматизированных информационно-управляющих систем и комплексов при формулировании и решении инженерных задач;

2 цель профиля. Подготовка высококвалифицированных специалистов, способных решать задачи исследования, проектирования, разработки, настройки, тестирования и эксплуатации современных автоматизированных информационно-управляющих систем и комплексов в различных областях профессиональной деятельности, а также задачи планирования и проведения экспериментальных исследований свойств и характеристик данных систем.


2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Базовая дисциплина профессионального цикла.

Изучение дисциплины «Компьютерная графика, часть 1» базируется на использовании следующих знаний, умений и навыков, полученных студентами при освоении предшествующих дисциплин:

  • знание устройства компьютера, основ представления и обработки информации в ЭВМ – «Информатика»;

  • знание алгебраических структур, основ математической логики, дискретной математики, – «Математическая логика и теория алгоритмов»;

  • умение кодировать и декодировать информацию, работать со списками и другими информационными структурами – «Информатика»;

  • практические навыки программирования на языке высокого уровня и применения информационных технологий – «Информатика», «Программирование», «Практикум по программированию».

Освоение дисциплины «Компьютерная графика, часть 1» необходимо как предшествующее для дисциплин «Компьютерная графика, часть 2», «Программные средства и технологии», «Перспективные информационные технологии и среды», а также для производственной практики и подготовки выпускной квалификационной работы, в которых необходимо продемонстрировать умения и навыки, связанные с построением и грамотной эксплуатацией вычислительных комплексов и систем, САПР и их подсистем, организацией и использованием оптимальных режимов решения практических задач.


3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Компьютерная графика, часть 1».

Демонстрировать способность и готовность:

ОК-12: иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией;

ПК-2: осваивать методики использования программных средств для решения практических задач;


В результате освоения дисциплины, в соответствии с требованиями ФГОС, обучающийся должен:

знать: принципы построения современных графических систем;

уметь: применять математические и программные основы компьютерной техники;

владеть: знать методы разработки прикладного графического программного обеспечения современных и перспективных САПР с использованием передовых технологий компьютерной графики и программирования: использование открытого стандарта OPENGL и объектно-ориентированного программирования; уметь применять методы математики, и программирования для принятия технических решений; научиться идентифицировать, формулировать и решать технические проблемы; уметь оценивать влияние и риски инженерных решений


4. Структура и содержание дисциплины (модуля)

Общая трудоемкость дисциплины составляет __6__ зачетных единиц, _216__ часов.


Вид учебной работы

Всего часов

Общая трудоемкость дисциплины

108/3 ЗЕТ

Аудиторные занятия

54

- лекции

18

- практические занятия

-

- лабораторные работы

36

- другие виды аудиторных занятий

-

Самостоятельная работа

22

Курсовой проект (работа)

-

Контроль самостоятельной работы

-

Аттестация

32

Экзамен (2 семестр)


4.1. Разделы дисциплины и виды занятий





п/п


Раздел

Дисциплины

Семестр

Неделя семестра

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)

Форма промежуточной аттестации (по семестрам)

Лек-ции

Л.Р.

Пр.

СРС

1

Раздел 1

2

1

2

4




2

Семинар, Л/Р

2

Раздел 2

2

3

2

4




2

Семинар, Л/Р

3

Раздел 3

2

5

2

4




2

Семинар, Л/Р

4

Раздел 4

2

7

2

4




2

Семинар, Л/Р

5

Раздел 5

2

9

2

4




2

Семинар, Л/Р

6

Раздел 6

2

11

2

4




4

Семинар, Л/Р

7

Раздел 7

2

13

2

4




4

Семинар, Л/Р

8

Раздел 8

2

15

2

4




2

Семинар, Л/Р

9

Раздел 9

2

17

2

4




2

Семинар, Л/Р, экзамен (2-й семестр)

Всего







18

36




22





4.2. Содержание разделов дисциплины


Раздел 1. Понятие видеосистемы компьютера. Типы графических устройств, Графические дисплеи на запоминающей трубке. Векторные графические дисплеи с регенерацией изображения. Растровые графические дисплеи с регенерацией изображения. Типы графических дисплеев. Краткий обзор видеоадаптеров. Архитектура видеоадаптеров Hercules. CGA, EGA. VGA. Текстовые и графические режимы работы видеоадаптеров. Программирование режимов чтения и записи видеоадаптеров EGA/VGA. Особенности архитектуры видеоадаптеров SVGA. Современные видеоадаптеры.

Раздел 2. Машинная графика в современной деятельности человека. Языки программирования и графика. Процедуры и функции работы с точками, линиями, графическими примитивами, палитрой, шрифтами.

Раздел 3. Задачи и проблемы растровой графики. Растровая развертка отрезка по уравнению прямой. Цифровой дифференциальный анализатор растровой развертки отрезков. Алгоритм Брезенхема растровой развертки отрезка.

Раздел 4. Алгоритмы растровой развертки окружности. Алгоритм Брезенхема для окружности. Растровая развертка дуг. Виды сплошных областей. Затравочные алгоритмы развертки сплошных областей. Растровая развертка многоугольников. Растровая развертка круга. Операции с фрагментами изображений.

Раздел 5. Двумерные преобразования. Преобразования в декартовых и однородных координатах. Композиции элементарных преобразований. Уравнение прямой, заданной двумя точками. Координаты точки пересечения двух прямых. Положение точки относительно прямой. Условие пересечения двух отрезков прямых. Определение точки пересечения двух отрезков прямых. Положение точки относительно многоугольника.

Раздел 6. Постановка задачи отсечения. Отсечение отрезков регулярным окном. Условия полной видимости и невидимости отрезка. Параметрическая форма представления отрезка. Алгоритм Сазерленда-Коэна. Общий алгоритм отсечения отрезков выпуклым многоугольником. Условия полной видимости и невидимости отрезка для выпуклого многоугольника.

Раздел 7. Отсечение отрезков невыпуклым многоугольником. Алгоритм Кируса-Бека для отсечения отрезка выпуклым многоугольником. Проверка выпуклости многоугольника и разбиение невыпуклых многоугольников. Вычисление внутренних нормалей к ребрам многоуголька. Отсечение многоугольников регулярным окном. Алгоритм Сазерленда-Ходжмена. Отсечение многоугольников невыпуклым окном. Алгоритм Вейлера -Азертона.

Раздел 8. Однородные координаты и преобразования пространства. Уравнение прямой, проходящей через две точки пространства. Параметрическая форма представления отрезка прямой в пространстве. Уравнение плоскости. Взаимное положение плоскости и точки. Изображение трехмерных объектов. Проекции. Параллельные проекции. Ортогональное и косоугольное проектирование. Преобразование трехмерной системы координат. Центральные проекции.

Раздел 9. Однородные координаты и преобразования пространства. Уравнение прямой, проходящей через две точки пространства. Параметрическая форма представления отрезка прямой в пространстве. Уравнение плоскости. Взаимное положение плоскости и точки. Изображение трехмерных объектов. Проекции. Параллельные проекции. Ортогональное и косоугольное проецирование. Преобразование трехмерной системы координат. Алгоритмы трехмерных отсечений. Алгоритм плавающего горизонта. Алгоритм Робертса. Алгоритм Варнока. Алгоритм сортировки по глубине. Алгоритм, использующий Z-буфер. Алгоритм трассировки лучей. Алгоритм построчного сканирования. Алгоритм построчного сканирования с использованием Z-буфера.


5. Образовательные технологии

Используется:

    1. при чтении лекций – компьютерная и проекционная техника при этом основным аспектом изложения является разбор конкретных ситуаций прикладного характера на демонстрационных примерах;

    2. при проведении практических и лабораторных занятий – интерактивная доска, пакеты прикладных программ (среда программирования С++Builder/Visual Studio);


6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов


6.1. Лабораторные занятия



Раздел

дисциплины

Наименование работы

1

1-2

"Изучение инструментария для работы с графикой в С++ Builder"

2

3-5

"Растровая развертка отрезка и дуги окружности"

3

6-7

"Создание двумерного динамического изображения"

4

8-9

"Создание трехмерного динамического изображения"


6.2. Список вопросов по теоретической части курса

  • Вопросы 1 модуля

  1. Основные задачи компьютерной графики

  2. Области применения диалоговых графических систем

  3. Способы компьютерной визуализации изображений

  4. Основные характеристики растра

  5. Принципы формирования цвета

  6. Цветовые модели (RGB, CMY и другие)

  7. Кодирование цвета. Палитр

  8. Геометрическое моделирование

  9. Координатные модели. Однородные системы координа

  10. Преобразования координатных моделей плоских фигур

  11. Ближайшие точки

  12. Трехмерные координаты

  13. Задачи поиска на плоскости

  14. Улучшение качества аппроксимации векторов

  15. Триангуляция полигона(методом «разделяй и властвуй»)

  16. Метод сетки

  17. Двухмерный алгоритм Коэна-Сазерленда

  18. Пересечение выпуклых полигонов

  19. Алгоритмы типа «разделяй и властвуй»

  20. Определение триангуляции Делоне

  21. Способы пространственного разделения

  22. Построение выпуклой оболочки (методом обхода Грэхема)

  23. Структура сканирующей линии

  24. Принципы работы с векторной графикой. Графические примитивы. Векторные графические редакторы. Векторизаторы

  25. Форматы графических файлов

  26. Способы ввода и вывода изображений в память ПК

    Вопросы 2 модуля

  1. Удаление невидимых поверхностей(алгоритм сортировки по глубине)

  2. Контур объединения прямоугольников

  3. Алгоритм триангуляции(пошаговый ввод)

  4. Пошаговая выборка

  5. Построение выпуклой оболочки(способ «наворачивания подарка»)

  6. Алгоритм сканирования на поверхности

  7. Слияние оболочек

  8. Геометрические преобразования растровых картин

  9. Двухмерный алгоритм Лианга-Барски

  10. Отсечение отрезков

  11. Визуализация объемных изображений

  12. Декомпозиция полигонов на монотонные части(методом сканирующей линии)

  13. Проекция

  14. Визуализация объемных изображений(Метод Гуро, Фонга)

  15. Метод построение моделей

  16. Принадлежность точки(метод луча)

  17. Звездочный полигон

  18. Поиск сопряжения точки и ребра

  19. Двухмерные преобразования в однородных координатах

  20. Построение выпуклой оболочки(построение оболочки при вводе)

  21. Ввод оболочки

  22. Пошаговый ввод

  23. Определение точки пересечения отрезков прямых линий

  24. Композиция двухмерных преобразований


7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля)

а) основная литература:

1. Архангельский А.Я. - Программирование в C++ Builder, 7 изд (+CD-ROM)

2. Электронный вариант лекционно-практического материала.

3. Селянкин В.В. Основы компьютерной графики. Таганрог: ТРТУ. 1998, 134с.


б) дополнительная литература:

1. Петров М. Н., Молочков В. П. Компьютерная графика. Учебник для вузов. М.: "Питер", 2002. - 736 с.

2. Джон Корриган. Компьютерная графика. Секреты и решения, пер. с англ., М."Энтроп", 1995,350с.

3. Роджерс Д., Адамс Дж. Математические основы машинной графики.- М.: Мир, 2001, 604 с.

4. Роджерс Д. Алгоритмические основы машинной графики.- М.: Mиp. 1989, 504 с.


в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы

  1. http://umka.nrpk8.ru/library/courses/ipsvs/ipsvs2.dbk



  2. http://www.seegix.net/page.php?page=2



  3. http://www.cyberguru.ru/programming/cpp

  4. http://www.intuit.ru/department/pl/cpp/


8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)

Компьютеры с установленным ПО: Borland С++ Builder; Visual Studio, CodeGear RAD Studio


Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки 230100.62 «Информатика и вычислительная техника» и профилю подготовки «Автоматизированные информационно-управляющие системы и комплексы».


Авторы: Шадрина В.В., к.т.н., доцент каф. САУ


Зав.кафедрой САУ В.И.Финаев


Программа одобрена на заседании УМК ФАВТ от 20.01.2011 года, протокол № 1.

Похожие:

Рабочая программа дисциплины Компьютерная графика iconРабочая программа дисциплины «Компьютерная графика» для специальности 032401 «Реклама»
Рабочая программа дисциплины «Компьютерная графика» разработана на основе Государственного стандарта среднего профессионального образования...
Рабочая программа дисциплины Компьютерная графика iconРабочая программа элективного курса «Компьютерная графика»
Рабочая программа элективного курса по информатике и икт «Компьютерная графика» составлена на основе авторской программы Л. А. Залоговой,...
Рабочая программа дисциплины Компьютерная графика iconРабочая программа дисциплины «компьютерная графика»
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры мультимедийных технологий и анимации 30 августа 2011 г., протокол №1
Рабочая программа дисциплины Компьютерная графика iconРабочая программа учебной дисциплины опд. Ф. 01. 01 «Инженерная и компьютерная графика»
...
Рабочая программа дисциплины Компьютерная графика iconРабочая программа дисциплины «Компьютерная графика»
Целью дисциплины является ознакомление студентов с основными принципами и методами создания и движения реалистического изображения...
Рабочая программа дисциплины Компьютерная графика iconРабочая программа учебной дисциплины опд. Ф. 01. 01 «Начертательная геометрия. Инженерная и компьютерная графика»
«Начертательная геометрия. Инженерная графика», утвержденной департаментом образовательных программ и стандартов профессионального...
Рабочая программа дисциплины Компьютерная графика iconРабочая программа дисциплины «компьютерная графика»
Рабочая программа основана на требованиях Федерального государственного стандарта высшего профессионального образования по направлению...
Рабочая программа дисциплины Компьютерная графика iconРабочая программа учебной дисциплины опд. Ф. 09 Компьютерная геометрия и графика
Для специальности (направления) 230201 «Информационные системы в технике и технологиях»
Рабочая программа дисциплины Компьютерная графика 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...
Рабочая программа дисциплины Компьютерная графика iconРабочая программа учебной дисциплины
Предшествующие дисциплины, обеспечивающие данную дисциплину: информатика, физика, инженерная и компьютерная графика, электроника...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


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