прогамма гм сапр ульянов

Правительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"
Факультет информационных технологий и вычислительной техники
Программа дисциплины геометрическое моделирование в САПР
для направления/ специальности 230104 «Системы автоматизированного
проектирования» подготовки бакалавра/ магистра/ специалиста
Автор программы:
Ульянов Н.Г., к.т.н., доцент, электронный адрес: ulyanovnik@inbox.ru
Одобрена на заседании кафедры ИТАС
Зав. кафедрой Тумковский С.Р.
«___»____________ 20 г
Рекомендована секцией УМС [Введите название секции УМС] «___»____________ 20 г
Председатель [Введите И.О. Фамилия]
Утверждена УС факультета ИТиВТ
«___»_____________20 г.
Ученый секретарь [Введите И.О. Фамилия] ________________________ [подпись]
Москва, 201_
Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями
университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.
1. Цели и задачи дисциплины:
Целью преподавания дисциплины является изучение и практическое
освоение студентами методов и алгоритмов построения виртуальных
объектов с помощью программных средств компьютерной графики. В
процессе изучения дисциплины рассматриваются вопросы изучения и
прикладного
применения
современных
систем
геометрического
моделирования объектов в САПР.
В результате изучения дисциплины студенты должны знать:
- методы визуального представления информации;
- математические основы компьютерной графики и геометрического
моделирования;
- особенности восприятия растровых изображений;
- методы квантования и дискретизации изображений;
- системы кодирования цвета;
- алгоритмы двумерной и трехмерной растровой графики;
геометрические преобразования
- уметь применять на практике алгоритмы компьютерной графики при
создании изображений двух- и трехмерных объектов, моделировании
процессов, создании пакетов программ.
- иметь представление о методах геометрического моделирования,
моделях графических данных и технических средствах компьютерной
графики.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина относится к базовой части раздела ООП «Профессиональный
цикл» и является частью профессионального учебного цикла в структуре
ООП
На входе от cтудента требуются компетенции по следующим областям
знаний:
 Основы линейной алгебры;
 Математическая логика;
 Программные и аппаратные средства информатики;
 Информатика и программирование.
Компетенции, полученные в результате изучения данной дисциплины,
необходимы для изучения следующих дисциплин и выполнения видов
деятельности:
 ОПД.Ф1 Вычислительные системы, сети и телекоммуникации
 ОПД.Ф3 Программная инженерия
 Б3.Ф4 Информационные системы и технологии
 Б3.Ф6 Проектный практикум
 Б3.Ф7 Базы данных
 Б3.Ф8 Информационная безопасность
 Учебная и производственная практики
3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате изучения дисциплины студенты должны:
знать методы визуального представления информации, математические
основы
компьютерной графики и геометрического
моделирования,
особенности восприятия растровых изображений, методы квантования и
дискретизации изображений, системы кодирования цвета, алгоритмы
двумерной и трехмерной
растровой графики,
геометрические
преобразования;
уметь применять на практике алгоритмы компьютерной графики при
создании изображений двух- и трехмерных объектов, моделировании
процессов, создании пакетов программ.
владеть представлением о методах геометрического моделирования,
моделях графических данных и технических средствах компьютерной
графики.
4. Объем дисциплины и вид учебной работы.
Всего
часов
Вид учебной работы
Аудиторные занятия (всего)
51
В том числе:
Семестры
7
51
-
-
Лекции
34
34
Практические занятия (ПЗ)
17
17
Лабораторные работы (ЛР)
17
17
Самостоятельная работа (всего)
72
72
-
-
-
-
-
-
Семинары (С)
В том числе:
-
Курсовой проект (работа)
-
34
34
Домашняя работа
68
68
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Зач./Экз.
З
Общая трудоемкость
140
140
Расчетно-графические работы
Реферат
часы
зачетные единицы 0
6
6
5. Содержание дисциплины
5.1 Разделы дисциплины
№п/п
Раздел дисциплины
1
Введение
2
Программная и аппаратная
реализация алгоритмов
компьютерной графики
Содержание раздела
Цель, задачи и структура курса.
Предмет геометрического
моделирования в САПР как
составная часть компьютерной
графики. Роль компьютерной
графики, сферы применения,
назначение компьютерной
графики.(2)
Графические адаптеры,
Графические процессоры,
аппаратная реализация
графических функций. Понятие
конвейера ввода и вывода
графической информации.
Системы координат,
применяемые в машинной
графике. Моделирование
геометрических объектов,
применяемые в машинной
графике. Способы задания
геометрических объектов.
Основные функции базовой
графики. Точки, линии,
полигоны. Методы заполнения
площади. Видовые операции.
Геометрические преобразования
графических объектов.
Графические библиотеки в
языках программирования. BGIграфика. Виртуальные
графические устройства (CGI).
Понятие структуры диалога..
Методы создания и
редактирования изображений..
Способы реализации
интерактивных графических
систем. Применение
интерактивных графических
систем.(4)
3
4
5
5.2.
Алгоритмы модификации
геометрических объектов
Создaние твёpдого телa,
огpaничивaемого повеpхностью
пеpеходa между зaдaнными
контуpaми ,выдaвливaние
контуpa вдоль зaдaнной кpивой
paзличного видa, постpоение
уклонов;создaние paзличного
типa отвеpстий;получение
paзвёpтки тел paвномеpной
толщины.
Геометрия кривых и поверхностей моделирование кривых,
в трехмерном пространстве, их
аппроксимация данных с
параметрическое описание
помощью кривых,
выполнение функциональных
аппроксимаций, сплайны, NUBSсплайны (6)
Построение реалистических
изображений
Разделы
дисциплины
Постановка задачи синтеза
сложного трехмерного
изображения. Этапы синтеза
и
междисциплинарные
связи
с
обеспечиваемыми(последующими) дисциплинами
№
п/
п
Наименование обеспечиваемых
(последующих) дисциплин
1.
СД.Ф7 Разработка САПР
СД.Ф8 Автоматизация конструкторского
и технологического проектирования
*
Б3.Ф3 Программная инженерия
Б3.Ф4 Информационные
системы
и
технологии
Б3.Ф5 Проектирование информационных
систем
2.
3.
4.
5.
6.
Б3.Ф6 Проектный практикум
7.
Б3.Ф7 Базы данных
№ № разделов данной
дисциплины, необходимых
для изучения
обеспечиваемых
(последующих) дисциплин
1
2
3
4
5
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
8.
Б3.Ф8 Информационная безопасность
9.
Учебная и производственная практики
*
*
*
*
*
*
*
*
*
5.3 Разделы дисциплины и виды занятий
№п/
Раздел дисциплины
п
1
Введение
2
Программная и аппаратная
реализация алгоритмов
компьютерной графики
3
Алгоритмы модификации
геометрических объектов
4
Геометрия кривых и поверхностей
в трехмерном пространстве
5
Построение реалистических
изображений
Аудиторные занятия
лекции
ПЗ (или С)
ЛР
1
2
1
4
1
4
1
3
1
6 Лабораторный практикум.
№п/п
1
2
3
4
№ раздела
Наименование лабораторных работ
дисциплины
2
Реализация алгоритмов сплайновой аппроксимации
3
Реализация алгоритма выдавливания
4
Реализация алгоритма построения твердотельной
модели методом вращения
5
Построение криволинейных поверхностей как функции
двух переменных
7. Примерная тематика домашних работ и реферата





Для домашних работ можно использовать следующие темы:
Знакомство с одним графических пакетов
Процессы в графической системе.
Форматы файлов для передачи графической информации
Сравнительный анализ графических систем
Преобразование описания объекта при обработке
8. Учебно–методическое обеспечение дисциплины.
а) Основная литература:
1.Роджерс Д. Алгоритмические основы машинной графики.-М.: Мир, 2001.604с.
2.Роджерс Д., Адамс Дж. Математические основы машинной графики. М.:Машиностроение, 2001.-604 с.
б) Дополнительная литература:
Шикин Е.В., Боресков А.В.Компьютерная графика.Полигональные модели. М.:ДИАЛОГ-МИФИ, 2000.-464 с.
9. Материально – техническое обеспечение дисциплины
Для успешного освоения дисциплины необходимо следующее
материально-техническое обеспечение:
1. Дисплейный класс, оборудованный современными персональными
компьютерами.
2. Интерактивная доска и/или проектор с экраном.
10. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
В учебном процессе помимо чтения лекций проводятся практические
занятия, которые составляют около 50% аудиторных занятий. На них широко
используются интерактивные формы взаимодействия со студентами для
обсуждения отдельных разделов дисциплины, защиты домашних заданий,
демонстрации работы современных графических систем систем. В сочетании
с внеаудиторной работой это способствует формированию и развитию
профессиональных навыков обучающихся.
Разработчики:
МИЭМ, каф. ИТАС
Ульянов Н.Г.
Эксперты:
____________________
____________
(место работы)
(занимаемая должность)
фамилия)
____________________
(место работы)
фамилия)
____________________
(занимаемая должность)
(инициалы,
______________
(инициалы,