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1、对“计算机图形学”课程教学的几点思考摘要:“计算机图形学''是计算机应用专业重要的基础理论课，木文对课程教学过程中实际遇到的问题进行了总结，并深入分析了“计算机图形学"这一研究方向的特点。在此基础上，给出一种“计算机图形学”课程体系和内容设置的思路，并对多种教学方式进行了初步的探讨，以期对“计算机图形学''及相关课程的教学工作提供参考。关键词:计算机图形学;课程教学;教学方法;内容设置“计算机图形学”是计算机科学的重要研究内容Z—，它借助数字化手段合成与操作视觉内容，将信息直观地展现给用户，其应用范围覆盖军事仿真、航空
2、航天、文化教育、城山管理、大众娱斥等诸多领域。随着软硬件技术的不断发展，计算机图形处理能力大大提高，新技术、新方法不断涌现使得“计算机图形学”成为a前发展最为活跃的计算机技术之一。因此，国内外大学在计算机专业学生的培养过程小大都开展了相关的教学工作。北京航空航天大学在计算机专业本科生、研究生课程教学屮也开设了“计算机图形学"选修课程。笔者在参与教学工作过程屮,对遇到的问题、课程特点、课程内容、教学方式等方面进行了一些思考。1教学屮遇到的问题由于“计算机图形学”类课程没有经典的教学模式，教学内容需根据授课时间的长短进行裁
3、剪,各个教师的教学过程存在着较大的差异性，因此遇到的问题也会有所不同。笔者就口己在“计算机图形学”课程教学中遇到的且认为较为重要的儿个问题展开讨论。部分学生没有明确的学习口的，缺乏兴趣。“计算机图形学"通常作为计算机专业选修课设置。选修的本科生有大部分为取得学分，少部分是对图形学有兴趣,研究生的情况与此相反。如何通过课程的教学工作，止确引导，激发他们的兴趣,帮助他们树立明确的学习目标是我们需要解决的重要问题。在感兴趣的学生之中,仍存在着一些期望和教学内容并不重合的学生，例如某些学生原认为学完图形学就可以制作动画效果了,
4、发现做不到时，就对课程学习的态度发生较大的改变;而另外一部分要从事计算机图形学研究工作的学生，发先课程内容与研究内容相差较远，热情会受到挫伤。对于这些学生，是否能够通过在课程中对图形学和关领域、相关软硬件工具进行较为全面的介绍，给出它们与本课程内容的联系，在计算机图形建模绘制中的作用，并点出“计算机图形学”是该类相关课程的理论基础,建议介绍一些相关的书籍和后续课程的选择,来填平期望研究应用与图形学课程z间的空隙，使得这些学生始终保持学习热情也是我们需要努力解决的问题。课时少，内容多。“计算机图形学”涉及的内容非常多，既
5、包括最基础的图形显示设备、二维三维图形绘制显示,又包括真实感、非真实感图形建模与绘制、科学可视化、计算机动画生成、建模绘制的平台工具等方面，毎一项内容乂包括了很多的技术、方法，经典算法思路和最新研究成果。因此如果平铺展开逐个来讲,一一列举，时间安排上不允许，也不利于学生对知识的学习掌握。作为专业选修课,计算机图形学的课时通常为36小时。那么，如何在较少的时间内，使得学生了解完整的图形学知识体系,掌握部分经典算法、代表性算法主要思想，了解当前研究热点和最近新研究成果，做到点面结合，还需要进一步的讨论。偏理论与偏实践。在国
6、内大学设置“计算机图形学"课程的很长一•段吋间内,教师将大部分的精力放在课程内容的讲授上，没有对课后作业进行精心设计，学生在课堂上接收到大量知识的填充后，没冇自己动手进行实践来巩固知识，因此往往得到的是泛泛的概念，不能很好地对实质内容进行把握，出现“上课听热闹，下课就忘记”的现象。针对这些问题，一些教改项口提出将OpengGL,CG等图形绘制标准或语言的使用列入教学内容，希望通过这种方式來强化学生编程技能，提高动手能力。但这种程序、函数讲授的方式使得课程非常枯燥，往往效果不佳。2计算机图形学的特点“计算机图形学"与其他
7、计算机专业课程相比,具有一些特点，了解这些特点可以帮助我们更好地制定教学计划、改善教学效果。广度大、深度深。“计算机图形学''的分支多,内容范围广泛，并冃大部分内容都有着从过去到现在大量经典、有代表性的方法、技术、算法。我们以真实感光照计算方法为例，光照计算属于真实感绘制屮的研究内容之一。根据计算方法的不同,它又可分为光线跟踪方法、辐射度方法、辐射度预计算方法,随着显示硬件的发展，又出现了图象映射空间方法等。而单是光线跟踪方法，除经典的方法外,述冇蒙特卡洛光线跟踪、逆向光线跟踪、圆锥光线跟踪、分布式光线跟踪、光束跟踪、
8、基于并行机制的光线跟踪、基于GPU加速的光线跟踪等方法。理论与实践并重。“计算机图形学"中基础理论涉及线性代数、离散数学、图论等内容,而一些复朵算法则涉及到概率论、矩阵论、泛函分析、小波分析、优化理论等众多内容。冇时为了逼真显示某个场景，需要对场景中的景物进行物理建模，需要有对应的物理知识。例如对水、牛奶类液态对彖进行绘制，需要借
