计算机图形学论文篇(1)

关键词：图形学；发展；应用

1计算机图形学的发展

计算机图形学是利用计算机研究图形的表示、生成、处理，显示的科学。经过30多年的发展，计算机图形学已成为计算机科学中最为活跃的分支之一，并得到广泛的应用。1950年，第一台图形显示器作为美国麻省理工学院（MIT）旋风一号——（Whirlwind）计算机的附件诞生．该显示器用一个类似示波器的阴极射线管（CRT）来显示一些简单的图形。在整个50年代，只有电子管计算机，用机器语言编程，主要应用于科学计算，为这些计算机配置的图形设备仅具有输出功能。计算机图形学处于准备和酝酿时期，并称之为：“被动式”图形学。

2计算机图形学在曲面造型技术中的应用

曲面造型技术是计算机图形学和计算机辅助几何设计的一项重要内容，主要研究在计算机图象系统的环境下对曲面的表示、设计、显示和分析。它肇源机、船舶的外形放样工艺，经三十多年发展，现在它已经形成了以Bezier和B样条方法为代表的参数化特征设计和隐式代数曲面表示这两类方法为主体，以插值（Intmpolation）、拟合（Fitting）、逼近（Ap-proximation）这三种手段为骨架的几何理论体系。随着计算机图形显示对于真实性、实时性和交互性要求的日益增强，随着几何设计对象向着多样性、特殊性和拓扑结构复杂性靠拢的趋势的日益明显，随着图形工业和制造工业迈向一体化、集成化和网络化步伐的日益加快，随着激光测距扫描等三维数据采样技术和硬件设备的日益完善，曲面造型在近几年来得到了长足的发展。

2．1从研究领域来看，曲面造型技术已从传统的研究曲面表示、曲面求交和曲面拼接，扩充到曲面变形、曲面重建、曲面简化、曲面转换和曲面位差。

曲面变形（DeformationorShapeBlending）：传统的非均匀有理B样条（NURBS）曲面模型，仅允许调整控制顶点或权因子来局部改变曲面形状，至多利用层次细化模型在曲面特定点进行直接操作；一些简单的基于参数曲线的曲面设计方法，如扫掠法（Sweeping），蒙皮法（skinning），旋转法和拉伸法，也仅允许调整生成曲线来改变曲面形状。计算机动画业和实体造型业迫切需要发展与曲面表示方式无关的变形方法或形状调配方法，于是产生了自由变形（fFD）法，基于弹性变形或热弹性力学等物理模型（原理）的变形法，基于求解约束的变形法，基于几何约束的变形法等曲面变形技术和基于多面体对应关系或基于图象形态学中Minkowski和操作的曲面形状调配技术。

2．2从表示方法来看，以网格细分（Sub-division）为特征的离散造型与传统的连续造型相比，大有后来居上的创新之势。而且，这种曲面造型方法在生动逼真的特征动画和雕塑曲面的设计加工中如鱼得水，得到了高度的运用。

3在计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）的应用

这是一个最广泛，最活跃的应用领域。计算机辅助设计（ComputerAidedDesign，CAD）是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助知识劳动者进行工程和产品的设计与分析，以达到理想的目的或取得创新成果的一种技术。它是综合了计算机科学与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴学科。计算机辅助设计技术的发展是与计算机软件、硬件技术的发展和完善，与工程设计方法的革新紧密相关的。采用计算机辅助设计已是现代工程设计的迫切需要。CAD技术目前已广泛应用于国民经济的各个方面，其主要的应用领域有以下几个方面。

3.1制造业中的应用。CAD技术已在制造业中广泛应用，其中以机床、汽车、飞机、船舶、航天器等制造业应用最为广泛、深入。众所周知，一个产品的设计过程要经过概念设计、详细设计、结构分析和优化、仿真模拟等几个主要阶段。同时，现代设计技术将并行工程的概念引入到整个设计过程中，在设计阶段就对产品整个生命周期进行综合考虑。当前先进的CAD应用系统已经将设计、绘图、分析、仿真、加工等一系列功能集成于一个系统内。现在较常用的软件有UGII、I-DEAS、CATIA、PRO/E、Euclid等CAD应用系统，这些系统主要运行在图形工作站平台上。在PC平台上运行的CAD应用软件主要有Cimatron、Solidwork、MDT、SolidEdge等。由于各种因素，目前在二维CAD系统中Autodesk公司的AutoCAD占据了相当的市场。

3．2工程设计中的应用。CAD技术在工程领域巾的应用有以下几个方面：①建筑设计，包括方案设计、三维造型、建筑渲染图设计等。②结构设计，包括有限元分析、结构平面设计、框/排架结构计算和分析等。③设备设计，包括水、电、暖各种设备及管道设计。④城市规划、城市交通设计，如城市道路、高架、轻轨等。⑤市政管线设计，如自来水、污水排放、煤气等。⑥交通工程设计，如公路、桥梁、铁路等。⑦水利工程设计，如大坝、水渠等。⑧其他工程设计和管理，如房地产开发及物业管理、工程概预算等。

3．3电气和电子电路方面的应用。CAD技术最早曾用于电路原理图和布线图的设计工作。目前，CAD技术已扩展到印刷电路板的设计（布线及元器件布局），并在集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路的设计制造中大显身手，并由此大大推动了微电子技术和计算及技术的发展。

3．4仿真模拟和动画制作。应用CAD技术可以真实地模拟机械零件的加工处理过程、飞机起降、船舶进出港口、物体受力破坏分析、飞行训练环境、作战方针系统、事故现场重现等现象。在文化娱乐界已大量利用计算机造型仿真出逼真的现实世界中没有的原始动物、外星人以及各种场景等，并将动画和实际背景以及演员的表演天衣无缝地合在一起，在电影制作技术上大放异彩，拍制出一个个激动人心的巨片。

3．5其他应用。CAD技术除了在上述领域中的应用外，在轻工、纺织、家电、服装、制鞋、医疗和医药乃至体育方面都会用到CAD技术。CAD标准化体系进一步完善；系统智能化成为又一个技术热点；集成化成为CAD技术发展的一大趋势；科学计算可视化、虚拟设计、虚拟制造技术是CAD技术发展的新趋向。

计算机图形学论文篇(2)

3D图形学游戏数字媒体技术一、前言

数字媒体技术专业是近年来新增的专业，数字媒体技术是通过现代计算和通信手段，综合处理文字、声音、图形、图像等信息，使抽象的信息变成可感知、可管理和可交互的一种技术，主要包含场景设计、角色形象设计、游戏程序设计、多媒体后期处理、人机交互技术。图形学是该专业的核心课程之一。

“3D游戏图形学”是一门在对传统课程“计算机图形学”课程内容进行调整的基础上，针对数字媒体技术专业新开设的专业课。该课程主要介绍三维计算机图形学的基本概念、算法与编程实现，以及3D图形开发技术的最新进展。

本文首先对传统“计算机图形学”课程存在的问题进行了分析，提出了开设“3D游戏图形学”的必要性；然后就“3D游戏图形学”课程的教学内容和实验教学进行了讨论；最后总结我们的经验与不足。

二、开设“3D游戏图形学”课程的必要性

近年来，随着计算机软硬件技术的进步，计算机图形学技术发展很快，在各方面的应用也越来越广，特别是以动画、游戏为代表的数字娱乐产业的迅猛发展，极大地推动了计算机图形学相关学科的发展，但是目前计算机图形学的教学内容无法紧跟最新技术的发展，存在以下一些问题：

1.多以二维图形和理论讲述为主。对直线、圆、曲线等基本图形算法讲述较多，但是目前的图形学应用主要是三维的，二维图形算法已经非常成熟和硬件化了。

2.对当前应用领域中所用到的最新图形技术设计较少。随着动画、游戏等技术的发展，计算机图形技术涌现了越来越多的新方法和新技术，但传统课程“计算机图形学”的教学内容陈旧。

3.实践案例教学内容欠缺。目前计算机图形学的教学没有理论结合实践，缺乏讲解具体算法的实现方法，要么主要将理论，要么讲程序语言OpenGL的简单使用方法，与实际应用需要严重脱节，使得学生学习一学期后也无法进行具体的图形编程。

为此，迫切需要开设一门教学内容与时俱进、理论与实践并重的课程，不仅要把经典计算机图形学的基本原理讲透，而且能适当融合当前三维计算机图形技术的最新发展，并结合具体实践开展案例教学。基于这一考虑，我们开设了“3D游戏图形学”这门课程。

三、课程教学内容设计

“3D游戏图形学”总学时数48学时，理论教学33学时，实验教学15学时。理论教学内容分为以下9讲：

第1讲为计算机图形学基础，主要介绍计算机图形学的定义、研究范畴，计算机图形学的发展历史和应用领域，图形系统构成、输入输出设备，以及计算机图形学的发展热点，课时为2学时。

第2讲为基本图形生成算法，讲述图形光栅化的基本原理，直线的生成算法包括数值微分法和中点Bresenham算法，圆的生成算法包括简单方程生成圆和圆的中点Bresenham算法以及多边形的光栅化算法，课时为4学时。

第3讲为图形变换，图形变换是计算机图形学领域内的重要内容之一，为将绘制的图形转化成适合在屏幕上显示的二维图形，必须将其经过一系列的变换，包括平移、旋转、缩放、投影等，本讲主要讲述计算机图形系统中最常用的二维图形变换和三维图形变换，课时为4学时。

第4讲为三维场景绘制流水线，主要讲述三维场景显示到屏幕上需要的一系列变换，包括观察空间变换、投影变换、窗口到视区的变换和光栅化显示，课时为3学时。

第5讲为真实感图形光照处理，主要讲述简单光照模型，透明、明暗、阴影及纹理处理，整体光照模型与光线跟踪算法，课时为时。

第6讲为三维场景造型技术，主要讲述三维场景的组织方式，几何剖分技术包括四叉树、八叉树、BSP树等，快速可见性判断与LOD加速绘制技术，课时为4学时。

第7讲为游戏特效绘制技术，主要讲述常用的特效实现基本原理和方法，如广告牌技术、粒子系统技术、精灵动画技术、烟雾火特效技术和眩光特效技术等，课时为3学时。

第8讲为碰撞检测技术，主要讲述碰撞检测的基本原理、基本碰撞检测算法的原理与实现，包括基于图像空间的碰撞检测算法、基于一般表示模型的碰撞检测算法和面向可变形体的碰撞检测算法，课时为2学时。

第9讲为计算机动画技术，主要讲述几种最典型的动画运动生成方法，包括关键帧方法、过程动画、变形动画、基于物理模型的方法和人体动画，课时为2学时。

与传统的计算机图形学相比，本课程偏重最新的三维计算机图形学技术。用较少的课时介绍经典的二维图元绘制算法，然后重点介绍当前用得最广泛的三维图形技术，融合最新的三维游戏图形开发技术。另外，本课程注重理论和实际相结合，在每一章讲完理论后，紧接着介绍如何采用OpenGL进行具体编程，使学生可以利用所学知识做出自己的图形，提高学生的学习兴趣与编程能力。

四、课程实验教学设计

“3D游戏图形学”是一门实践性很强的课程，为了使学生能学以致用，真正掌握目前应用广泛的三维图形技术，做到与时俱进，除了理论教学外，必须辅以足够的实验教学，着重培养学生的编程实现能力，使得学生学习该课程后能够利用OpenGL或DirectX进行具体的三维图形编程。实验教学内容是在保留经典的二维图形编程的基础上增加了三维图形编程项目，实验类型包括基本型、设计型和综合型三种。

基本型实验，主要是通过实验对基本理论进行验证，加深学生对基本理论的理解，安排三次课内实验，实验一为VC++6.0+OpenGL绘图环境及简单图形的输出，主要是掌握在VC++6.0平台上配置OpenGL工具包，熟悉OpenGL工具包的主要功能，掌握OpenGL的绘图流程和原理，课时为2学时；实验二为基本图元生成算法的实现，主要是理解基本图形元素光栅化的原理，掌握直线和圆的多种生成算法，课时为4学时；实验三为几何图形变换实验，主要是实现二维、三维图形变换，包括基本几何变换和投影变换，课时为3学时。

计算机图形学论文篇(3)

关键词：计算机；图形与图像；区别与联系；

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2016）04（b）-0000-00

随着时代的进步和社会的发展，人们的生活水平越来越高，我国社会经济的发展越来越迅猛，与此同时，科学技术也在不断的飞速发展中，随着计算机技术的全面发展，计算机图形和图像已经广泛应用到我们生活工作的每个角度，人们无时无刻不在接触着各种各样的图形和图像，但是，大部分用户对图形和图像的概念还是非常模糊，也经常把计算机图形和图像混为一谈，这种认识上的错误，不仅影响计算机图形图像技术的普及和发展，也阻碍图形和图像技术的推广和应用。所以，理解和掌握计算机图形和图像的内在关系，对于计算机图形图像技术的发展和应用都有着非常重要的意义。只有这样，才能根据实际情况，实现对计算机图形和图像的合理运用。

1计算机图形与图像的概念

1.1计算机图形的概念

图形是指由外部轮廓线条构成的矢量图，是用计算机技术绘制的直线、圆、矩形、曲线以及图表等等。其基本单元是锚点和路径，不论放大多少倍，图形的边缘都是平滑的，不会影响图像的输出质量，对其任意缩放，效果一样清晰。

1.2计算机图像的概念

图像又称位图。它是通过扫描仪和摄像机等输入设备捕捉实际的画面而形成的数字图像。数字图像是由像素点阵构成的，如果将其放大到一定程度，就会出现马赛克效果，每个小方格被称为一个像素，也可称为栅格。

2计算机图形和图像的区别

2.1数据来源的差异

计算机图像信息一般情况下是来自客观世界的，它通指的是对客观世界的一种成像，比如说我们拿照相机拍出来的照片风景，而计算机图形则是通过计算机操作技术形成的一种形式，它是计算机通过对算法操作或者计算从而形成的。

2.2处理方式的差异

一般情况下，计算机图形处理是对图像处理的识别和弥补，图形处理更多的是一种对几何形式的处理，比如说对图形的缩放、旋转、明暗处理以及阴影处理等等。而图像复原、图像分类、图像融合、图像超分辨率以及图像模式的识别等等，都是对已有的数据信息的细化处理和研究。

2.3理论基础的差异

除了数据来源和处理方式的差异，计算机图形与图像在理论基础上也有很大的区别。计算机图像处理相对于图形处理是发展的比较早的一门学科，也称数字图像处理，它是将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的的过程，它的理论基础通常都是来自对信号的处理，像信号处理理论、模糊数学、概率统计等等。而对于计算机图形学来说，它更注重、倾向的是几何的理论和知识，所以，计算机图形的理论基础一般主要来自透视变换、几何计算、仿射以及分形理论等等。

2.4用途的差异

由于计算机图形与图像在理论上和处理方式上都存在很大的差异，所以决定了计算机图形与图像在用途上也存在很大的差异，计算机图形的主要用途是非现实场景的实现，比如说我们日常工作中的集体重构和计算机辅助设计CAD、计算机辅助教学CAI计算机艺术等等。而计算机图像则主要用于具体的实际工作中，比如医院治疗的医学模式的识别：一般的CT技术，医用显微图像的处理分析，X光肺部图像增晰、超生波图像处理、立体定向放射治疗等；航空航天领域的航天数据分析：JPL对月球火星照片的处理、飞机遥感和卫星遥感技术，利用陆地卫星所获取的图像进行资源调查、灾害检测、资源勘测、农业规划、城市规划等；工业工程领域：自动装配线中检测零件的质量并对零件进行分类、印刷电路板疵病检查、弹性照片的应力分析、流体力学图片的阻力和升力分析、邮政信件的自动分检、在一些有毒放射性环境内识别工件及物体的形状和排列状态、工业视觉等；在军事和公安方面图像处理和识别主要用于导弹精确制导、各种侦察照片的判读、具有图像传输存储和显示的军事自动化指挥系统、飞机坦克和军舰模拟训练系统等，公安业务图片的判读分析、指纹识别、人脸鉴别、不完整图片的复原以及交通监控、事故分析，高速公路不停车自动收费系统中的车辆和车牌的自动识别等；通信工程方面：分形编码、自适应网络编码、小波变换图像压缩编码等以及文化艺术方面的电视画面数字编辑、动画的制作、电子图像游戏、纺织工艺品设计、服装设计与制作、发型设计、文物资料照片的复制和修复、运动员动作数据的分析处理等等，这些应用通常是现实生活中存在的并且需要非常严谨、准确的分析和处理结果。

3计算机图形和图像的联系

计算机图形与图像虽然有很大的区别，但是他们之间也存在一定的联系，在特定条件下也可以实现转化，一种转化是对象和输入、输出设备之间的硬转化，另外一种是对象文件格式之间的软转化，下面本文对这两种转化进行具体的分析。

3.1计算机图形和图像的软转化

计算机图形和图像的软转化是指通过改变图形与图像的文件格式，从而实现图形和图像的互相转化。有很多用户都认为计算机图形和图像相互之间是可以随便转换的，实际上计算机图形与图像软转化的条件非常受限制，而且很多图形和图像之间的软转化是不可互逆的，用户一定到注重这点，以免对图形和图像之间的软转化操作失误，因为图形和图像之间软转化的次数越多，计算机信息丢失的就可能越多。比如说在计算机默认的情况下，我们用Coreldraw做的一个文件，文件格式表现为cdr，为矢量图，表现为图像信息，而当我们保存这个文件时将文件格式选择为jpg，bmp或者是其他的位图格式时这个文件格式将表现为图像信息。

3.2计算机图形和图像的硬转化

计算机图形和图像的硬转化是通过不同的硬件对图形和图像进行输入、输出从而让图形和图像之间进行互相转化。通常情况下，同一种图纸对象，是可以实现两种行驶的转化的，既可以被作为计算机图形进行处理，也可以被视为图像进行处理。在实际操作的过程中，我们可以根据被处理的对象的性质以及其要达到的处理效果进行适当的判断，看哪种处理方式更适合，效果更好。比如说，我们经常会操作的一个过程，我们可以将手绘制的图纸作为处理对象，在没有将其输入到计算机中，它还不能被看作是图形或者图像，但是当我们用扫描仪将这张手绘的图纸输入到photoshop中时，它显示的是点位图，这时图纸就是图像信息，而当我们将其输入到AutoCAD中时，它就显示为矢量图，从而也就成了图片信息了。这就是计算机图形与图像具体的一个硬转化过程。

4结束语

总之，准确并且熟练的掌握计算机图形与图像处理方法，搞清计算机图形与图像区别与联系对于我们研究和应用计算机技术都有着非常重要的促进作用。本文从数据来源、处理方式、理论基础以及用途等差异上来分析计算机图形和图像的区别，又从两者的软转化和硬转化两个方面来分析他们的具体联系。希望通过本文的介绍，能使人们了解计算机图形和图像不是一个概念，并能清楚他们之间的关系，从而根据自己的实际情况，对计算机图形和图像进行有效合理的使用，更好的运用计算机图形和图像处理技术。

参考文献

[1]计算机领域中图形与图像的区别与联.黑龙江科技信息，2012（07）.

计算机图形学论文篇(4)

关键词：计算机技术；辅助制图；机械制图；实践研究

传统的机械制图方式已经无法直接满足现如今的社会发展需要，机械制图的教学方式也需要不断完善和改进。机械制图教学工作中，应该将计算机技术和制图方法相结合，提升机械专业学生的实际应用能力。这一课程的实用性较高，因此，教学方法和设计方式成为教学的难题，给专业教师带来了挑战。

1 计算机辅助设计简介

计算机辅助主要是指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移、复制和旋转等有关的图形数据加工工作。

2 机械制图结合计算机技术的教学意义

2.1 提升学生的形象思维和构形能力

和传统的手工绘图相比，计算机本身的高效性和快速性具有优势。不仅如此，准确性相对较高，而且修改起来也比较容易。但是，在实际的计算机应用中，学生们首先应该培养自身的构形能力和思维方式。这也正是教学目的的集中体现。所以说，将计算机技术应用到机械制图工作中，不仅可以提升教学的整体效率，还可以提升学生的思维水平，可谓是一举两得。另外，计算机辅助制图还有助于学生思维观念的高度创新，对于一些抽象的概念和形态具体化是学生实际应用能力的体现。

2.2 有利于提升学生实践能力

培养应用型人才已经成为一种普遍的趋势，对于机械专业的学生来说，进入社会之后多数都将投入到产品的生产制造以及开发和营销等岗位。因此，对于这些人才本身的实践能力和思维能力都提出了较高的要求。只有实践能力过硬，才能在竞争日益激烈的社会岗位上占据一席之地。学生在培养实践能力的过程中，依靠计算机技术的辅助，完成机械制图是一种重要的平台。教学过程中的机械制图可以提升学生们动手解决问题的能力。而且经过测量和分析，学生还可以明确设计的理念和方法，达到理论联系实际的目的。所以说，将计算机技术融入到机械制图的教学工作中，从宏观上还有助于提升学生们的实践能力，为培养应用型人才奠定基础。

3 计算机辅助机械制图的策略分析

3.1 利用多媒体技术机械制图环境

教师在进行机械制图教学的过程中，不可忽视的就是多媒体教学技术。这是一种将有形和无形相结合的教学方式。教学中，教师可以充分利用科学的数据信息来提升教学的科学性。同时，还可以通过有形的图像和声音等来向学生进行表达。将设计方法直观的展现在学生面前。同时，在机械制图的时间中，利用计算机和多媒体技术可以充分结合实际的案例进行分析，营造了一种形象、生动的教学环境。另外，教师还可以根据相关的制图工具设置文字以及图形的样式和颜色，为设计实践奠定基础。

3.2 将计算机制图和手工制图相结合

虽然将计算机技术融入到机械制图中具有一定的现实意义，效果也非常明显。但是一些特殊的制图教学却不能单纯地只依靠计算机来进行辅助，也需要传统的手工来完成。可见，在教学的过程中，将这两种教学方式相结合是最科学的选择。如果机械图形相对比较简单，只是单一的二维图形，在实际的绘图中，学生们选择手绘地方式不仅有助于找到图形设计的规律还能够对各个参数之间的比例进行明确。如果是对相对比较负责的装配图进行讲授时，可以适当地选择计算机进行辅助。一般来说，计算机的CAD技术是比较常见的应用软件技术，不仅可以提升学生们本身的动手能力，还可以直接提升教学的总体效率。将计算机辅助制图技术和传统的手绘方法相结合在现如今的多数高校中都有所应用，效果明显。因此，逐渐成为机械制图专业教师们的首选教学方式，对于达到教学目的，提升课堂氛围都具有借鉴意义。

3.3 利用剖视图和剖面图进行教学，提高教学有效性

一方面，利用制图中的剖视图进行教学。在制图中，当对两个相交面进行剖切时，在获得一个直观视图效果的同时，又能对多个剖切位置的剖视效果有所了解。教师要对剖视图涉及到的内容进行细致的讲解，为以后机械制图的设计与实践教学打下建设的基础。利用制图中的剖视图进行教学，能帮助学生掌握对一个或者多个相交剖面的零件设计和实践的能力，利用实例进行演示的话，能帮助学生了解和掌握在实际设计中如何利用好该类型的剖面形式，以培养学生的实践性思维。另一方面，利用实际操作绘制的剖面图进行教学。先要绘制三位模型与剖面图之间的截交线投影，投影是封闭的曲线，然后在封闭的曲线内绘制剖面符号。在绘制内孔的投影时，要将其作为透明的实物进行分析，依据剖视图的定义，对其投影的绘制出了剖面和孔内的投影外，对不可见投影如果视图无法表达清楚的话，就直接忽略。

3.4 机械制图的内容与机械CAD结合

机械制图教材中所涉及到的内容主要包括绘制机械图样的原理、基本方法、正投影的基本理论以及培养学生对图样的分析能力和思维能力。CAD则是一种计算机辅助设计软件，手工制图需要的绘图工具都被一个显示器和一个鼠标就所替代了，并且CAD的绘图功能要远远超于手工绘图，无论是绘图的效率还是质量都远在于手工绘图之上。但这并不意味着机械制图没有意义，如CAD中的三维模型虽然取代了手工制图方法，但是它并没有违背机械制图的理论和规范，CAD巧秒的弥补了传统制图的缺陷，两者要交叉使用，相辅相成。所以在实际教学中应对其内容进行调整和改革，将机械制图与机械CAD的相关内容进行有机结合。

结束语

总之，利用计算机辅助制图进行机械制图设计与实践，适应了我国教育改革的需求，是为我国培养全面应用型人才的必要手段。教师在教学中，要利用多媒体技术，融合计算机辅助制图与传统手工绘图，利用剖视图和剖面图进行教学，利用CAD技术以提高教学效果。

参考文献

[1]张信群.CAD技术在机械制图教学中的应用与探讨[J].滁州职业技术学院学报，2011，19（2）：24-25.

[2]杨文伟.浅析机械制图与机械CAD的有机结合[J].才智，2013，20（34）：17-18.

计算机图形学论文篇(5)

关键词： 巴班斯基优化理论；计算机图形学；双语教学

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0220129－01

随着全球经济的一体化，高等教育的国际化，既精通母语又通晓外语的双语人才成为中国参与国际竞争的重要条件之一。教育部在《加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》（教高[2001]4号）中提出的加强大学本科教学12项措施中要求各高校在3年内开设5%～10%的双语课程。随着我校提出的“产、学、研”相结合的国际一流办学宗旨逐步实施，计算机专业课程双语教学势在必行。

1 研究现状及意义

20世纪90年代初，我国开始双语教学实验，刘永立[1]等对高校如何搞好大学计算机公共课程双语教学进行了探讨，崔新春等提出了一种创新的C++双语教学模式[2]。同时，巴班斯基的最优教学理论已经被广泛应用于提高教学质量[3]和现代英语教学[4]，为研究优化教学提供了充分的理论依据。

在现有的计算机课程双语教学研究中，大部分是针对计算机基础课和专业基础课程[1]，而对计算机图形学并未做出有价值的研究。计算机图形技术源于外国，不同语言对图形学术语、算法表述的客观性等方面存在不同程度差异。利用双语进行图形学课程教学，有利于学生更准确地理解、把握图形学中诸多定义、术语和算法的真正含义。

在现有的图形学教学研究中，主要存在：经验介绍多，理论整合少；表层描述多，深层探讨少；一般性论述多，个性化研究少三个方面的问题。

本文从多年双语教学实践经验出发，采用比较研究和实证研究的方法对计算机图形学双语教学进行了有益的探索，试图提出符合我校计算机图形学双语教学理论。

2 从理论上提升图形学双语教学水平

双语教学不是英语教学和专业教学的简单迭加。为了增强图形学双语教学效果，笔者引用前苏联著名教育学家Ю・К巴班斯基的教学优化理论设计了我校图形学双语教学模式。最优化理论的精髓，就是用最短的教学时间取得最优的教学效果。巴班斯基提出了既能提高效率，又能防止过度消耗教师的时间和精力的基本方法。笔者利用巴班斯基教学优化理论，通过比较教学时间、方法、内容和模式的各种方案，设计了自己的双语教学计划，通过科学的教学方法和模式策略，获得最优的教学效果，较好地完成图形学双语教学活动承载的特定任务。

2.1 科学地选择授课学科和时间

巴班斯基提出：教学过程最优化不仅要科学地组织教师的劳动，还要科学地组织学生的学习活动。在调查中，大部分学生认为图形学基础理论发端于西方，与国际联系密切，适合采用双语教学。学习迁移理论认为，尽可能选择与学生过去的认知结构相接近的课程，有利于知识的迁移、深化和扩展。根据实践，本人将图形学双语教学授课时间安排在第五学期。此时学生掌握了一定的专业基础知识，英语水平有了一定的提高。同时为了进一步提高可行性，将该课程设为“专业选修课”，允许学生根据自身的条件和将来的发展进行选择，提高学习的自主性。

2.2 合理地定位双语教学目标

根据巴班斯基的最大效果理论，结合我校学生自身的实际情况，将双语教学的目标定位在语言目标和知识目标层次上。语言目标即重点关注学生听、读、说、写能力，使其能听懂英语授课，读懂英语教学资料，进而能用英语进行交流；知识目标即学生掌握学科系统的专业知识体系。最高层次的思维目标，即师生共同具备对该学科的双语思维的能力，达到对学科知识原汁原味的理解，是我们师生长久努力的方向。

2.3 优化作业设计与能力的测量

目前的双语教学设计中，环节饱满，形式丰富，但效果泛泛，超越“实际学习可能性”和“正常规程”并导致学生日趋厌学。巴班斯基认为：优化作业设计与能力的测量是考查课堂效果不容忽视的。本文设计一种适合本课程的双语能力评价方法：平时作业以三种方式完成：英语，双语和汉语，在完成质量相同的情况下，分别给予A+，A和B+；考试用双语试卷，鼓励英文答题，在综合评分时给予适当的鼓励权重，以此来激励学生参与双语教学的热情。通过上述测评方案，学生能够阅读专业外文文献并对图形领域产生浓厚的兴趣。

2.4 探索个性化的教学模式和方法

巴班斯基将学生学习负担过重的原因归结为缺乏科学方法。本文倡导的双语教学是基于“科学研究”，而不是 “行政指令”。在与学生交互的过程中遵循“己所不欲，勿施于人”的原则探索具有学校特色、班级特色、学科特色的个性化的双语教学模式。最终本文结合浸身目标语的教学模式，提出了图形学双语教学的教学模式，教学准备和教学方法。

教学模式：考虑到学生的英语和专业基础，提出符合校情的“维持母语”的添加性双语教学模式。通过巴班斯基理论中课堂导入、教学情景创设、教学游戏、讨论与争辩等培养学生学习的兴趣。教材与授课语言采用：本土教师+外文原版教材+“英语一汉语”的优势合作互补组合。学生通过英语学习专业知识，借助英语促进专业知识领会。

教学准备和教学方法：优化教法是巴班斯基教学过程最优化的核心。本文根据巴班斯基理论，采用术语先行，循序渐进的教学方法和教学过程。课前，整理常用的专业词汇、概念和术语并编撰电子词典，以供学生在学习中查询。课中设计为3阶段，第一阶段，即前2周属于简单渗透层次，讲课采取先英后中、边讲解边翻译的方式；第二阶段，即第三周到第十周进入整合层次，讲课采取中英交替，并逐渐加大英语比重，有意识地锻炼学生的听力及用外语表达中文内容的能力。第三阶段，即最后2周的双语思维层次，英语的比重增加到2/3，学生学会用英文来思考、解答问题。

3 结束语

实行计算机图形学双语教学，有利于学生掌握最新图形技术，了解本专业的发展动态，是我校提高现代教育理念和培养高素质国际型人才的需要。本文在双语教学过程中，对外来的理论采取拿来主义的态度，借鉴前苏联著名的教育学家Ю・К巴班斯基的教学过程最优化理论，以优化图形学双语教学，节约教学过程的时间、精力和费用，使双语教学达到知识互补、解放教师、启发学生的目的。

参考文献：

[1]刘永立，高校计算机文化基础课程双语教学的思考[J].榆林学院学报，2007（4）：12-13.

[2]崔新春、谢娟，面向创新的双语教学模式探究，电气电子教学学报，2009，30（1）：95-96.

计算机图形学论文篇(6)

关键词：CDIO；计算机图形学；立体化教学模式

作者简介：邹耀斌（1978-），男，江西鹰潭人，三峡大学计算机与信息学院，讲师。（湖北　宜昌　443002）

基金项目：本文系三峡大学人才引进项目（项目编号：KJ2011B040）、三峡大学2012-2013年度求索大学生创新活动计划重点项目课题的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）31-0080-02

CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运作（Operate），CDIO教育理念是近年来国际工程教育改革的新成果，是一种将理论教育与实践教育紧密结合的创新教育理念。[1]CDIO让学生以主动的、实践的、课程之间存在有机联系的方式学习工程，引导学生主动有效地学习课程知识，并以团队的形式通过实践来提高学生对知识的应用能力。[2]

CDIO教育理念和模式的先进性和优越性集中体现在实践可操作性、全面系统性和广泛适应性这三个方面。[3]首先，CDIO系统地阐述了能力培养、全面的实施指导以及检验测评的12条标准，这些内容具有很强的实践可操作性。其次，CDIO强调培养学生的综合能力，所设计的CDIO能力大纲涵盖了学生综合能力培养的四个层面：个体的技术知识和推理能力、个体的职业技能、团队的协作和交流能力以及项目的构思、设计、实施和运作能力。最后，世界上众多高等教育机构近10年来持续不断的改革和探索表明，CDIO教育模式经过适当的调整，可以适用于绝大部分工程学科的大学生教育，其中也包括计算机专业的工程教育，[4]展现了CDIO的广泛适应性。

计算机图形学的应用范围涵盖科学、艺术、工业、商务、医药、政府、娱乐、广告、教学和培训等各个方面。[5]鉴于计算机图形学应用领域日益广泛的现实，国内外大学在计算机专业大都开设了“计算机图形学”课程，三峡大学也将其确定为主干选修课程之一。“计算机图形学”课程具有很强的理论性和实践性，在教学中不但要注重学生专业理论知识的教育，更要重视学生的工程实践能力的培养。CDIO能力大纲的四个层面完全涵盖了“计算机图形学”课程对学生能力培养的各个方面，因此将CDIO教育理念引入到“计算机图形学”课程的教学改革具有积极的指导意义。

一、“计算机图形学”课程的教学现状分析

教学实践表明，修学“计算机图形学”课程的学生，他们在学习过程中表现出的兴趣普遍呈现先高后低的特征：一开始兴趣非常浓厚，也愿意和教师交流。但随着课程的推进，学习的主动性明显退化，以至于最后成为被动接受的机器。造成这种尴尬境地的因素是多方面的，归结起来主要有以下4个方面的原因。

1.基础理论宽泛，课程难度较大

“计算机图形学”是数学、物理、计算机、心理学等多个学科交叉融合的一门学科，理解计算机图形学的许多问题往往要有很好的数学或者物理知识。三峡大学是一所省属二本院校，总体而言，学生的数理基础相对薄弱，一旦碰到复杂的数学公式推导和物理背景分析容易打退堂鼓，也就很难持续保持浓厚的学习兴趣。

2.课程内容偏多，理论课时偏少

一方面，“计算机图形学”涵盖的内容非常多，既包括图形系统介绍、二维三维图形绘制显示，又包括真实感、非真实感建模与绘制、计算机动画生成等等，而每项内容又涉及到很多细节技术。另一方面，课程的理论学时通常不到40。在偏少的学时内，计算机图形学的知识体系容易被拆分成零散的知识点，使得学生无法从全局把握该课程的知识体系，容易丧失学习目标。

3.教学观念落后，考核方式单一

传统的以“知识点为导向”的教学观念，过分强调学生对知识点的掌握，教师对教学大纲中要求的知识点作详细的讲解，容易形成一种满堂灌的教学局面，反而降低了学生的学习主动性。另外，以“知识点为导向”的教学观念产生的考核方式往往很单一，要求考试内容尽可能多地涵盖大纲中的知识点。这种考核方式容易误导学生把时间和精力放在记忆知识点上，但是实际上又无法真正考核学生对知识的应用能力。

4.偏重理论教学，实验成摆设

“计算机图形学”是一门高等工程学科，它需要在理论的指导下和工程实践结合。或许是受课程理论基础宽泛的影响，教师往往容易将重点放在理论的讲授上，反而忽视了重要的实验环节。调查显示国内很多二本院校只开设了不到10学时的实验课，使得原本很重要的实验变成了装饰。另外，计算机图形学实验平台的搭建也被很多二本院校所忽视，很多院校没有专用的计算机图形学实验室。

二、融合CDIO教育理念的教学改革实践

“计算机图形学”课程教学中存在的上述问题，容易使学生丧失学习兴趣，学生很难掌握基础知识和专业编程技能。另一方面，CDIO理念利于激发学生的学习兴趣、加深专业基础知识的理解与应用、锻炼和提高学生的工程实践能力、培养学生的团队协作精神。据此，我们引入CDIO理念并制定了CDIO模式的“计算机图形学”课程教学改革方案，具体地涉及如下4个方面的教学改革。

1.立体化教学模式

计算机图形学论文篇(7)

关键词：数字图像处理 GIS 技术应用

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）05-0000-00

数字图像处理就是利用计算机对图像信息进行加工来满足人类视觉或心理需求的行为，实质上是一串能够被计算机还原显示和输出为一幅图像的数字码，在科学技术高度发展的现代社会，人类对信息的获取与传输主要依靠图像，所以图像对于人类认识世界，认识社会都有着很重要的作用。图像处理技术发展时间并不长，其技术起源是在20世纪20年代，至今还不到一个世纪，因此数字图像技术还未被完全的开发和利用，现如今除了对图片作出处理之外，也在GIS（地理信息系统）中被充分应用。数字图像处理技术在GIS中的应用，为地理信息系统的发展完善作出了巨大的贡献。

1数字图像技术的发展与现状

数字图像技术的应用就是图片通过计算机网络传递的过程中将图片转化成一组具有特定规律的计算机可以接受的数字形式，一般是用数字矩阵来表达的。所以数字图像处理技术的发展是在计算机基础上发展来的，主要是靠计算机水平和数学理论作为发展动力，换言之就是计算机的发展推动数字图像处理技术的发展。

随着计算机的发展，数字图像技术也开始发展，数字图像技术的起源是20世纪20年代，但真正的发展是在20世纪40年代计算机技术开始发展之后，其最早期的处理是以傅里叶变换为基础对图像进行简单的处理，但是由于当时的计算机的容量很小，而图片的容量却很大，因此这个阶段的图像处理通常是分段进行，并且时间也较慢，所以在当时的实用性并不是很强[1]。

一直到了20世纪80年代，随着计算机技术实现质的飞跃后，数字图像处理才真正的在计算机中实现，其真正的价值意义才被发掘，并且随着数字化仪与扫描仪的生产与运用、遥感技术的发展与数学算法的成熟都在一定程度上促进了数字图像技术的进步与完善，其主要的应用范围是在通讯技术、宇宙探索、遥感技术、生物医学、工业生产、气象预测、计算机科学军事技术、侦缉破案考古以及测绘等等方面，数字图像处理技术的应用为这些领域的发展打开了新的发展领域。

2数字图像处理的基本理论与技术

数字图像处理自从其发展以来一直在不断的发展与完善，不断的寻求新的理论与算法，在不断的发展探索中形成了多种理论。

（1）小波理论。小波理论相对于傅里叶变换有着很大的优越性，但是小波理论的真正突破是从20世纪80年代开始的，虽然经过了长时间的发展但还是存在很多的问题亟待解决。小波理论还被成为数学的“显微镜”[2]，当前对小波理论的应用还大多数在2维，目前仍然在探讨阶段。

（2）分形理论。分形理论是由英国人创立的，是非线性代数中的一个分支，它在自然科学中被广泛的应用，在自然界中的物质大都可以分为两种情况，一种的有形状尺度的，例如一棵树的高度，也有没有具体的形状尺度的，比如雨雪，而这些没有尺度的就是分形，在图像中分形几何的物质大量的存在，所以在数字图像处理中分形理论被大量的运用。

（3）人工神经网络。人工神经网络顾名思义就是模仿人脑在工作中的方式而设计的一种机器，它具有不断的获取知识而解决问题的能力，在快速的运算以及学习理论的能力都有着非常重要的成果。人工神经网络已经被应用到很多领域，对于图像处理领域主要应用于字体字符的识别、语音、签字、指纹、人脸等的识别，以及对癌细胞的识别，心电图与脑电图的分类等等。虽然在人工神经网络方面取得了一定的成果，但是仍然是处于初级阶段，发展道路仍然很漫长。

（4）遗传算法。遗传算法在近几年来的研究中广受欢迎，其主要是依据生物学中的遗传规律来研究生物个体之间的关系，数字图像处理中主要是运用遗传算法来对图像进行分类，并且也取得了一定的成果，但是遗传算法的价值不仅在于此，更多的价值有待发掘。

（5）数学形态学。形态学本是生物学种研究植物、动物的结构的一个分支，后来被应用于以形态为基础对图形进行分析的一种数学工具。数学形态学在数字图像处理中可以简化图片的数据，保持图像的基本图形。

3 熟悉图像处理在GIS中的应用

GIS（地理信息系统）是一门在诸多学科的基础上发展起来的一门学科，有独立的学科体系，GIS中融合了地理学、地图学、测量学以及计算机等科学，它主要作为获取、整理、分析和管理地理空间数据的重要工具与技术手段，近年来被广泛的关注与发展，并且取得了一定的成果，但是GIS是具有非常鲜明的时代性的学科，所以随着时代的不断进步，GIS也会不断的发展。当前我国对GIS的研究仅停留在了3维，所以发展研究的空间仍然很大。

当前我国运用的GIS系统主要是以数字图像处理技术为基础的，GIS的编辑、存储以及查询等都是运用的图像处理技术；根据GIS的发展动向来看，今后的GIS将会主要依据遥感技术，而遥感技术就是图像处理技术中的技术要领；GIS中运用到的数据分析也是依靠的数字图像处理技术理论来对数据进行压缩和编码的，因此GIS的发展与完善都离不开数字图像处理，并且随着数字图像处理的不断的发展，GIS也会随之不断的前进。

4结语

数字图形处理技术主要依据电子计算机的发展而发展，因此数字图形处理的发展受计算机行业的发展速度影响，今后其应用也会越来越广泛，并且也会一直影响GIS的发展与创新，数字图形处理在GIS中的应用也会越来越深入。

参考文献