   Международная
«Лига развития науки и образования» (Россия)
Международная ассоциация развития науки,
образования и культуры России (Италия)
НОУ ВПО «Институт управления»
(г. Архангельск)
----------------------------------------------------
ЯРОСЛАВСКИЙ ФИЛИАЛ
Учебно-методический комплекс
по дисциплине «Элементы компьютерной графики»
для студентов специальности
080801 «Прикладная информатика в экономике»
ЯРОСЛАВЛЬ
ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ
2011
Автор:
О.С. Трушин, кандидат физико-математических наук, доцент
доцент кафедры информатики
Рецензент:
Н.Е. Тимофеева, кандидат физико-математических наук,
профессор кафедры информатики, зав. кафедрой информатики
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Элементы компьютерной графики» подготовлен в соответствии с требованиями приказа Министерства образования и науки РФ от 30 сентября 2005 г. № 1938 на основе требований Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 080801 Прикладная информатика (в экономике).
|
Учебно-методический комплекс дисциплины «Элементы компьютерной графики» по специальности 080801 «Прикладная информатика (в экономике)»/ сост. О.С. Трушин. – Ярославль: Институт управления, 2011. – ____ с.
|
1 Цели изучения дисциплины и ее место в учебном процессе
(пояснительная записка)
Изучение компьютерной графики является неотъемлемой частью подготовки специалистов по специальности «Прикладная информатика (в экономике)». Это объяснятся возрастающей потребностью владения навыками компьютерной графики.
Учебная дисциплина «Элементы компьютерной графики» формирует теоретические знания в этой области. Дисциплина способствует выработке практических навыков владения графическими приложениями на профессиональном уровне.
Целью изучения дисциплины «Элементы компьютерной графики» является формирование прочной теоретической базы для понимания графических процессов, а также привитие практических навыков использования графических приложений.
Задачами изучения дисциплины «Элементы компьютерной графики» являются:
знакомство студентов с основными положениями теорий компьютерной графики;
знакомство студентов с основными техническими средствами компьютерной графики.
ознакомление алгоритмами визуализации;
ознакомление с основными функциональными возможностями современных графических систем.
2. Требования к уровню освоения программы
Изучение данной дисциплины в комплексе с другими учебными дисциплинами формирует профессиональные знания информатиков-экономистов. В результате изучения дисциплины студент должен:
Иметь представление:
- о технических средствах компьютерной графики: мониторы, графические адаптеры, плоттеры, принтеры, сканеры;
- о классификации и основных современных графических системах.
Знать:
- области применения компьютерной графики;
- стандарты в области разработки графических систем;
- системы координат, типы преобразований графической информации; - форматы хранения графической информации;
- принципы построения “открытых” графических систем;
- проблемы геометрического моделирования;
- виды геометрических моделей их свойства;
- основные функциональные возможности современных графических систем;
Уметь:
- применять графические процессоры,
- использовать аппаратную реализацию графических функций;
- использовать алгоритмы визуализации: отсечения, развертки, удаления невидимых линий и поверхностей, закраски; способы создания фотореалистических изображений;
Иметь навык:
- использовать основные функциональные возможности современных графических систем;
- организации диалога в графических системах;
3 Содержание дисциплины
В соответствии с учебными планами по специальности 080801 «Прикладная информатика (в экономике)», утвержденными 24 апреля 2008 г., время, отводимое на изучение дисциплины (Таблица ), составляет:
Таблица – Объем времени, отводимого на изучение дисциплины
«Элементы компьютерной графики»
Форма обучения
|
База
|
Срок
обучения
|
Всего часов по дисциплине
|
в т.ч.
|
аудиторных
занятий
|
СРС
|
Лекций
|
Практических
|
заочная
|
общее среднее (полное) образование
|
6 лет
|
124
|
6
|
6
|
112
|
заочная
|
среднее профессиональное образование
|
4 года
|
124
|
6
|
6
|
112
|
3.1 Примерный тематический план
Таблица – Распределение учебного времени
Тема
|
|
Всего
|
в том числе
|
Уч. занят.
|
СРС
|
Лекц.
|
Практ.
|
Раздел № I. Введение в компьютерную графику.
|
50
|
2
|
--
|
48
|
Тема № 1. История и тенденции развития компьютерной графики.
|
20
|
1
|
--
|
19
|
Тема № 2 Математические основы машинной графики.
|
30
|
1
|
--
|
29
|
Раздел № II. Алгоритмы компьютерной графики
|
74
|
4
|
6
|
64
|
Тема № 3. Алгоритмические основы компьютерной графики.
|
30
|
2
|
2
|
26
|
Тема № 4. Основы программирования экранной графики .
|
44
|
2
|
4
|
38
|
ВСЕГО:
|
124
|
12
|
8
|
112
|
3.2 Содержание разделов и тем
РАЗДЕЛ I. Введение в компьютерную графику.
ТЕМА № 1. История и тенденции развития компьютерной графики.
История и тенденции развития компьютерной графики. Классификация графических систем, роль компьютерной графики в автоматизированном проектировании, моделировании систем, экономике, делопроизводстве и т.д. Векторная и растровая графика.
Отображение геометрических образов на плоскости. Аппаратная база компьютерной графики.
ТЕМА № 2. Математические основы машинной графики.
Точки, прямые, плоскости, линии, поверхности, их пересечения, развертки, двухмерные преобразования. Представление точек и матрица преобразования. Преобразование точек и прямых линий. Основные типы преобразований: вращение, поворот, перенос, отображение, масштабирование. Композиция матричных преобразований.
Пространственное моделирование. Основные типы преобразований. Способ замены плоскостей проекций. Аксонометрические преобразования. Перспективные преобразования. Восстановление трехмерной информации. Стереографические проекции. Метрические и позиционные задачи.
Плоские и пространственные кривые. Представление кривых, конических сечений, окружности, эллипса, параболы, гиперболы. Классические методы интерполяции. Кривые Безье.
Изображение поверхностей и геометрических тел. Сферические, плоские, криволинейные поверхности. Поверхности Безье. В-сплайн поверхности.
РАЗДЕЛ II. АЛГОРИТМЫ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ
ТЕМА № 3. Алгоритмические основы компьютерной графики.
Растровая графика.
Алгоритмы вычерчивания отрезка и окружности. Растровая развертка и кодирование графической информации. Изображение литер, областей, многоугольников. Окна, отсечения. Сегментация.
Генерация изображений. Представление алгоритмов изображений объектов и их машинная генерация. Однородные координаты.
Основные понятия. Методы визуализации изображений. Проекционные преобразования. Удаление невидимых линий и поверхностей. Алгоритмы плавающего горизонта и Робертса. Алгоритмы в пространстве изображений: Варнака, Вейлера-Айзертона. Построение реалистических изображений. Модели освещения и закраски. Прозрачность, тени, фактура, текстура, цвет. Алгоритмы сжатия изображений
ТЕМА № 4. Основы программирования экранной графики .
Базовые программные средства компьютерной графики. Графические языки высокого уровня, основные конструкции. Графические библиотеки и их использование. Модели, описание изображений и интерактивность.
Моделирование и иерархия объектов. Средства графического диалога и синтеза. Проектирование графических интерфейсов.
Программирование экранной графики на C++. Примеры программирования двумерной графики. Создание трехмерной графики с использованием библиотеки OpenGL.
Учебно-методическое обеспечение дисциплины
4.1 Перечень основной литературы
ШелестовА.А. Компьютерная графика: Учебное пособие. – Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2010. – 121 с.
Роджерс Д. Алгоритмические основы машинной графики. – М.: Мир, 2009. – 512 с.
М. Ву и др. OpenGL руководство по программированию, изд. Питер, С. Петербург, 2007.
Ю. Тихомиров Программирование трехмерной графики, изд. «BHV - С. Петербург» 2008.
4.2 Перечень дополнительной литературы и ссылок на
информационные ресурсы
Роджерс Д., Адамс Дж. Математические основы машинной графики. – М.: Машиностроение, 2006. – 240 с.
Гардан И., Люка М. Машинная графика и автоматизация конструирования. – М.: Мир, 2007.
Эндерле Г., Кэнси К., Пфафф Г. Программные средства машинной графики. Международный стандарт. – М.: Радио и связь, 2011.
Гилой В. Интерактивная машинная графика. - М.: Мир, 1999.
Минаси М. Графический интерфейс пользователя: секреты проектирования: Пер. с англ. - М.: Мир, 2011.
Павлидис Т. Алгоритмы машинной графики и обработки изображений. – М.: Радио и связь, 2011. – 400 с.
Х. Дейтел, П. Дейтел Как программировать на С++ / Издательство Бином, Москва 2006 г.
2. Н. Культин Самоучитель C++ Builder / БХВ-Петербург, С. Петербург 2009
4.3 Формы текущего промежуточного контроля
В соответствии с учебными планами по специальности 080101 «Прикладная информатика (в экономике)», утвержденными 24 апреля 2008 г., для всех категорий студентов в качестве формы текущего промежуточного контроля по курсу «Элементы компьютерной графики» предусмотрено выполнение контрольной работы, которая должна раскрывать один из основных вопросов курса, а также предусматривает создание графического приложения на языке программирования С++ (либо другом – на выбор студента).
Цель работы – выработка у студента конкретных представлений по рассматриваемому вопросу, получение навыков по созданию графических приложений.
Тему контрольной работы и задачу студент выбирает в соответствии с последней цифрой шифра зачетной книжки.
|
