计算机图形学教学大纲：关键知识点与技术详解

本课程旨在提供全面的计算机图形学教育，让学生深入理解图形学的核心原理和技术。教学内容涵盖多个关键领域，包括： 1. **光栅扫描显示器的工作原理**：学生需掌握这种显示器如何将像素信息逐行扫描并显示出来，这是图形显示的基础。 2. **基本图形的扫描转换原理**：学习如何通过数字算法将几何形状转换为像素表示，这是图形渲染过程中的核心步骤。 3. **二维、三维变换矩阵的几何变换**：利用齐次坐标，学生会学习如何通过矩阵操作实现物体在不同坐标系之间的变换，如平移、旋转和缩放。 4. **几何造型方法**：自由曲线和曲面的生成是创建复杂形状的关键，通过几何建模技术，学生可以构建出各种形态的模型。 5. **分形几何学**：介绍分数维造型原理，这是一种自相似的数学概念，在图形设计中有广泛应用，如生成自然纹理和复杂图案。 6. **动态消隐技术**：探讨像空间和物空间的三维实体如何通过深度测试来隐藏不必要的细节，提高图形的效率和真实感。 7. **真实感图形显示原理**：包括颜色模型（如RGB、CMYK）、光照模型（如全局光照、局部光照）、以及纹理映射等技术，这些是实现逼真图像的关键要素。 课程结构由导论开始，逐步深入到VisualC++6.0绘图基础，再到图形的扫描转换、多边形填充、变换和投影等技术。后续章节涵盖了自由曲线曲面、动态消隐和真实感图形的实现。此外，还介绍了计算机图形学的历史背景、应用领域、相关学科、图形软件标准形成以及当前的最新技术。 评估方式注重实践，包括出勤率、上机作业（要求提交源代码）、以及撰写论文，这有助于学生将理论知识转化为实际技能。参考书目列举了三本权威教材，供学生深入学习和研究。 通过本课程的学习，学生不仅能掌握计算机图形学的基本原理，还能了解其在现代技术中的广泛应用，为今后在游戏开发、影视特效、建筑设计等领域打下坚实的基础。