
- •Автор - составитель:
- •Содержание
- •1.2 Требования к уровню освоения содержания дисциплины
- •1.3 Объем дисциплины
- •1.3.1 Объем дисциплины и виды учебной работы
- •1.3.2 Распределение часов по темам и видам учебной работы
- •1.4 Содержание дисциплины Введение
- •Раздел 1 Теоретические основы компьютерной графики
- •Тема 1 Стандарты компьютерной графики
- •Тема 2 Алгоритмы растровой графики.
- •Тема 3 Преобразования на плоскости.
- •Тема 7 Пространственные формы.
- •1.7 Список литературы основная
- •Дополнительная
- •Часть 2 материалы, устанавливающие содержание и порядок проведения промежуточной и итоговой аттестации
- •2.1 Занятия для самостоятельной работы студентов
- •2.2 Темы курсовых (контрольных) работ, рефератов
- •2.3 Вопросы для подготовки к экзамену
- •2.4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
- •2.4.1 Методические указания для преподавателей
- •2.4.2. Методические указания для студентов
- •2.4.3 Методическое обеспечение дисциплины
- •2.4.4 Материально-техническое и информационное обеспечение дисциплины
Тема 2 Алгоритмы растровой графики.
Основные понятия растровой графики. Аппроксимация кривых и поверхностей. Обработка вершин и сборка примитивов. Растеризация и обработка фрагментов. Операции над пикселями. Связность растровой сетки. Растровое представление отрезка. Алгоритм Брезенхейма. Растровая развертка окружности. Заполнение области, заданной цветом границы. Построчный алгоритм заполнения произвольной области. Алгоритм заполнения выпуклого многоугольника. Реализация алгоритмов растровой графики вOpenGL.
Лабораторная работа №1. Алгоритмы растровой графики
Практическое занятие 2 Алгоритм растровой графики
Тема 3 Преобразования на плоскости.
Понятие аффинных преобразований. Свойства аффинных преобразований. Однородные координаты. Матрицы аффинных преобразований на плоскости. Использование матричных моделей для описания графических объектов. Реализация 2D-преобразований вOpenGL.
Лабораторная работа №2. Преобразования на плоскости
Тема 4 Преобразования в пространстве.
Общий вид аффинного преобразования в пространстве. Элементарные аффинные преобразования в пространстве. Однородные координаты в пространстве. Матрицы элементарных аффинных преобразований в пространстве. Реализация 3D-преобразований вOpenGL.
Лабораторная работа №3. Преобразования в пространстве
Тема 5 Алгоритмы вычислительной геометрии.
Отсечение отрезка прямоугольным окном. Алгоритм Сазерленда-Кохена. Проверка принадлежности точки многоугольнику. Интерполяция. Эрмитова форма представления кривых и поверхностей. Кривые и поверхности в форме Безье. Кубические и обобщенные B-сплайны.
Лабораторная работа №4 Алгоритмы вычислительной геометрии
Раздел 2 Реализация компонентов компьютерной графики
Тема 6Элементы графического интерфейса
Изображение трёхмерных объектов на плоскости. Мировая и видовая системы координат. Картинная плоскость. Окно вывода. Плоские геометрические проекции. Ортографическая и перспективная проекция. Матрицы проекций. Понятие видимого объёма. Отсечение по границам видимого объёма. Перспективное преобразование. Реализация ортографических и перспективных построений в OpenGL. Использование клавиатуры и манипулятора "мышь" для управления элементами интерфейса и графическими объектами. Реализация данных функций вOpenGL.
Лабораторная работа №5 Элементы графического интерфейса
Тема 7 Пространственные формы.
Описание пространственных форм. Прикладные модели объектов. Модели описания трехмерных объектов. Описание объектов поверхностями. Описание сплошными телами. Описания типа проволочной сетки. Полигональные сетки. Способы описания полигональных сеток. Правило обхода вершин многоугольника. Пути создания реалистических изображений.
Лабораторная работа №6 Пространственные формы
Тема 8 Свойства материала изображаемых поверхностей.
Задание свойств материала. Рассеянное (фоновое) и диффузное отражение. Зеркальное отражение. Эмиссия (самосвечение). Изменение свойств материала. Режим цвета материала. Математика освещенности.
Лабораторная работа №7 Свойства материала изображаемых поверхностей
Практическое занятие 3 Свойства материала изображаемых поверхностей
Тема 9 Свет. Цветовосприятие.
Цветовые модели. Источники освещения. Количество и свойства источников света. Моделирование отраженного излучения объектов. Диффузное и зеркальное отражение. Закраска полигональной сетки. Метод постоянного закрашивания. Метод Гуро. Метод Фонга. Алгоритмы затенения.
Уровень прозрачности среды. Использование дополнительных эффектов (дымка, туман и пр.).
Лабораторная работа №8 Свет. Цветовосприятие.
Практическое занятие 4 Свет. Цветовосприятие.
Тема 10 Текстуры.
Общее представление текстуры. Последовательность (шаги) наложения текстур. Одномерные, двухмерные и трехмерные текстуры. Использование границ текстуры. Фильтрация. Текстурные объекты. Текстурные функции.
Лабораторная работа №9 Текстуры
Тема 11 Графические сцены.
Модель сцены. Построение изображения двух и более перекрывающихся многогранников. Алгоритм Робертса. Наложение окружающей среды с использованием сферических и кубических текстурных карт.
Лабораторная работа №10 Графические сцены
1.5 ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ
Практическое занятие 1 Стандарты компьютерной графики
Практическое занятие 2 Алгоритм растровой графики
Практическое занятие 3 Свойства материала изображаемых поверхностей
Практическое занятие 4 Свет. Цветовосприятие.
Для выполнения практических занятий предусмотрено Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Технологии компьютерной графики».
1.6 ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
№№ и названия разделов и тем |
Цель и содержание лабораторной работы |
Результаты лабораторной работы |
Лабораторная работа № 1:Алгоритмы растровой графики | ||
Раздел 1 Тема 2 Алгоритмы растровой графики
|
Освоить процессы обработки вершин и сборки примитивов. Растеризация и обработка фрагментов. Операции над пикселями. Связность растровой сетки. Растровое представление отрезка. Растровая развертка окружности. Заполнение области, заданной цветом границы. |
Показать на практике выполнение действий. |
Лабораторная работа № 2: Преобразования на плоскости | ||
Раздел 1 Тема 3 Преобразования на плоскости |
Организовать обработку матриц аффинных преобразований на плоскости. Изучить использование матричных моделей для описания графических объектов. Освоить реализацию 2D-преобразований вOpenGL. |
Показать на практике выполнение действий. |
Лабораторная работа № 3: Преобразования в пространстве | ||
Раздел 1 Тема 4 Преобразования в пространстве |
Организовать обработку матриц элементарных аффинных преобразований в пространстве. Освоить реализацию 3D-преобразований вOpenGL. |
Показать на практике выполнение действий |
Лабораторная работа № 4: Алгоритмы вычислительной геометрии | ||
Раздел 1 Тема 5 Алгоритмы вычислительной геометрии |
Произвести отсечение отрезка прямоугольным окном. Произвести проверку принадлежности точки многоугольнику. Интерполяция. Эрмитова форма представления кривых и поверхностей. Кривые и поверхности в форме Безье. Кубические и обобщенные B-сплайны. |
Показать на практике выполнение действий |
Лабораторная работа № 5: Элементы графического интерфейса | ||
Раздел 2 Тема 6 Элементы графического интерфейса |
Выполнить изображение трёхмерных объектов на плоскости. Мировая и видовая системы координат. Картинная плоскость. Окно вывода. Плоские геометрические проекции. Ортографическая и перспективная проекция. Матрицы проекций. Понятие видимого объёма. Отсечение по границам видимого объёма. Перспективное преобразование. Реализация ортографических и перспективных построений в OpenGL. Использование клавиатуры и манипулятора "мышь" для управления элементами интерфейса и графическими объектами. Реализация данных функций вOpenGL |
Показать на практике выполнение действий |
Лабораторная работа № 6: Пространственные формы | ||
Раздел 2 Тема 7 Пространственные формы |
Выполнить описание пространственных форм. Прикладные модели объектов. Модели описания трехмерных объектов. Описание объектов поверхностями. Описание сплошными телами. Описания типа проволочной сетки. Полигональные сетки. Способы описания полигональных сеток. Правило обхода вершин многоугольника. Пути создания реалистических изображений.
|
Показать на практике выполнение действий |
Лабораторная работа № 7: Свойства материала изображаемых поверхностей | ||
Раздел 2 Тема 8 Свойства материала изображаемых поверхностей |
На практике выполнить задание свойств материала. Рассеянное (фоновое) и диффузное отражение. Зеркальное отражение. Эмиссия (самосвечение). Изменение свойств материала. Режим цвета материала. Математика освещенности.
|
Показать на практике выполнение действий |
| ||
Лабораторная работа № 8: Свет. Цветовосприятие | ||
Раздел 2 Тема 9 Свет. Цветовосприятие |
Использовать цветовые модели. Источники освещения. Количество и свойства источников света. Моделирование отраженного излучения объектов. Диффузное и зеркальное отражение. Закраска полигональной сетки. Метод постоянного закрашивания. Метод Гуро. Метод Фонга. Алгоритмы затенения. Уровень прозрачности среды. Использование дополнительных эффектов (дымка, туман и пр.). |
Показать на практике выполнение действий |
Лабораторная работа № 9: Текстуры | ||
Раздел 2 Тема 10 Текстуры |
Общее представление текстуры. Последовательность (шаги) наложения текстур. Одномерные, двухмерные и трехмерные текстуры. Использование границ текстуры. Фильтрация. Текстурные объекты. Текстурные функции. |
Показать на практике выполнение действий |
Лабораторная работа № 10: Графические сцены | ||
Раздел 2 Тема 11 Графические сцены |
Модель сцены. Построение изображения двух и более перекрывающихся многогранников. Алгоритм Робертса. Наложение окружающей среды с использованием сферических и кубических текстурных карт.
|
Показать на практике выполнение действий |
Для выполнения лабораторных работ предусмотрено Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Технологии компьютерной графики»