Đề cương Đồ họa máy tính

Nội dung text: Đề cương Đồ họa máy tính

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PH ÒNG ISO 9001:2008 ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT Môn học ĐỒ HỌA MÁY TÍNH Mã môn: CRG33021 Dùng cho ngành CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Bộ môn phụ trách MẠNG VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN
2. THÔNG TIN VỀ CÁC GIẢNG VIÊN CÓ THỂ THAM GIA GIẢNG DẠY MÔN HỌC 1. ThS. Đặng Quang Huy - Giảng viên cơ hữu - Chức danh, học hàm, học vị: Thạc sỹ - Thuộc bộ môn: Mạng và Hệ thống Thông tin - Địa chỉ liên hệ: Bộ môn Mạng và Hệ thống Thông tin – Trường Đại học Dân lập Hải Phòng - Điện thoại: 0904108946. Email: huydq@hpu.edu.vn - Các hướng nghiên cứu chính: Đồ họa máy tính, Xử lý ảnh 2. ThS. Ngô Trường Giang - Giảng viên cơ hữu - Chức danh, học hàm, học vị: Thạc sỹ - Thuộc bộ môn: Mạng và Hệ thống Thông tin - Địa chỉ liên hệ: Mạng và Hệ thống Thông tin - Điện thoại: 0904051206 Email: giangnt@hpu.edu.vn - Các hướng nghiên cứu chính: Xử lý ảnh, Đồ họa máy tinh, Khai phá dữ liệu, Máy học. 3. Thông tin về trợ giảng (nếu có): - Họ và tên: - Chức danh, học hàm, học vị: - Thuộc bộ môn/lớp: - Địa chỉ liên hệ: - Điện thoại: Email: - Các hướng nghiên cứu chính:
3. THÔNG TIN VỀ MÔN HỌC 1. Thông tin chung: - Số đơn vị học trình/ tín chỉ: 2 tín chỉ - Các môn học tiên quyết: Giải tích, đại số tuyến tính và hình học giải tích, Lập trình C/C++, Cấu trúc dữ liệu và giải thuật, Vi xử lý. - Các môn học kế tiếp: Xử lý ảnh - Các yêu cầu đối với môn học: Bài giảng chi tiết, máy chiếu, Phòng thực hành. - Thời gian phân bổ đối với các hoạt động: + Nghe giảng lý thuyết: 16 tiết + Làm bài tập trên lớp: 6 tiết + Thảo luận: 7 tiết + Thực hành, thực tập (ở PTN, nhà máy, điền dã, ): 13 tiết + Hoạt động theo nhóm: Không + Tự học: 90 tiết + Kiểm tra: 3 tiết 2. Mục tiêu của môn học : - Kiến thức: Giới thiệu các khái niệm cơ sở và thuật toán của đồ hoạ máy tính, cung cấp một nền tảng kiến thức đủ để sinh viên có thể xây dựng các chương trình ứng dụng đồ họa - Kỹ năng: Trang bị cho sinh viên các kỹ năng lập trình đồ họa với thư viện mã nguồn mở OpenGL. - Thái độ: Tạo cho sinh viên tinh thần phấn khởi, tin tưởng và yêu thích môn học, ngành học. 3. Tóm tắt nội dung môn học: - Tổng quan về hệ thống đồ hoạ máy tính; các kỹ thuật đồ hoạ cơ bản trên máy tính; đồ hoạ trên mặt phẳng (đồ hoạ 2D). Các phép biến đổi đồ hoạ trong mặt phẳng (tịnh tiến, co dãn, quay, biến đổi hệ toạ độ ); các kỹ thuật vẽ hình chuyển động; các kỹ thuật đồ hoạ tương tác; đồ họa trong không gian (đồ hoạ 3D); một số thuật toán nhanh cho đồ hoạ 3D và tổng hợp ảnh 3D; lập trình đồ hoạ và ứng dụng với OpenGL. 4. Học liệu: Bắt buộc [1].Lương Chi Mai,Nhập môn Đồ họa máy tính, NXBKHKT 2000 [2].Lê Tuấn Hùng, Huỳnh Quyết Thắng,Kỹ thuật Đồ họa, NXBKHKT 2000 Tham khảo
4. [3]. Francis S. Hill - Computer Graphics -. Macmillan Publishing Company, NewYork 1990. [4]., C version - Donald Hearn, M.Pauline Baker - Computer Graphics. Prentice Hall International Inc, New Jersey 1997. [5].James D. Foley, Andries Van Dam, Feiner, Joh n Hughes- Introduction to Computer Graphics -. Addison Wesley, NewYork8-1995. [6].Dương Anh Ðức, Lê Ðình Duy - Giáo trình đồ họa máy tính - Khoa Công Nghệ Thông Tin ÐHKHTN ,Tp. HCM 1996 [7]. [8]. 5. Nội dung và hình thức dạy - học: Hình thức dạy – học Tổn Nội dung g Lý Bài Thảo TH, TN, Tự học, Kiểm (Ghi cụ thể theo từng chương, mục, tiểu mục) thuyết tập luận điền dã tự NC tra (tiết) Chương 1: Giới thiệu về đồ họa máy 4 2 12 18 tính 1.1. Giới thiệu về đồ họa máy tính 1 1.2. Các thiết bị hiển thị đồ họa 1 1 1.3. Hệ thống đồ họa trên PC 2 1 Chương 2: Các đối tượng đồ họa cơ sở 5 3 1 5 30 1 45 2.1.Giới thiệu các đối tượng đồ họa cơ sở 2.1.1. Hệ tọa độ 2.1.2. Điểm, đường, đoạn 2.2. C ác thuật toán vẽ đường thẳng 2.2.1. 1.5G 1 0.5 2 iới thiệu 2.2.2. T huật toán DDA 2.2.3.Thuật toán Bresenham 2.2.4. T huật toán Midpoint
5. Hình thức dạy – học Tổn Nội dung g Lý Bài Thảo TH, TN, Tự học, Kiểm (Ghi cụ thể theo từng chương, mục, tiểu mục) thuyết tập luận điền dã tự NC tra (tiết) 2.3. Thuật toán vẽ đường tròn 2.3.1.Thuật toán Bresenham 2.3.2.Thuật toán Midpoint 1.5 1 0.5 2 2.4. Thuật toán vẽ elip 2.4.1.Thuật toán Bresenham 2.4.2.Thuật toán Midpoint 2.5. Các thuật toán tô màu 2.5.1.Tô màu tràn 2.5.2.Tô màu theo đường quét 2 1 1 2.6. So sánh các phương pháp 2.7. P hông chữ Chương 3: Đồ họa hai chiều 3 1 1 3 18 1 27 3.1. Tổng quan đồ họa hai chiều 3.2. Các phép biến đổi trong đồ họa 2D 3.2.1. Các phép biến đổi cơ sở 3.2.2. H ệ tọa độ thuần nhất 1.5 1 0.5 2 3.2.3. Kết hợp các phép biến đổi 3.2.4. Xoay đối tương xung quanh điểm cố định 3.3. Cắt xén 3.3.1. Giới thiệu 1.5 0.5 1 1 3.3.2. Cắt xén đoạn thẳng 3.3.3. Cắt xén đa giác Chương 4: Đồ họa ba chiều 4 2 2 6 30 1 45 4.1. Giới thiệu đồ họa ba chiều
6. Hình thức dạy – học Tổn Nội dung g Lý Bài Thảo TH, TN, Tự học, Kiểm (Ghi cụ thể theo từng chương, mục, tiểu mục) thuyết tập luận điền dã tự NC tra (tiết) 4.2. Các phép biến đổi ba chiều 4.2.1. Các phép biến đổi cơ sở 4.2.2. H ệ tọa độ thuần nhất 1 1 1 3 4.2.3. Kết hợp các phép biến đổi 4.2.4. Xoay đối tượng xung quanh một đường thẳng bất kỳ 4.3. Quan sát ba chiều 4.3.1. Giới thiệu 4.3.2. Các phép chiếu 1 1 1 2 1 4.3.3. Biến đổi hệ tọa độ quan sát 4.3.4. Cắt xén 4.3.5. Khử mặt khuất 4.4. Gi ới thiệu một số chủ đề thời sự về 2 1 đồ họa máy tính. Tổng (tiết) 16 6 7 14 90 3 135 6. Lịch trình tổ chức dạy – học cụ thể: Chi tiết về hình thức tổ chức dạy – Nội dung yêu cầu sv Ghi Tuần Nội dung học phải chuẩn bị trước chú Giảng viên giảng, dẫn dắt đặt vấn đề để nêu bật ý nghĩa của Chương 1: Giới thiệu về đồ môn học. họa máy tính - Giảng viên hướng dẫn sinh 1.1. Giới thiệu về đồ họa máy 1. viên cách tìm kiếm và sử dụng tính các tài liệu tham khảo 1.2. Các thiết bị hiển thị đồ - Tóm tắt nội dung chương, đưa họa ra các yêu cầu cần chuẩn bị cho bài sau. Trả lời các thắc mắc của sinh Xem lại kiến trúc và viên tổ chức bộ nhớ trong 2. 1.3. Hệ thống đồ họa trên PC - Giảng viên nêu vấn đề, Hướng cấu trúc máy tính. Hệ dẫn sinh viên thảo luận thống phần cứng hỗ
7. Chi tiết về hình thức tổ chức dạy – Nội dung yêu cầu sv Ghi Tuần Nội dung học phải chuẩn bị trước chú - Giảng viên tổng hợp, bổ xung trợ đồ họa cho câu trả lời của sinh viên, hệ thống hóa kiến thức và đưa ra nhận xét. - Giảng viên tổng kết lại nội dung, đưa ra các yêu cầu mới để sinh viên về chuẩn bị cho bài học sau. Chương 2: Các đối tượng Tr đồ họa cơ sở ả lời các thắc mắc của sinh viên 2.1. Giới thiệu các đối - Giảng viên nêu vấn đề, Hướng tượng đồ họa cơ sở dẫn sinh viên thảo luận Xem lại phần lý 2.1.1. Hệ tọa độ - Giảng viên tổng hợp, bổ xung thuyết thuật toán, 2.1.2. Điểm, đường, đoạn cho câu tr ên, h Phương trình vi phân, 3. ả lời của sinh vi ệ 2.2. Các thuật toán vẽ thống hóa kiến thức và đưa ra phương trình đường đường thẳng nhận xét. thẳng trong hình học giải tích 2.2.1. Giới thiệu - Giảng viên tổng kết lại nội 2.2.2. Thuật toán DDA dung, đưa ra các yêu cầu mới để sinh viên về chuẩn bị cho bài học 2.2.3. Thuật toán Bresenham sau. 2.2.4. Thuật toán Midpoint Trả lời các thắc mắc của sinh viên 2.3. Thuật toán vẽ đường - Giảng viên nêu vấn đề, Hướng tròn dẫn sinh viên thảo luận Xem lại phần phương 2.3.1. Thuật toán Bresenham - Gi ên t ảng vi ổng hợp, bổ xung trình đường tròn, elip cho câu tr ên, h 4. 2.3.2. Thuật toán Midpoint ả lời của sinh vi ệ trong hình học giải thống hóa kiến thức và đưa ra 2.4. Thuật toán vẽ elip tích, làm bài tập về nhận xét. mhaf 2.4.1. Thuật toán Bresenham - Giảng viên tổng kết lại nội 2.4.2. Thuật toán Midpoint dung, đưa ra các yêu cầu mới để sinh viên về chuẩn bị cho bài học sau. SV thực hiện theo hướng dẫn chi Bài thực hành số 1: Thuật Chuẩn bị theo nội tiết trong bài thực hành, giảng 5. toán vẽ đường thẳng, đường dung yêu cầu trong viên hướng dẫn sinh viên xử lý tròn bài thực hành các vấn đề liên quan
8. Chi tiết về hình thức tổ chức dạy – Nội dung yêu cầu sv Ghi Tuần Nội dung học phải chuẩn bị trước chú Trả lời các thắc mắc của sinh viên 2.5. Các thuật toán tô màu - Giảng viên nêu vấn đề, Hướng 2.5.1. Tô màu tràn dẫn sinh viên thảo luận 2.5.2. Tô màu theo đường - Giảng viên tổng hợp, bổ xung quét cho câu tr ên, h 6. ả lời của sinh vi ệ Làm bài tập về nhà 2.5.3. So sánh các phương thống hóa kiến thức và đưa ra pháp nhận xét. 2.6. Phông chữ - Giảng viên tổng kết lại nội dung, đưa ra các yêu cầu mới để sinh viên về chuẩn bị cho bài học sau SV thực hiện theo hướng dẫn chi Bài thực hành số 2: Thuật Chuẩn bị theo nội tiết trong bài thực hành, giảng 7. toán vẽ đường elip,tô màu dung yêu cầu trong viên hướng dẫn sinh viên xử lý bài thực hành Bài kiểm tra số 1 các vấn đề liên quan Trả lời các thắc mắc của sinh Chương 3: Đồ họa hai chiều viên 3.1. Tổng quan đồ họa hai - Giảng viên nêu vấn đề, Hướng chiều dẫn sinh viên thảo luận Tham kh ài 3.2. Các phép biến đổi trong ảo trước t - Giảng viên tổng hợp, bổ xung đồ họa 2D liệu liên quan, làm bài cho câu trả lời của sinh viên, hệ t à. 8. 3.2.1.Các phép biến đổi cơ sở ập về nh thống hóa kiến thức và đưa ra 3.2.2.H Xem lại phepa toán ệ tọa độ thuần nhất nhận xét. 3.2.3.Kết hợp các phép biến trên ma trận, - Gi ên t đổi ảng vi ổng kết lại nội dung, đưa ra các yêu cầu mới để 3.3. Xoay đối tương xung sinh viên về chuẩn bị cho bài quanh điểm cố định học sau Trả lời các thắc mắc của sinh viên 3.4. Cắt xén - Giảng viên nêu vấn đề, Hướng 3.4.1. Giới thiệu dẫn sinh viên thảo luận Tham khảo trước tài 9. 3.4.2. Cắt xén đoạn thẳng - Giảng viên tổng hợp, bổ xung liệu liên quan, làm bài 3.4.3. Cắt xén đa giác cho câu trả lời của sinh viên, hệ tập về nhà thống hóa kiến thức và đưa ra Bài kiểm tra số 2 nhận xét. - Giảng viên tổng kết lại nội
9. Chi tiết về hình thức tổ chức dạy – Nội dung yêu cầu sv Ghi Tuần Nội dung học phải chuẩn bị trước chú dung, đưa ra các yêu cầu mới để sinh viên về chuẩn bị cho bài học sau SV thực hiện theo hướng dẫn chi Bài thực hành số 3: Phép Chuẩn bị theo nội tiết trong bài thực hành, giảng 10. biến đổi hai chiều dung yêu cầu trong viên hướng dẫn sinh viên xử lý bài thực hành các vấn đề liên quan Trả lời các thắc mắc của sinh Chương 4: Đồ họa ba chiều viên 4.1. Giới thiệu đồ họa ba chiều - Giảng viên nêu vấn đề, Hướng d ên th Tham kh ài 4.2. Các phép biến đổi ba ẫn sinh vi ảo luận ảo trước t chiều - Giảng viên tổng hợp, bổ xung liệu liên quan, làm bài cho câu tr ên, h tập về nhà. 11. 4.2.1.Các phép biến đổi cơ sở ả lời của sinh vi ệ 4.2.2.Hệ tọa độ thuần nhất thống hóa kiến thức và đưa ra Xem lại phép toán 4.2.3.Kết hợp các phép biến nhận xét. trên ma trận, đại số đổi - Giảng viên tổng kết lại nội vector 4.2.4.Xoay đối tượng xung dung, đưa ra các yêu cầu mới để quanh một đường thẳng sinh viên về chuẩn bị cho bài bất kỳ học sau SV thực hiện theo hướng dẫn chi Bài thực hành số 4: Phép Chuẩn bị theo nội tiết trong bài thực hành, giảng 12. biến đổi ba chiều dung yêu cầu trong viên hướng dẫn sinh viên xử lý bài thực hành các vấn đề liên quan Trả lời các thắc mắc của sinh viên - Giảng viên nêu vấn đề, Hướng 4.3. Quan sát ba chiều dẫn sinh viên thảo luận 4.3.1. Giới thiệu - Giảng viên tổng hợp, bổ xung Tham khảo trước tài 4.3.2. Các phép chiếu cho câu trả lời của sinh viên, hệ liệu liên quan, làm bài 13. 4.3.3. Bi t ến đổi hệ ọa độ quan th tập về nhà. sát ống hóa kiến thức và đưa ra nhận xét. 4.3.4. Cắt xén - Giảng viên tổng kết lại nội 4.3.5. Khử mặt khuất dung, đưa ra các yêu cầu mới để sinh viên về chuẩn bị cho bài học sau Bài thực hành số 5: Phép SV thực hiện theo hướng dẫn chi Chuẩn bị theo nội 14. biến đổi ba chiều tiết trong bài thực hành, giảng dung yêu cầu trong
10. Chi tiết về hình thức tổ chức dạy – Nội dung yêu cầu sv Ghi Tuần Nội dung học phải chuẩn bị trước chú Bài kiểm tra số 3 viên hướng dẫn sinh viên xử lý bài thực hành các vấn đề liên quan 4.4. Giới thiệu một số chủ đề thời sự về đồ họa máy 15. tính. Ôn tập 7. Tiêu chí đánh giá nhiệm vụ giảng viên giao cho sinh viên: - Dựa vào kết quả của các bài kiểm tra và các buổi thảo luận 8. Hình thức kiểm tra, đánh giá môn học: - Làm bài tập, kiểm tra định kỳ, - Thi hết môn – Thi tự luận 9. Các loại điểm kiểm tra và trọng số của từng loại điểm: - Điểm quá trình: 3/10 trong đó: + Chuyên cần: 40% + Kiểm tra thường xuyên: 30% + Thực hành: 30% - Thi hết môn: 7/10 10. Yêu cầu của giảng viên đối với môn học: - Yêu cầu về điều kiện để tổ chức giảng dạy môn học: Giảng đường, phòng máy. - Yêu cầu đối với sinh viên: Đi học đầy đủ, đúng giờ, học bài trước khi đến lớp. Hải Phòng, ngày 22 tháng 6 năm 2011 Chủ nhiệm Bộ môn Người viết đề cương chi tiết Ths. Ngô Trường Giang Ths. Đặng Quang Huy ///