武汉大学计算机图形学教学大纲详解：基础理论与应用

《计算机图形学》是一门专业基础课程，旨在武汉大学出版社李伟波主编的教材框架下，为计算机科学与技术专业的学生提供坚实的理论和实践基础。课程以英文名称《Computer Graphics》展开，共44学时，包括34个理论课时和10个实验课时，学分为2.5分。课程要求学生具备高等数学、面向对象程序设计、数据结构和计算机组成原理等基础知识作为先修课程。 课程的主要任务是教授学生计算机图形的相关硬件和软件知识，包括计算机图形的生成、变换、曲线和曲面处理的基本算法，以及图形程序设计。通过学习，学生能够理解和应用阴极射线管（CRT）的工作原理，理解分辨率、像素等概念，并对比随机扫描和光栅扫描显示系统的差异。此外，课程还涵盖了图形开发环境如VC6.0的使用，图形编程技巧，交互方法和图元拾取，以及基本图形算法如DDA、Bresenham算法及其改进。 深入部分，学生需掌握扫描转换技术，包括直线段、圆弧和多边形的处理方法，如逐点判断、扫描线和种子填充算法，以及图形与多边形区域的关系判断。字符表示方法（点阵和矢量）及其优缺点也是课程的重点，同时涵盖图形求交算法。裁剪技术是图形处理中的关键，涉及裁剪窗口、Sutherland-Hodgman裁剪算法，以及字符裁剪的不同策略。 课程还涉及到矩阵和向量运算，各种几何变换如平移、缩放、旋转、错切和对称变换的理解，以及坐标系的概念，包括世界坐标系、用户坐标系和设备坐标系。学生将学习如何处理裁剪窗口、视区的概念，以及二维和三维图形的显示过程和变换。 《计算机图形学》课程不仅教授理论知识，更注重实践技能的培养，旨在为学生未来在图形学领域进行研究和设计打下坚实的基础。