计算机图形学课程论文

计算机图形学课程论文（精选8篇）

计算机图形学课程论文 第1篇

工欲善其事，必先利其器

——浅析计算机图形学及其作用 本学期学校开设了计算机图形学，一开始不知计算机图形学为何物的我不是很理解为什么要有这门课，但是经过一学期的洗礼过后，我对计算机图形学有了一定的理解。我知道了计算机图形学(Computer Graphics，简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。简单地说，计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。图形通常由点、线、面、体等几何元素和灰度、色彩、线型、线宽等非几何属性组成。从处理技术上来看，图形主要分为两类，一类是基于线条信息表示的，如工程图、等高线地图、曲面的线框图等，另一类是明暗图，也就是通常所说的真实感图形。计算机图形学一个主要的目的就是要利用计算机产生令人赏心悦目的真实感图形。对于我们将来从事景观设计的人来说，为了使自己的方案获得更多人的欣赏，必须创建图形所描述的场景的几何表示，再用某种光照模型，计算在假想的光源、纹理、材质属性下的光照明效果。所以计算机图形学与另一门学科计算机辅助几何设计有着密切的关系。事实上，图形学也把可以表示几何场景的曲线曲面造型技术和实体造型技术作为其主要的研究内容。同时，真实感图形计算的结果是以数字图象的方式提供的，计算机图形学也就和图像处理有着密切的关系。

谈到图形和图像时，现如今图形与图像两个概念间的区别越来越模糊，但还是有区别的：图像纯指计算机内以位图形式存在的灰度信息，而图形含有几何属性，或者说更强调场景的几何表示，是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。

计算机图形学的研究内容非常广泛，如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法、非真实感绘制，以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。

自1963年，伊凡·苏泽兰(Ivan Sutherland)在麻省理工学院发表了名为《画板》的博士论文，标志着计算机图形学的正式诞生起，至今已有四十多年的历史。此前的计算机主要是符号处理系统，自从有了计算机图形学，计算机可以部分地表现人的右脑功能了，所以计算机图形学的建立具有重要的意义。通过课堂上的学习以及网上的介绍，我发现近年来，计算机图形学在如下几方面有了长足的进展：

在智能CAD方面，就目前流行的大多数CAD软件来看，主要功能是支持产品的后续阶段一一工程图的绘制和输出，产品设计功能相对薄弱，利用AutoCAD 最常用的功能还是交互式绘图，如果要想进行产品设计，最基本的是要其中的AutoLisp语言编写程序，有时还要用其他高级语言协助编写，很不方便。而新一代的智能CAD 系统可以实现从概念设计到结构设计的全过程。

在计算机美术与设计方面，自1952年．美国的Ben·Larose用模拟计算机做了预示着电脑美术的开始得具有历史性意义的波型图《电子抽象画》开始，以微机和工作站为平台的个人计算机图形系统逐渐走向成熟，大批商业性美术设计软件如雨后春笋般纷纷面市； 以苹果公司的MAC 机和图形化系统软件为代表的桌面创意系统被广泛接受，CAD成为美术设计领域的重要组成部分。而计算机设计学包括三个方面：即环境设计(建筑、汽车)、视觉传达设计(包装)、产品设计。CAD对艺术的介入，分三个应用层次：(1)计算机图形作为系统设计手段的一种强化和替代； 效果是这个层次的核心(高精度、高速度、高存储)。(2)计算机图形作为新的表现形式和新的形象资源。

(3)计算机图形作为一种设计方法和观念。

同时，计算机图形学、计算机绘画、计算机音乐、计算机辅助设计、电影技术、电视技术、计算机软件和硬件技术等众多学科的最新成果都对计算机动画技术的研究和发展起着十分重要的推动作用。计算机动画的一个重要应用就是制作电影特技 可以说电影特技的发展和计算机动画的发展是相互促进的。比如广受欢迎的终结者系列中便大量运用了电脑特技，而在影片《阿凡达 》中几乎成为了电影特效的天下，电影特技的运用丰富了人们的视觉效果，是电影卖座的重要保证。我国的计算机动画技术起步较晚。1990年的第11届亚洲运动会上，首次采用了计算机三维动画技术来制作有关的电视节目片头。从那时起，计算机动画技术在国内影视制作方面得到了讯速的发展，继而以3D Studio 为代表的三维动画微机软什和以Photoshop等为代表的微机二维平面设计软件的普及，对我国计算机动画技术的应用起到了推波助谰的作用。计算机动画的应用领域十分宽广 除了用来制作影视作品外，在科学研究、视觉模拟、电子游戏、工业设计、教学训练、写真仿真、过程控制、平面绘画、建筑设计等许多方面都有重要应用。

科学计算的可视化是发达国家八十年代后期提出并发展起来的一门新兴技术，它将科学计算过程中及计算结果的数据转换为几何图形及图象信息在屏幕上显示出来并进行交互处理，成为发现和理解科学计算过程中各种现象的有力工具。它涉及到下列相互独立的几个领域：计算机图形学、图象处理、计算机视觉、计算机辅助设计及交互技术等。科学计算可视按其实现的功能来分，可以分为三个档次：(1)结果数据的后处理；(2)结果数据的实时跟踪处理及显示；(3)结果数据的实时显示及交互处理。

“虚拟现实”(Virtual Reality)一词是由美国喷气推动实验室(VPL)的创始人拉尼尔(Baron Lanier)首先提出的 在克鲁格(Algren Krueger)70年

代中早期实验里．被称为 人工现实”(Artificial reality)；而在吉布森(William Gibson)l984 年出版的科幻小说Necromancer里，又被称为“可控空间”(Cyberspace)。虚拟现实是美国国家航空和航天局及军事部门为模拟而开发的一门高新技术 它利用计算机图形产生器，位置跟踪器，多功能传感器和控制器等有效地模拟实际场景和情形，从而能够使观察者产生一种真实的身临其境的感觉。虚拟环境由硬件和软件组成，硬件部分主要包括：传感器(Sensors)、印象器(Effecter)和连接侍感器与印象器产生模拟物理环境的特殊硬件。利用虚拟现实技术产生虚拟现实环境的软件需完成以下三个功能：建立作用器(Actors)以及物体的外形和动力学模型：建立物体之间以及周围环境之间接照牛顿运动定律所决定的相互作用；描述周围环境的内容特性。

在工程设计方面，计算机图形学的作用主要表现在（1）建筑设计，包括方案设计、三维造型、建筑渲染图设计、平面布景、建筑

构造设计、小区规划、日照分析、室内装潢等各类CAD应用软件。

（2）结构设计，包括有限元分析、结构平面设计、框/排架结构计算和分析、高层结构分析、地基及基础设计、钢结构设计与加工等。

（3）设备设计，包括水、电、暖各种设备及管道设计。

（4）城市规划、城市交通设计，如城市道路、高架、轻轨、地铁等市政工程设

计。

（5）市政管线设计，如自来水、污水排放、煤气、电力、暖气、通信（包括电

话、有线电视、数据通信等）各类市政管道线路设计。

（6）交通工程设计，如公路、桥梁、铁路、航空、机场、港口、码头等。

（7）水利工程设计，如大坝、水渠、河海工程等。

（8）其他工程设计和管理，如房地产开发及物业管理、工程概预算、施工过程

控制与管理、旅游景点设计与布置、智能大厦设计等。

那么如何学好计算机图形学呢？ 除了计算机图形学的基础知识以外，我们还需要相关知识，懂得越多，才能学的越好。

英语，如果要学好计算机图形学的话，我认为需要阅读大量的英文书籍和资料，毕竟国外相关研究更加深入，好的英文功底有助于紧跟国际潮流。

数学，计算机图形学里面经常会遇到数学方面的知识，比如高等数学中的数值分析，微分几何，拓扑，差值概论以及微分方程等。

物理，如果要进行基于物理的建模，一些物理理论是要学习的。如力学，光学，有限元„„

编程语言，C语言或C++是计算机图形学中通用的语言。

数据结构，当需要用数据结构来描述图形形象时，除了通用的链表、树等数据结构外，图形学还有自己特殊的数据结构。

所以说，一门学科可能会和许多学科发生穿插，不能希望只通过一本教科书就能学好一门学科，一定要在掌握教科书内容的基础上与其他学科融会贯通才能获得更大的收获。这就是我学习计算机图形学的心得，可能不够成熟，希望在以后的进一步学习中获得更多的经验，为自己未来的职业生涯打下坚实的基础。

计算机图形学课程论文 第2篇

计算机图形学课程教学探析

本文结合计算机图形学的`教学特点,从提高学生的兴趣入手,从教学方法、教学内容等方面,提出了表学模式改革方案,从而适应计算机教育的发展.

作 者：张艳 周迎春  作者单位：张艳(安徽财经大学,安徽蚌埠,233041)

周迎春(蚌埠坦克学院,安徽蚌埠,233050)

刊 名：科技创新导报 英文刊名：SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION HERALD 年，卷(期)： “”(12) 分类号：G423 关键词：计算机图形学   案例教学   任务驱动教学  

计算机图形学实验课程改革探讨 第3篇

1 教学中存在的问题

图形学教学中会存在如下问题:一是实验教材选择不恰当;二是很多高校图形学实验都是基于Turbo C环境下的编程, 因编程界面不够友好, 使用不方便, 多数学生对它不感兴趣。三是过分注重理论教学, 实践教学的时间远比理论教学时间少;四是过分强调图形学的数学基础;五是实践课程设置合理, 但是实验内容有的过于简单, 而有的又太难。以上五方面都会导致学生学习兴趣不浓或厌学。针对此, 对实验课程进行改革是非常必要的。

2 图形学教学改革措施

如何针对本校学生实际制定适合其学习的实验方案尤其重要。通过笔者多年的教学实践, 我们可以通过计算机图形学实验的演示、验证和开发, 来巩固学生对计算机图形学所学知识的理解, 同时加强学生的动手操作能力。可以从以下几方面进行改革。

2.1 教材选取

目前, 图形学教材非常的多, 大部分的经典教材中讲解的知识较多、难度较大, 学生学习较吃力。如何选用教材, 使学生学到更多知识很重要。在教学的过程中, 针对地方高校的特点, 学生的基础较差。笔者在教学中, 把教学重点定位为二维知识的掌握;三维知识只作简单的了解和介绍, 以此来降低学生学习难度, 提高学习兴趣, 为以后的三维知识的学习打好基础。因此, 在选择教材时, 尽量考虑偏重二维知识的、包括程序代码的, 利于学生上机实验的教材。

2.2 编程环境选择

针对Turbo C编程环境存在的问题, 我们在实验过程中可以基于Visual C++的MFC编程。因为VC开发环境是可视化的, 编写的程序执行结果明显, 学生有成就感, 对完成实验更有自信[2,3]。通过实验, 学生不但可以学习实用的编程语言, 而且也促进其对新知识的学习。

2.3 实验教学改革

目前, 课程开展了九个实验, 实验内容如表1所示, 其中实验类型有验证性、设计性和综合性三种。验证性实验是让学生对理论课程学习的图形学基本算法进行编程验证;设计性实验是一种探索性的实验, 不但要求学生综合多种知识来设计实验方案, 而且要求学生能充分运用已学到的知识, 去发现问题、解决问题, 实验中, 学生自己选题、自己设计, 在教师的指导下进行, 以最大限度发挥学生学习的主动性;综合性实验是通过学生一段时间的学习, 具有一定的图形学综合知识和技能, 且实验内容涉及到这些知识和技能的实验[4]。

2.4 实验项目说明

实验1中, 关键是熟悉VC的MFC编程环境, 了解如何创建工程及添加消息以及MFC绘图函数的使用。

实验2中将验证直线生成算法。通过理论分析直接直线生成算法、DDA算法、Bresenham算法、中点画线算法等, 找到各算法的优缺点, 对比各种算法运行的速度;然后通过上机实现上述算法, 并比较各算法在生成同一直线时的效率。

实验3中对比中点画圆算法与Bresenham画圆算法的实现机制及运行效率。

实验4中主要是验证课本中内点表示、边界表示的4连通或8连通种子填充算法填充规则图形 (矩形、圆等) 及不规则图形 (任意形状各异的图形) 。实验中, 对于基础好的同学, 还可试着采用扫描线多边形填充算法 (选做) 来填充一个简单的图形内部。

实验5中主要是运用已学过的各种图形学的知识来填充圆的内部。A.点到圆心的距离小于等于半径;B.种子填充法;C.Bresenham画圆法;D.用改进的Bresenham画圆算法;E.中点画圆算法;F.改进的中点画圆算法等。并对比各种算法在填充圆的内部时的差异。 (见表2)

实验6主要是验证Cohen-Sutherland直线裁剪算法。实验主要是基于矩形窗口的直线裁剪, 对于三类型直线裁剪的正确性进行验证:一是直线完全在矩形窗口内;二是直线完全在矩形窗口外;三是直线与矩形窗口有交。其他直线裁剪算法的验证可选做。

实验7中, 可针对生成的一个简单图形实现其二维变换。例如三角形的比例、平移、旋转变换等。

实验8中, 主要是实现课本中的Bezier曲线生成算法。若能正确生成Bezier曲线, 可以结合图形变换知识和平面曲线知识实现的正叶线、正叶线蝴蝶结等图形的生成。

实验9中, 可以结合本学期的学习情况, 利用所学的图形学知识, 发挥想象力, 设计一个图形学作品。例如:雪人, 火车等。

3 结语

从文中的实验教材、实验教学环境以及实验教学内容的选取以及多年的教学经验, 可以看出在计算机图形学实验课程教学中, 首先要加强理论与实践相结合, 要进行培养方案修改, 加大实验课的比例;其次要针对学生的特点, 找到适合当前学生学习的方法和实验内容进行教学。经过改革后, 教学效果较好。

参考文献

[1]伏玉琛, 周洞汝.计算机图形学——原理、方法与应用[M].武汉:华中科技大学出版社, 2003.

[2]廖方茵, 丁凰.计算机图形学实验教学的改进[J].北京电力高等专科学校学报, 2009 (5) :2-3.

[3]陈莉.谈计算机图形学的教学与实验[J].计算机教育, 2014 (10) :51-54.

对计算机图形学的教学探讨 第4篇

关键词：计算机图形学；教学方法；算法；实践

一、认真组织课堂教学内容

计算机图形学这门功课，没有学习积极性和主动性是很难学好的。难学是学习积极性的主要障碍。因此在教学内容上，应注意以下两點：

1.充分注意学生的接受程度，教学内容要“精”。首先是注重基础，强调基本概念、基本原理，以如何“逼真”地模拟现实世界的物体为主线。其次也要突出重点，对一些要求掌握的算法要仔细分析，强调其基本思想、基本原理。只要算法的基本思想掌握了，算法的实现就容易理解，对相关算法就可举一反三、触类旁通。在教学内容上，也应注意“新”。教学内容的选取应跟上学科发展的步伐，介绍一些当前的研究热点及重要文献，使学生了解学科发展情况，也同时增加课堂教学的趣味性。

2.在教学内容上，还应注意理论与实用软件之间的关系。应介绍计算机图形学的理论、算法在流行的图形设计和动画制作软件（如AutoCAD、3DMAX等）中的应用，促进理论学习和实用软件使用形成互动。如：流行软件中对图形变换、裁剪、消隐等的操作与使用，有助于对图形变换理论、裁减算法、消隐算法等理论知识的学习。

二、注重教学方法和手段

在教学方法上，注意启发性。如在讲画线算法前，应思考：为什么在屏幕上画出直线段时，经常出现锯齿，如何解决，等等。这些问题可以引导学生预习和自学，减轻课堂负担，使课堂教学的目标清晰，任务简化。

强调对比学习方法，对解决同一问题的不同方法进行比较，如Bezier、B样条、NURBS曲线曲面间的比较，CSG树、边界表示法、八叉树表示等实体造型技术间的比较等。

在教学手段上，采用多媒体教学与传统的教学方式相结合，充分发挥图形图示、动画演示的作用，“一幅画胜过千言万语”。我们在教学中制作了多媒体教学课件，而且设计了典型算法（如Bezier曲线、B样条曲线、光线跟踪算法等）演示系统，这些工作对于提高学生学习兴趣、增强原理、算法的理解性具有很大的作用。

三、恰当设计课前、课后习题

习题应与课堂教学、上机实验等环节的工作结合起来。习题可分为课后习题和课前思考题。课前思考题具有一定的引导作用，帮助学生预习和自学，减轻课堂负担，使课堂教学的目标清晰，任务简化。课后习题是对课堂教学内容的消化、吸收、补充、完善和提高。

习题一定要精心设计和选择，特别要避免作业形式单一、难度较大，否则就会使学生产生畏难情绪。注意循序渐进、难易适度。注重基础，注意多层次（如基础知识、算法设计和综合应用题等）、多形式（如判断题、选择题、填空题、简答题、算法设计题、综合应用题等），使学生得到全面的训练。

四、充分重视实验教学

计算机图形学课程具有很强的实践性，上机实验是其重要环节。实验类型分为两部分：一是编程能力的训练，另一个是流行软件的使用。这两方面应有机地结合起来，相互促进，以有利于图形学理论和算法的掌握。学会一种或几种流行的图形设计和动画制作软件（如AutoCAD、3DMAX等）的使用，分析计算机图形学在这些软件中的具体应用，如图层、交互技术（如橡皮筋技术、引力场技术等）等，对学习计算机图形学的理论和学习这些软件本身都是非常有益的。

编程环境可以选择Visual C++/Visual Basic，由学生自己确定。实际上，Visual Basic相对简单易学，而且功能强大，也适合作为计算机图形学实验的编程工具。注意加强实验过程的管理：实验前认真准备，实验过程中认真完成，实验课后认真总结。根据实验过程及实验报告评定每次实验成绩。为确保实验教学的质量，上机实验既要有趣味性，又要有挑战性。

五、课程设计必不可少

课程设计是计算机图形学实践教学的另一个重要环节，是对学生计算机图形学课程以及相关知识的综合测试，课程设计在课程教学的中后期完成。课程设计的题目、要求在该课程的中期给出，题目也可自拟。课程设计任务不宜过难，最好在实验课的基础上进行，可以是实验的综合、改进、完善等。要求在规定的期限内完成所有的文档资料（包括源程序清单、可执行程序等），并评定课程设计成绩，作为课程总成绩的重要组成部分。

六、严格教学的过程化管理与考核

重视教学的过程化管理与考核是保证教学质量的重要手段。对课堂、作业、实验等环节进行有效的管理，及时发现和纠正每一环节中存在的问题。过程化考核体现在评定学生的课程成绩时，全面考核各重要教学环节，如上课、作业、实验、课程设计、期末考试等的学习情况。教师应充分重视学生平时的学习情况，鼓励他们在平时作业、实验、课程设计中独立思考，并有所创新。每次作业、实验都要给出等级，各环节的学习情况都要逐一评定成绩，并按比例记入到课程的总成绩中。

参考文献：

[1]孙家广，扬长贵.计算机图形学[M].北京：清华大学出版社，1996.

计算机图形学结课论文 第5篇

——计算机图形学在虚拟现实领域的应用

姓 名：班 级：学 号：系 部：环境与市政工程系

xxxx

xx给水排水工程x班 xxxxx 前言摘要：随着计算机图形学的不断发展和进步，他的应用领域也越来越广泛和深入，本文先介绍什么是虚拟世界，再将其在虚拟世界领域的应用作全面的介绍和举例。时代在进步，科学在发展，若你还不知道计算机图形学在虚拟世界的应用价值，那么请认真阅读此文，本文将让你走进科学的暴风。

正文：

虚拟现实（virtual reality，VR）是一项崛起于二十世纪八十年代末九十年代初的高新技术、实用技术。它是利用计算机软硬件以及各种传感器构成三维信息的人工环境——虚拟环境，从而真实地模拟现实世界中可以实现的（甚至是不可实现的）物理上的、功能上的事物和环境。

作为一项综合技术，虚拟现实技术主要涉及到计算机技术、传感器技术和人工智能等领域。如前所述，虚拟现实的主要目的在于提供虚拟环境，并在虚拟环境中实现用户和环境的互动，从这个角度上说，虚拟现实主要有三个方面的含义：首先借助虚拟现实技术生成虚拟实体，虚拟实体主要是针对用户的生理感觉（视、听、触、嗅等）而言；其次，用户可以通过人的生理的自然技能同这个环境交互，人的生理的自然技能主要是头部、眼球的转动，身体四肢、躯干的运动等人体力学运动；最后虚拟现实技术主要利用传感器完成人和虚拟环境的交 互。

我们可以说，虚拟现实的基础是对环境的虚拟，而对环境的虚拟又主要基于计算机图形学运用。近年来计算机图形学的发展对虚拟现实技术极大的推动作用，也说明了计算机图形学在虚拟现实技术领域中的主要领导地位。

它主要具备四个重要特征：

一、多感知性：即虚拟现实能多维感知，不仅包括视觉，还包括听觉，触觉和嗅觉等；

二、存在感：即临场感，指用户感到存在于虚拟环境中的真实度；

三、四、交互性：指用户和环境的双向交流；

自主性：指虚拟环境中物体根据物理定律运动的程度。

虚拟现实的技术因素主要包括图形图像的处理、语音处理与音响、模式识别、人工智能、智能借口、传感器、实时分布系统和数据库技术等。典型的虚拟现实系统的基本组成主要包括：

一、效果产生器：完成人与虚拟环境交互的硬件接口装置；

二、实景仿真器：系统的核心部分，由计算机软件系统、软件开发工具等组成；

三、应用系统：面向具体问题的软件部分，描述仿真的具体内容；

四、集合构造系统：提供描述仿真对象的物理特性的信息。

在这几个基本组成中，计算机图形学理论作为基础理论无疑都发挥着巨大的作用。

在虚拟现实系统中，为了使人和计算机能够融洽的交互，让人 沉浸到虚拟环境中去，必须配备相应的硬件设备。

首先是跟踪系统，它的主要任务是实时检测出虚拟现实系统中的人体各部位的空间坐标和指向，并将这些数据反馈给控制系统，生产随视线变化的图像。跟踪系统主要包括：电磁跟踪系统、声学跟学跟踪系统和光踪系统。

其次是触觉系统，在用户与虚拟环境产生接触的环节，触觉系统产生沉浸效果，使用户可以感觉到虚拟物体的反作用力。

第三是音频系统，由语音与音响合成设备、识别设备和声源定位设备构成，通过听觉通道提供的辅助信息可以加强拥护对环境的感知。

再有就是图像生成和显示系统，它的主要作用是：计算生成真实感的图形；计算生成或取得有真实感的背景图像；将图形和背景统一安排在同一坐标系中。图像生成和显示系统是虚拟环境系统的重要组成部分，也凸显出计算机图形学在虚拟现实技术中的重要地位。

最后就是可视化显示设备，它集上述四种技术于一体，并结合了人类感知的生理特点。

从虚拟现实系统的组成可以看出，虚拟现实系统在本质上也是一类仿真系统，是一种与计算机图形学的理论与技术密切相关的仿真系统。一般意义上的仿真是指通过对给定模型进行计算，最后给出一系列的数据，这就是数字仿真；通过计算机图形学的理论和技术，为数字仿真过程及结果增加图形、图像和动画表现，使得仿真过程更加直观，结果更容易理解，并能验证仿真过程是否正确，这便是可视化仿真。虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，虚拟世界是全体虚拟环境或给定仿真对象的全体，而对对象的仿真主要是视觉上的刻画，这就给计算机图形学提供了广阔的应用平台。建立在计算机图形学理论和技术之上并通过其他途径完善的虚拟现实系统，与一般交互式仿真系统相比，具有更高的真实性和多维性。

由于计算机图形学理论的发展和进步，使得虚拟现实系统对对象的刻画更为深刻，从而推动了虚拟现实技术在教育、医疗、娱乐、科技、工业制造、建筑和商业等领域中的广泛应用。

近年来在城市规划，室内设计,文物保护，交通模拟，虚拟现实游戏，工业设计，远程教育等方面都取得了巨大的发展，虚拟无限相信，这是不可逆转的趋势，并且会运用更加广泛。1:城市规划

在城市规划中经常会用到VR技术，用VR技术不仅能十分直观的表现虚拟的城市环境，而且能很好的模拟各种天气情况下的城市，而且可以一目了然的了解排水系统，供电系统，道路交通，沟渠湖泊等等。而且能模拟飓风、火灾、水灾、地震等自然灾害的突发情况。对于政府在城市规划的工作中起到了举足轻重的作用。2:室内设计

在室内设计应用方面，用VR技术不仅能十分完美的表现室内的环境，而且能在三维的室内空间中自由行走。目前业内常用VR技术做室内360度全景展示和室内漫游，受到一致好评，而且不仅能在室内漫游，还能用VR技术做预装修系统，可以实现即时动态的对墙壁的颜色进 行更换或贴上不同材质的墙纸，还可以更换地面的颜色或贴上不同的木地板、瓷砖等，更能移动家具的摆放位置、更换不同的装饰物。这一切都在VR虚拟现实技术下将被完美的表现。3:文物保护

VR技术在文物保护方面也是应用相当广泛的，埃及的金字塔就做过网上的体验中心，运用了全景虚拟技术和三维虚拟技术，而且IBM目前正在运用VR虚拟现实技术对北京故宫进行整个故宫的数字虚拟。届时大家也许可以在网上直接看到数字三维化的故宫。4:交通

无论是在空中、陆地还是海洋河流的交通规划模拟方面，VR虚拟技术都有其得天独厚的优势，不仅仅能用三维GIS技术将各种交通路线表现得十分到位，更能动态模拟各种自然灾害情况。5:房地产

近几年在房地产的表现和推广应用方面，VR虚拟现实技术被得到越来越多的应用，更有逐步取代效果图和三维动画之势。用VR虚拟技术不仅可以十分完美的表现整个小区的环境，设施。还能表现不存在但即将建成的绿化带，喷泉，休息区，运动场等等。不仅如此，用户还能在整个小区中任意漫游、仔细欣赏小区的每一处风景。大大刺激了浏览者的感受。6:游戏

对于游戏的开发，目前VR技术比较适合开发：角色扮演类、动作类、冒险解迷类、竞速赛车类的游戏，其先进的图像引擎丝毫不亚于目前 的主流游戏引擎的图像表现效果，而且整合配套的动力学和AI系统更给游戏的开发提供了便利。7:军事

VR技术就是诞生于军事应用，在军事应用方面很多，包括：模拟战场，模拟操作，模拟驾驶，模拟装配等等。都需要通过VR技术来实现。而且在相关军事工作汇报中也会有VR技术的支持。8:家电

家电产品的展示、展览、发布上。运用VR技术不仅可以完美表现产品的外观，更能将其功能表现的淋漓尽致。而且家电行业产品种类繁多、数量庞大。市场需求量十分大，无论是使用全景虚拟还是视频虚拟还是三维虚拟技术都能在家电行业大有作为。9:地理

VR技术在地里应用上，主要是运用三维GIS地理信息系统来表现直观的三维地形地貌，对于地理工作者提供便利，对于相关工程建设提供可靠的参考数据。10:教育

VR技术在教育领域，主要是发挥其互动性和生动的表现效果，用于立体几何、物理化学等相关课件的模拟制作。而且在相关专业的培训机构，VR虚拟现实技术能够提供学员更多的辅助，比如虚拟驾驶、各种交通规则的模拟。特种器械模拟操作、模拟装备等等。11:工业

VR技术在工业应用上，主要运用于工业园模拟、机床模拟操作、设 备管理、虚拟装配、工控仿真。由于VR技术本身的特性所以从事以上的相关工作模拟十分方便、快捷而真实准确。12:视频

VR技术在工视频应用上，已经相当广泛了，在各大电视台中均有虚拟演播室，而且有的电视台还运用了虚拟主持人。这种虚拟技术的运用无论是CCTV还是各个地方卫视都有应用。

关键词：虚拟现实环境

多感知性

三维GIS地理信息系统

计算机图形学实验 第6篇

最近自己在学习如何在VC 6.0 开发环境下的使用MFC AppWizard（exe）来绘画一条直线，虽然比较简单，通过这样的练习可以帮助你熟悉MFC的开发环境以及其中的消息传递机制，希望对于像我一样初入MFC图形绘制学习的人有帮

助

第一步：构建MFC窗体

打开Visual C++ 6.0编译器 新建→工程→MFC AppWizard（exe），工程名以DrawLine为例，然后确定。为了方便，在MFC应用程序向导—步骤1当中选择“单文档”，其余所有的步骤都为默认值，直接“完成”。这样一个简单的MFC窗体就构建好了，自己不妨Compile—Build—BuildExecute一下。

第二步：编辑菜单项

选择ResourceView视窗展开Menu文件夹，左键双击IDR_DRAWLITYPE，右边就会出现菜单图形编辑界面，为了简化，我们只在添加帮助→DrawLine功能选择项。双击空白会弹出“菜单项目 属性”对话框。ID：ID_DRAW_LINE；标明：

DrawLine(&D)，其它的为缺省。

第三步：建立消息命令

如果此时运行该程序，你会发现帮助—DrawLine的功能选项是灰色的，原因就在于我们还没有添加该功能的消息命令相应函数。通过“查看—Message Maps—Project：DrawLine—Class name：CDrawLineView—Object IDs：ID_DRAW_LINE—选定COMMAND—Add Function„”，其它为默认，最后确定完成。现在如果再重新运行该程序的话，会发现原来的灰色已经消除了。

第四步：添加鼠标消息响应

打开ClassView视窗，右键选定CDrawLineView，选择Add Windows Messsage Handler会弹出对话框，完成CDrawLineView类的WM_LBUTTONDOWN、WM_MOUSEMOVE、WM_LBUTTONUP三个Windows消息事件的新建。

第五步：添加响应代码

首先，在ClassView视窗中双击CDrawLineView会定位到“DrawLineView.h : interface of the CDrawLineView class”的文件，添加CDrawLineView类的成员：protected: int m_Drag;POINT m_pPrev;POINT m_pOrigin;三个成员变量。视窗中展开CDrawLineView类，双击定位OnLBUTTONDOWN()函数。在该函数消息响应

处添加如下代码：

//建立好绘图的设备环境

CClientDC dc(this);OnPrepareDC(&dc);

dc.DPtoLP(&point);

//获取起始点坐标 m_pPrev=point;m_pOrigin=point;

m_Drag=1;

然后，定位于OnMouseMove()，添加如下代码（其中关键用到了橡皮筋技术）：

//建立好绘图的设备环境

CClientDC dc(this);

OnPrepareDC(&dc);dc.DPtoLP(&point);

dc.SetROP2(R2_NOT);//橡皮筋绘图技术

//判断是否BUTTONDOWN

if(m_Drag)

{

dc.MoveTo(m_pOrigin);dc.LineTo(m_pPrev);dc.MoveTo(m_pOrigin);dc.LineTo(point);

}

m_pPrev=point;

最后，在OnLBUTTONDOWN()添加代码： m_Drag=0;

程序运行效果图

实验4 实现圆的生成算法

一、实验目的

1.熟悉CDC图形程序库； 2.掌握中点画圆生成算法； 3.掌握Bresenham画圆算法。

二、实验内容

利用VisualC++6.0设计一个简易画圆绘图板，验证圆生成算法。

三、实验指导

1.生成绘图应用程序的框架，如下图所示。具体实现见第二次实验，过程不再详细说明。

2.在应用程序中增加菜单

完成相关菜单的设计，具体的效果如下图所示，并设置好相关菜单消息的映射，具体的实现在前面的实验中介绍过，再此不在详细说明。

3.在绘图函数中添加代码

通过以上步骤，得到了与菜单对应的消息映射，就可以在函数中添加代码绘制图形了。（1）利用中点画圆算法实现圆的生成（算法原理见教材）。void CDraw_CirView::OnMid(){ // TODO: Add your command handler code here CDC*pDC=GetDC();//得到绘图类指针

RedrawWindow();//重绘窗口

int x,y,x0=200,y0=200,r=100;//圆的圆心为(x0,y0),半径为r float d;x=0;y=r;d=1.25-r;

pDC->SetPixel(x+x0,y+y0,RGB(255,0,0));pDC->SetPixel(y+x0,x+y0,RGB(255,0,0));pDC->SetPixel(y+x0,-x+y0,RGB(255,0,0));pDC->SetPixel(x+x0,-y+y0,RGB(255,0,0));pDC->SetPixel(-x+x0,-y+y0,RGB(255,0,0));pDC->SetPixel(-y+x0,-x+y0,RGB(255,0,0));pDC->SetPixel(-y+x0,x+y0,RGB(255,0,0));pDC->SetPixel(-x+x0,y+y0,RGB(255,0,0));while(x<=y){

if(d<0)

{

d=d+2*x+3;

x++;

}

else

{

d=d+2*(x-y)+5;

x++;

y--;}

pDC->SetPixel(x+x0,y+y0,RGB(255,0,0));

pDC->SetPixel(y+x0,x+y0,RGB(255,0,0));

pDC->SetPixel(y+x0,-x+y0,RGB(255,0,0));

pDC->SetPixel(x+x0,-y+y0,RGB(255,0,0));

pDC->SetPixel(-x+x0,-y+y0,RGB(255,0,0));

pDC->SetPixel(-y+x0,-x+y0,RGB(255,0,0));

pDC->SetPixel(-y+x0,x+y0,RGB(255,0,0));

pDC->SetPixel(-x+x0,y+y0,RGB(255,0,0));} } 由以上代码绘出的图形如下：

（2）利用Bresenham算法生成圆（算法原理见教材）。void CDraw_CirView::OnBre(){ // TODO: Add your command handler code here CDC*pDC=GetDC();//得到绘图类指针

//RedrawWindow();//重绘窗口

int x,y,x0=200,y0=200,r=50;//圆的圆心为(x0,y0),半径为r int delta,delta1,delta2,direction;x=0;y=r;delta=2*(1-r);while(y>=0){

pDC->SetPixel(x+x0,y+y0,RGB(0,0,255));

pDC->SetPixel(x+x0,-y+y0,RGB(0,0,255));

pDC->SetPixel(-x+x0,y+y0,RGB(0,0,255));

pDC->SetPixel(-x+x0,-y+y0,RGB(0,0,255));

if(delta<0)

{

delta1=2*(delta+y)-1;

if(delta<=0)direction=1;

else direction=2;

}

else if(delta>0)

{

delta2=2*(delta-x)-1;

if(delta2<=0)direction=2;

else direction=3;

}

else direction=2;

switch(direction)

{

case 1:x++;

delta+=2*x+1;

break;

case 2:x++;y--;

delta+=2*(x-y+1);

break;

case 3:y--;

delta+=(-2*y+1);

break;

} } }

由以上代码绘出的图形如下：

（3）以上是本次实验的基本部分，利用中点画圆和Bresenham画圆算法实现的基本图形的绘制。能不能利用该算法，完成一些复杂图形的生成，比如利用基本的画圆算法绘制一个奥运五环。甚至根据画圆算法，实现二次曲线的生成，如椭圆的生成等等。请同学们认真考虑，完成这部分的内容，上机调试。

四、思考

计算机图形学实验报告 第7篇

实验1-1：

通过循环画线，实现了画四边形的功能

实验1-2：

通过循环设置顶点坐标，循环画线，实现了画7个顶点的金刚石 实验1-3：

通过填充实现了画三彩多边形

实验2-1：

实现了画各种范围不同斜率的直线

实验3-1：

通过Cohen-Sutherland算法和清屏重画实现了金刚石的区域裁剪 实验4-1：

通过不断地清屏重画实现了北极星的平移、比例、旋转、对称 实验5-1：

计算机图形学课程双语教学研究 第8篇

计算机图形学是一门信息方向计算机应用领域的学科[1], 是计算机科学中最活跃、应用最广泛的分支之一;同时也是一门发展迅速、实践性较强的学科, 是大学生进入社会实践的工作技能培训课程之一[2]。在课堂教学过程中, 会涉及到计算机硬件、程序设计等具体问题, 因此, 在双语教学课程中, 它所面对的问题更加复杂。

本文余下内容组织如下:首先介绍双语教学课程存在的问题, 然后总结相关经验, 最后进行总结。

一、双语教学课程存在问题:

计算机图形学课程教学中本身存在着知识面广、对学生程序设计能力要求较高等特点[3]。Turk在1984年发表的论文[4]中认为在计算机图形学教学中应该考虑的问题有4个:1、计算机图形学辅助传统教育;2、计算机图形学的软硬件产品;3、CAD和CAM中的计算机图形学;4、计算机图形学基础理论。

东南大学的姚莉[5]认为在当前计算机图形教学中普遍存在的问题包括:1、学生期望与教学要求之间存在矛盾;2、过分强调数学基础;3、内容丰富导致课程乏味;4、传统教学模式忽视应用实践。

杭后俊[6]认为目前国内计算机图形学教学中存在教材更新的程度不足, 对实践能力的训练不够重视, 另外, 课程的重视程度不足以及师资力量不足也是束缚图形学教学效果的因素。

于建江[7]认为在当前应用型本科的计算机图形学教学中, 普遍存在下列问题:1、学生的期望与教学要求之间的矛盾, 同学认为计算机图形学应该是游戏设计或者三维或者二维动画, 和教学要求相去甚远;2、过分强调数学基础;3、课程要求较高, 预修课程要求较多;4、教学过程与实际思维逻辑存在矛盾。

随着双语教学部分的加入, 计算机图形学的教学面临的问题更复杂, 主要体现在:

1. 学生学习压力增加, 知识负荷增大

计算机图形学教学知识面广, 要求学生对硬件、算法、程序设计等方面具有相应的能力。随着英语双语教学进入课堂, 少部分英语成绩较好的同学非常喜欢这样一种教学范式, 大多数同学由于自身英语水平的限制感到学习压力急剧加大。相比来说, 英语能力的不同, 对于不同学生来说, 学习压力完全不对等。这就造成有的同学学习相对轻松, 有的同学学习压力很大, 久而久之容易造成部分学生跟不上教学进度, 并容易造成学习兴趣的丧失。

2. 缺乏适合双语教材, 教学目的认识不清

教材是双语教学教学活动的重要依据。目前国内市场上的双语教材很难满足双语教学开展的需要。目前, 高校在选择双语教材上主要有三个渠道, 一是选择外文原版教材, 二是选择外文教材的中译本, 三是教师根据原版教材和教学目标自编教材。虽然有一些出版社推出了较多的双语教材, 但由于缺乏相关部门的监督管理, 这些双语教材质量良荞不齐, 还是不能满足师生的需求。而且由于文化的差异, 国外原版教材的编者在结构、体系、侧重点等方面与我们的思维方式不一样, 给学生在理解上带来了一定的难度。然而, 目前自编教材的科目和版本都较少, 通用性难以满足大多数院校需求, 难以满足国内双语教学需要。

双语教学的教学目标首先应该是学科教学, 其次才是语言教学。但由于目前国内大学生英语水平良莠不齐, 在课堂互动时, 往往需要较多时间用于解析相关名词和语法, 造成被动的语言教学时间大于学科教学时间, 形成本末倒置。

3. 学生需求更加多元化, 教师难以满足

由于计算机图形学学科的特点, 在学生的培养体系一般安排在大三大四。而在大学后半期, 每个学生对于不同课程学习的目的性增强, 由于各个学生对于毕业后的就业规划不一样, 他对于课程的诉求不一样。在作者的教学课堂中, 就出现了提升英语水平、提升自我专业水平两种不同的学习诉求。并且, 由于临近就业, 更多同学希望学习到更实用的内容, 尽可能减少理论知识的讲解, 以期为就业打基础。

综上所述, 目前计算机图形学所面临的问题主要由于计算机图形学的学科综合性造成的。而双语教学的相关问题主要源于学生的英语水平良莠不齐以及学生对于课程的诉求不一。基于此, 我们在计算机图形学双语课程教学之后, 总结了一点经验, 主要分为语言教学和专业教学两方面。

二、计算机图形学双语教学的几点经验:

对于计算机图形课程而言, 作者认为首先需要上好第一堂课, 让学生从一开始产生对课程的浓厚兴趣。上好第一堂课是一门教学艺术, 需要教师展示课程的魅力以及个人魅力。其次, 在一门教学知识面广的课程教学中, 要很好地把握教学脉路, 同时要适当得根据学生学习关注的生理特征进行分配教学内容。有研究表明, 一般成人的注意力集中大概连续十五分钟后会出现注意力分散或疲劳, 因此在教学过程中, 需要把教学内容进行难易划分, 争取十五分钟内容教学后, 采用提问、讨论的方式结合课堂教学。此外, 采用混合式教学[8]和信息化教学方式 (如微信公众平台[9]加强教学互动, 提升教学质量。

1. 在语言教学方面

1) 按英语水平划分不同教学班

目前大多数院校在新生入学时展开了计算机操作水平及英语水平的入学测试, 根据不同比分进行教学班的分班, 从而使得因地制宜地合理教学。因此作者认为, 针对计算机图形学课程, 可以根据大学英语的成绩进行教学班的划分, 而非打破原先的行政班结构。也可以以选修课形式, 让不同级别的双语教学难度让学生自行选课, 将双语教学中英语比例进行按级划分:英语教学占比例80%的为高起班, 50%的平步班, 20%的提升班。

2) 教师备课量要求增加, 需要有更详尽的教学计划

双语教学对于教师的要求较高, 首先需要教师具有良好的英语语言能力, 还能够结合口语教学将专业教学进行融合。因此, 教师备课较之以往的量会大幅增加, 在备课过程中, 需要对接下来课堂教学有前瞻性的理解, 能够把握课堂走向。在把握好英语语言教学知识点时, 需要融合专业教学, 把握重点, 前后呼应。要制定更详尽的教学计划, 具体到每一堂课的讨论问题及素材。

2. 在专业教学方面

1) 配合更具化 (具象化) 的图表、视频和相关演示, 避免“空对空”

目前, 国内高校基本采用多媒体教学。对于传统教学而言, 由于没有语言差异, 一些抽象的概念通过一段语句就能解析。但对于双语教学而言, 教学过程多出了一个英语翻译的环节, 也就是变成“读演示文稿PPT的英语语句”———“将英语翻译成汉语”———“理解文稿的相应内容”。这个多出的环节容易造成课堂进度变慢, 学生跟不上进度, 觉得PPT中的内容过于抽象, 从而造成课堂“空对空”。因此, 我们在课堂中对于每一个突出的专业知识点 (关键单词和知识点) , 尽可能采用图表、视频等方法进行具化, 让学生一开始理解, 能够跟上课堂教学进度。

2) 结合国内外前沿应用, 案例化实验课堂

图形学应用出现在生活的方方面面, 这是课堂教学的一个利好, 我们可以利用网络搜集大量的国内外前沿应用的素材, 例如影视、游戏和动漫。结合学生生活中的相关应用, 提升学生对专业知识进行深刻理解。同时, 在实验课中, 要求每一个学生实现一个小的图形学应用, 例如门的开关动画、球体落体动画、汽车二维行驶动画等。让学生从模型构建、材质映射、光照、纹理映射及曲线曲面等等逐步完成一个图形应用, 在同步教学进度的同时, 也让学生查阅相关文献, 将实验课堂案例化。

3) 强调专业名词

专业名词学习作者认为是双语教学过程中, 非常需要重视的一个教学重点。目前计算机专业教学体系中, 有计算机专业英语课程, 这是需要和计算机专业课程的双语教学进行区分的。计算机专业英语往往对于计算机整个研究领域进行科普式教学, 往往在社会科学层面探讨计算机的各个研究领域问题。而计算机图形学双语教学课程是针对计算机图形学进行深入探讨, 以自然科学方式探讨每一个问题的提出、分析和解决。在这个过程中, 我们希望通过强调专业名词, 通过每一个名词的注解、解析和强调, 让学生能从英语本土的思维方式来理解这门课程。在以后从事相关方面工作的过程中, 也能快速准确地和外方人员进行沟通。

三、总结

本文从政策解读了计算机图形学双语教学的必要性, 给出了计算机图形学课程的特点和存在的问题, 结合双语教学的特点分析了当前计算机图形学双语教学的主要问题, 并结合作者在计算机图形学双语教学过程总结的一些经验, 给出了相关的解决方法。

参考文献

[1]孙家广.计算机图形 (第三版) [M].北京:清华大学出版社, 2006.

[2]Shi Jiaoying, Pan Zhigeng.China:computer graphics education available at universities, institutes and training centers[C].ACM SIGGRAPH Computer Graphics, 1996, 30, 3:7-9.

[3]方小勇, 罗庆云, 黄樱.基于图形系统构建的计算机图形学教学改革[J].中国科教创新导刊, 2013, 22:163-164.

[4]S Turk.Computer graphics education[J].Computer Graphics Forum, 1984, 3 (2) :139-145.

[5]姚莉.计算机图形学教学改革与实践[J].实验科学与技术, 2010, 8, 2:102-106.

[6]杭后俊.计算机专业计算机图形学教学实践探讨[J].计算机教育, 2012, 17:76-79.

[7]孔令德, 刘晋钢.应用型工科院校计算机图形学教学模式改革[J].计算机教育, 2011, 18:20-22.

[8]张碧娟.混合式学习在双语教学中的应用研究——以《教学技术与媒体》为例[D].华中师范大学, 2014.