教学目的、要求
本课程为计算机应用技术专业硕士研究生的专业基础课。以哲学观点讲解计算机图形学（CG，以“三维”为主）及其新的发展，并采用“最新理论与先进实践相结合”的原则，以培养研究生在计算机图形学领域内的独立研究和开发能力为主。 通过本课程学习，要求学生： 1. 掌握CG基本原理，3D图形显示卡及其系统的工作原理与计算，图形数据结构（几何数据+拓扑信息）、6大类图形算法和2D/3D图形语言； 2. 学会基于C++/OpenGL标准的3D图形及动画编程方法和技巧； 3. 了解CG发展中的重要领域，如3D立体显示技术、非真实感图形学、Web网上3D图形及其压缩传输技术。
预修课程
解析几何、线性代数、C/C++程序设计语言
教材
教材： 苏鸿根编著，《计算机图形学和OpenGL for Windows编程》(第一、二、三册及附录,修订本)，中国科学院研究生院讲义，北京，1998-2008。 注：本教材附带一张教学实例光盘（包括各类Visual C++/OpenGL图形及动画源程序、参考资料和实用图形软件）。
主要内容
内容提要： 第一章 计算机图形学概论 CG发展史及其应用领域，图形系统介绍，人眼的视觉原理，照相机成像技术Mono/Stereoscopic。 第二章 光栅扫描图形学基础 光栅扫描式图形显示器，2D坐标系和图形变换，图素生成算法（直线、圆与弧、曲线、区域），采用C++语言的2D图形及动画编程，交互图形技术和GUI。 第三章 三维计算机图形学基础 3D笛卡尔坐标系、UCS定义，点、直线和面的坐标表示，平面法矢计算，齐次坐标技术，3D图形变换和投影，透视投影的特性与计算，三维裁剪，3D形体输出流水线，基于OpenGL的3D图形及动画编程。 第四章 曲线和曲面 曲线和曲面几何学基础，参数表示及其优点，常用的参数曲线（Hermite、Bézier、B样条、NURBS），常用的参数曲面（规则曲面、Bézier、B样条、NURBS）。 第五章 几何造型 三维形体表示：几何数据和拓扑信息，欧拉公式及其应用，几何模型（线框模型、表面模型、实体模型）及其性质，实体造型技术（B-rep、CSG、扫描表示法），其他几何造型简介（八叉树表示法、分形造型。特征造型和三维重建）。 第六章 消隐算法 隐藏线和隐藏面消除算法，物体空间中的消隐算法（Roberts基本判则、光线跟踪法），图像空间中的消隐算法（画家算法、Z(深度)缓存算法、Watkins扫描线算法），混合技术消隐算法（Warnock区域采样法）。 第七章 真实感显示技术 有关渲染的基本概念，RGB/CMY/HLS/HSV颜色模型，Shading/Rendering，何谓“3D图像”，Lambert照度定律，Gouraud/Phong简单光照模型，光源和材质分配，Snell折射定律和透射计算公式，Whitted/Hall整体光照模型，光线跟踪算法，辐射度计算方法，阴影生成技术，纹理映射。 第八章 CG发展中若干重要的新领域 传统的CG应用领域:计算机辅助设计(CAD)、科学计算可视化(VSC)、虚拟现实(VR)、数字内容创作(DCC)、地理信息系统(GIS)，Autostereoscopic 3D立体显示技术，非真实感图形学(NPR)，Web网上3D图形及动画/渐进网格压缩传输技术。 附录A 计算机图形学的数学基础 坐标参考系描述 向量/矩阵运算 解析几何 数值计算。 附录B Visual C++二维图形编程知识 MFC应用程序架构 设备描述体 笔与画笔 绘图功能。 附录C OpenGL三维图形编程方法 OpenGL应用开发指南 数据类型/结构 OpenGL库函数参考。