СТО АлтГТУ 13.62.1.1199-2012 " Компьютерная графика" направление «Информационная безопасность»

СТО АлтГТУ 13.62.1.1199-2012
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
Памятка для студентов по изучению дисциплины
" Компьютерная графика"
направление «Информационная безопасность»
6 семестр
Составил доцент кафедры ВСИБ Грозов В.И.
Утверждаю
Зав. кафедрой ВСИБ А.Г.Якунин
_________________
«11» 10 2012 года
Содержание дисциплины
Изучение дисциплины «Компьютерная графика» происходит в 6 семестре. Учебный план
предусматривает 17 часов лекций, 17 часов лабораторных работ, зачет по окончании 6 семестра.
Теоретический материал содержит:
Модуль 1. Базовая графика -4ч
1.1. Цель, задачи и структура курса. [1],[2],[3],[4],[5] (1 час)
Предмет компьютерной графики. Роль компьютерной графики, сферы применения,
назначение компьютерной графики.
Области применения компьютерной графики; тенденции построения современных
графических систем: графическое ядро, приложения, инструментарий для написания
приложений.
1.2. Основные функции базовой графики. [1],[2]-1ч
Основные функции базовой графики. Точки, линии, полигоны. Графические примитивы.
Вывод графических текстов. Методы заполнения площади. Графические библиотеки в языках
программирования. Примеры реализации
1.3. Растровая и векторная графика. [1],[2] (1 час)
Векторное представление графических данных. Растровый формат. Свет и физические
основы цветовосприятия. Особенности зрительного аппарата человека, дефекты восприятия
цвета, основные цветовые модели.
1.4.Формирование цветных изображений. [1],[2],[4] (1 час)
Базовые принципы описания цвета. Модель RGB. Модели CMY и CMYK. Интуитивные
цветовые модели. Формирование цветов на экране монитора. Интерполяция цветов.
Измерение цвета и калибровка технических средств.
Модуль 2. Математические модели геометрических объектов. [2],[3],[4] (3 час)
2.1. Представление кривых и поверхностей.
Полигональные сетки. Представление полигональных сеток. Согласованность
полигональных сеток. Уравнения плоскости.
2.2. Параметрические кубические кривые.
Кривые Безье. Однородные нерациональные В-сплайны. Неоднородные нерациональные
В-сплайны. Рациональная форма кривых и сплайнов. Разбиение кривых. Преобразование
представлений. Рисование кривых.
2.3. Параметрические бикубические поверхности.
Поверхности Эрмита. Поверхности Безье. Нормали поверхностей.
Модуль 3. Методы и алгоритмы двухмерной компьютерной графики. [1],[2],[3],[4] (4 час)
3.1. Входные и выходные данные растровые.
Точечные алгоритмы. Пространственные алгоритмы. Алгоритмы геометрических
преобразований. Бинарная морфология. Применение двоичной морфологии.
3.2. Входные данные растровые, выходные данные векторные.
СТО АлтГТУ 13.62.1.1199-2012
Распознавания печатного текста. Сегментация бинарных растровых данных или
выделение областей. Выделение контуров. Выделение средних линий объектов. Векторизация
скелетных изображений. Полигональная аппроксимация.
3.3. Входные данные векторные, выходные данные растровые.
Алгоритмы выделения контуров. Векторизация скелетного представления исходных
растровых данных. Алгоритм Брезенхема для отображения отрезка прямой линии. Алгоритм
построчного заполнения многоугольника. Алгоритмы заполнения области с затравкой.
Сглаживание ступенчатости.
3.4. Входные и выходные данные векторные.
Геометрическое
моделирование
на
плоскости.
Двухмерные
геометрические
преобразования. Отсечение двухмерных геометрических объектов. Решение метрических задач
на плоскости. Параметрические и вариационные геометрические модели.
Модуль 4. Методы и алгоритмы трехмерной графики [1],[2],[3],[4]-2ч
4.1. Алгоритмы визуализации трехмерных моделей.
Алгоритмы удаления невидимых линий и поверхностей. Алгоритм плавающего горизонта.
Алгоритм Робертса. Алгоритм, использующий z-буфер. Алгоритмы построчного сканирования.
Алгоритм трассировки лучей.
4.2. Алгоритмы закрашивания видимых поверхностей.
Закраска с постоянной интенсивностью. Интерполированное закрашивание. Закрашивание
по методу Гуро. Закрашивание по методу Фонга.
Модуль 5. Техника и построение графических систем. [1],[2],[4] (4 час)
5.1. Форматы графических и геометрических файлов. 1ч.
5.2. Улучшение качества изображения фильтрацией Шумоподавление. Форматы хранения
графической информации. Сжатие графической информации. 1ч.
5.3. Принципы построения “открытых” графических систем. Основные функциональные
возможности современных графических систем. Организация диалога в графических системах.
Классификация и обзор современных графических систем. 1ч.
5.4. Технические средства компьютерной графики -1ч
Мониторы, графические адаптеры, плоттеры, принтеры, сканеры. Графические
процессоры, аппаратная реализация графических функций. Типы графических устройств.
Растровые графические дисплеи. Понятие конвейера ввода и вывода графической информации.
Лабораторные занятия [4.10]
Тема 1. Работа в редакторе векторной графики Inkscape.
Тема 2. Создание изображения в редакторе Inkscape.
Тема 3. Работа в растровом графическом редакторе GIMP.
Тема 4. Редактирование растрового изображения
Тема 5. Фильтрация фотоизображения. Подавление шумов на фотографиях.
Тема 6. Создание анимированных изображений в GIMP.
(2 часа)
(4 часа)
(4 часа)
(2 часа)
(2 часа)
(3 часа)
Содержание самостоятельной работы
Самостоятельная работа студентов заключается в подготовке к занятиям по
соответствующим темам, подготовке к защитам лабораторных работ, выполнению
индивидуальных заданий по лабораторным работам.
- подготовка к лекциям
18 часов;
- подготовка к лабораторным работам
34 часа;
- подготовка к защите лабораторных работ
22 часа;
Вся необходимая для самостоятельной работы информация содержится в книгах [1-5].
Матрица распределения компетенций по разделам и темам дисциплины
2
СТО АлтГТУ 13.62.1.1199-2012
№темы/раздела Кол-во
учебной
часов
дисциплины
Модуль 1
3
Модуль 2
3
Модуль 3
4
Модуль 4
4
Модуль 5
3
Формируемые
компетенции
Примечание
ОК-8, ОК-11
ОК-8, ПК-1, ПК-2
ОК-11, ПК-2, ПК-16
ОК-8, ОК-11, ПК-2, ПК-16
ПК-2, ПК-16
-
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Основная литература
1. Шикин, Евгений Викторович.
Компьютерная графика: полигонал. модели /Е. В.
Шикин, А. А. Боресков.-М.: Диалог-МИФИ, 2005. – 49 экз.
2. Сиденко Л.А.Компьютерная графика и геометрическое моделирование: Учебное
пособие. – СПб, ПИТЕР, 2009- 224 с. – 13 экз.
3. Андреева А.Ю., Бубнова Н.Д. Компьютерная графика. Учебное пособие. [Электронный
ресурс] – Барнаул, 2008. – 72 с. Режим доступа доступа
http://elib.altstu.ru/elib/eum/pm/metKG.pdf
Дополнительная литература
4. Порев В. Н. Инженерная графика. Учеб. пособие для вузов. СПб.: БХВ-Петербург, 2005.
-430 с. – 7 экз.
5. Боголюбов С. К. Инженерная графика. М.: Машиностроение, 2009 – 392с. – 3 экз.
Интернет-ресурсы
6. www.intuit.ru
7. www.studfiles.ru
8. Электронная библиотека: http//elib.alstu.ru/
Программные продукты
9. Графический редактор GIMP
10. Inkscape — открытый редактор векторной графики
График контроля
Таблица П.1
Контрольное
испытание
Лабораторная работа 1
Защита
Лабораторная работа 2
Защита
Лабораторная работа 3
Защита
Лабораторная работа 4
Защита
Лабораторная работа 5
Защита
Лабораторная работа 6
Защита
Время проведения
2 неделя
Вес
итоговом
рейтинге
0,1
6 неделя
0,2
10 неделя
0,2
12 недели
0,1
14 недели
0,1
16 недели
0,1
в
3
СТО АлтГТУ 13.62.1.1199-2012
Зачет
17 неделя
0,2
Порядок вычисления рейтинга по дисциплине «Компьютерная графика»
1 Шкала оценок и правила вычисления рейтинга
Успеваемость студента оценивается с помощью текущего рейтинга (во время каждой
аттестации), семестрового (после окончания семестра). Во всех случаях рейтинг вычисляется
по формуле:
 R i pi
RT 
 pi ,
где Ri – оценка за i-ю контрольную точку, pi – вес этой контрольной точки.
Суммирование проводится по всем контрольным точкам с начала семестра до момента
вычисления рейтинга.
Пусть студент получил следующие оценки. Выполнение и защита работы по теме 1 – 72
балла, по теме 2 – 57 баллов, тема 3 – 0 баллов (не защищена). На 1-й аттестации (9 неделя) его
рейтинг равен:
RT 1 
72  0,04  57  0,04  0 * 0,03
 47
0,04  0,04  0,03
.
На 2-й аттестации (17 неделя) аналогичным образом учитываются выполнение и защита
лабораторных работ по темам 1-8.
Перед началом сессии вычисляется семестровый рейтинг по темам 1-8.
В зачётку выставляется оценка, соответствующая семестровому рейтингу.
2 Возможности повышения рейтинга
Для студентов с текущим рейтингом не менее 50 по их желанию и по согласованию с
преподавателем может быть организовано углубленное изучение предмета. Повышение
рейтинга осуществляется путем выполнения индивидуального задания, выполнения обзора
литературы по тематике дисциплины. Форма контроля – защита отчета по заданию, результат
оценивается по 100-балльной шкале. После проведения такого контроля (с оценкой R*),
текущий рейтинг пересчитывается по формуле:
R *Д  R Д 
(100  R Д )( R *  50 )
100
,
где RД* - новое, улучшенное значение рейтинга, RД- семестровый рейтинг по дисциплине,
R*>50 – оценка дополнительного задания. При R*<50 итоговый рейтинг не повышается.
При пропусках лекционных занятий рейтинг уменьшается на 10%.
При несоблюдении сдачи лабораторных работ в контрольной точке рейтинг уменьшается
на 10%.
Доцент кафедры вычислительных систем и информационной безопасности
__________________ Грозов В.И.
4