计算机图形学讲义－1
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7 Implementation of a Renderer - Bottom of computer graphics - Algorithms for primitives, transformations, etc. - Scan conversions. 8 Curves and Surfaces - Modeling curves and surfaces - Splines - Curves and surfaces in OpenGL
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计算机图形学
姜明 北京大学数学科学学院
更新时间2012年12月5日星期三10时4分12秒
计算机图形学讲义－1
课程介绍
计算机图形学：用计算机构造和显示图形。 计算机图形学研究利用计算机产生图形和 显示图形，它包括对要产生图形的物体的 描述（建模或几何描述），对图形数据的 管理和操作（数据结构和图形变换），图 形的生成，显示和输出。在交互式的图形 系统中，还包括研究图形的输入和图形操 作的人机接口。 [HB]
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课程资源介绍
• 课程主页
/CG/ • 请随时访问。 • 有关习题和其它的通知均在此发布。 • 有关的电子资源均可在此下载。
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• OpenGL的标准及有关手册 /CG/Resources/openGL/ • glut的标准及有关手册 /CG/Resources/glut/ • Mesa-6.0 /CG/Resources/Mesa/
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5 Viewing - Camera model - Viewing and projections - Hidden-surface removal - OpenGL projections 6 Shading - Light-material interaction - Reflection models - OpenGL Light and material functions
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• 编程技能：Ｃ，或C＋＋语言，或其它语 言。以C语言为主。 • 本课程将使用OpenGL图形库，同学可使 用任何语言来调用OpenGL的函数完成作 业。例子均采用glut，将讲解如何使用 glut来编写OpenGL的程序以及在 Windows环境下如何编译程序。
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参考书
• • • [F1] J. D. Foley, A. van Dam: Introduction to Computer Graphics，机械工业出版社，2004年影 印版。 [F2] J. D. Foley, A. van Dam, S. K. Feiner and J. F. Hughes, Computer Graphics, principles and practice.机械工业出版社，2002年影印版。 [HB] D. Hearn, M. P. Baker: Computer Graphics, 清华大学出版社，1997年影印版。 [SY] 孙家广，杨长贵编著: 计算机图形学，清华大学 出版社，1998年第三版。 [LL] 罗振东，廖关裕编著：计算机图示学原理和方 法，复旦大学出版社，1993年。 [DS] D. Shreiner, OpenGL编程指南(原书第6版), 译 者:徐波，机械工业出版社， 2008。（红宝书）
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3 Input and Interaction - Interactive computer graphics - Client-server (Graphic server) - Programming event-driven input 4 Geometric Objects and Transformations - Define and manipulate primitives/objects - Coordinate systems and transformations - OpenGL transformation matrices
为什么本课程主要使用C而不是C++?
• “OpenGL is not object-oriented, so using C++ or Java would not add significantly to the basic presentation, unless I were to insert an object-oriented geometric library between OpenGL and the user…. it would make the book less accessible....” • “…object –oriented approaches shield the user from what is going on inside (as they should), whereas, in an introduction to computer graphics, I want readers to be aware of what is happening at the lowest levels. Although the use of computer graphics is a wonderful way to introduce students to OO programming, an OO approach is not the most effective way to teach ….” [EA, p. 7]
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编译和安装glut
• • • • • 阅读glut-3.7/Readme.win 对glut-3.7/glutwin32.mak作必要修改 运行glut-3.7/glutmake.bat 检查编译结果 运行例子程序
必须保证Visual C/C++安装正确。
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课程内容介绍
1 Graphics Systems and Models - Overview of the field - Image formation as cameras - Modeling-Rendering Paradigm
2 Graphics Programming - Introduction to programming with OpenGL
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9 Procedural Methods - Limitation of polygon-model. - Physically based models - Recursive methods and fractals
This chapter is penቤተ መጻሕፍቲ ባይዱing.
10 Scientific Visualization - Visualizing large multi-dimensional data sets in scientific and medical applications - Data to geometric primitives - There are multiple ways - There are no good ways
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教材
• [EA] Edward Angel: Interactive Computer Graphics， A Top-Down Approach with Open GL, Addison-Wesley, 5th Edition. 电子工业出版 社，2008年影印版。
[EA] 为教材和参考文献索引，以下同此。
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• 先修课程和知识：计算概论，数据结构， 线性代数，数学分析，解析几何。 • 课程要求：平时作业为40分，期末考试 成绩为30分，学期项目成绩为30分。平 时成绩一般每题为10分（视难度加分）， 总成绩累计后以总分40分按比例折合。 平时作业和上机作业每次未能按时完成 并交给助教的以零分记。抄袭情况一经 发现，抄袭者和提供抄袭者双方该次作 业以负分计算。