普通高校计算机专业计算机图形学课程教改研究(3)

2.2目前教学内容

目前大部分高校计算机专业计算机图形学课程是重点讲解和要求熟练掌握图形的生成算法、二三维图形的几何变换和观察变换、以及人机交互接口的设计等部分，以便为毕业后的工作和下一步研究生阶段的学习打下坚实的基础。具体的课程教学内容一般为：

（1）图形系统基本知识，包括视频显示设备、光栅扫描系统、图形监视器与工作站、输入设备、硬拷贝设备和图形软件。

（2）图形生成算法，包括画点；画直线的DDA 算法、Bresenham 算法及并行画线算法；生成圆的Bresenham 算法和正负法；生成椭圆的算法；生成曲线及曲线并行算法等。

（3）几何变换，分为基本变换、变换的矩阵表示、齐次坐标、复合变换和仿射变换。

（4）二维图形观察，分为二维图形的显示流程、二维图形系统中的坐标系、窗口到视区的变换、线段裁剪、多边形裁剪、曲线裁剪及字符裁剪。

（5）三维图形观察，包括三维图形的显示流程、三维图形系统中的坐标系、平行投影、透视投影、三位观察体和一般投影、三维裁剪。

（6）图形用户接口和交互输入方法，分为输入设备的逻辑分类、图形数据输入、交互方式与技术、图形用户接口(GUI) 、图形国际标准( GKS，PHIGS + ) 。

（7）光栅图形的扫描转换与区域填充，包括多边形的扫描转换、区域填充和光栅图形反走样技术。

（8）隐藏线和隐藏面消除，包括多面体的隐藏线消除、曲面的隐藏线消除、区域子分算法、Z缓冲器算法和扫描线算法、区间扫描线算法、曲面的扫描线消隐算法及优先级表算法。

（9）真实感图形生成技术基础，包括光照明模型、浓淡处理、阴影、纹理以及求解光照明模型的光线跟踪技术和辐射度技术等。

2.3内容比较

在计算机科学专业规范中，计算机图形学的核心知识单元要求并不高，只是图形的基本知识，而非核心知识单元则涉及的内容就比较全面和高级，甚至包括有可视化技术、虚拟现实和计算机视觉等相当深入的知识。按照专业规范中给出的课程建议，规定了每门课程的最小核心内容，包括的这些单元是要获得学位必须具备的相应知识。核心知识单元不是课程的全部，只是课程最小的部分，但不能构成完整的本科课程，每门课程应当包括来自知识体系中的附加选修单元。因此按照规范的课程建议，计算机图形学的教学内容不仅要涵盖核心知识单元，还要涉及非核心知识单元的内容，这样而来，建议的教学大纲包括了10个方面的内容，课程的难度和对学生的要求之高就可想而知。

相比较而言，目前计算机专业本科计算机图形学课程的实际教学内容要比规范所要求的要低一些，涉及的范围也窄。

3现有课程问题

即使是在现有较为简单的教学内容条件下，在地方普通高校的计算机专业中开设计算机图形学课程，也存在着不令人满意的状况和比较大的问题。

1）开设的必要性

教育部在1996年根据“拓宽专业面，加强基础教育，重视持续发展能力培养”的总体要求，把原来的本科计算机软件专业和计算机及应用专业合并成计算机科学与技术专业，因此很多在1996年后开办计算机专业的地方普通高校也都是在计算机科学与技术专业下招收本科学生。随着计算机学科发展和招生规模的扩大，高校积极调整计算机专业设置，逐步增加网络工程、软件工程等专业。但许多地方普通高校计算机专业由于师资力量欠缺和认识能力