數(shù)字媒體技術(shù)專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教學(xué)內(nèi)容研究

夏力前

摘 要 針對(duì)數(shù)字媒體技術(shù)專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容落后，跟不上專(zhuān)業(yè)技術(shù)發(fā)展等問(wèn)題，分析該專(zhuān)業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)和課程教學(xué)現(xiàn)狀，提出改革方案，經(jīng)實(shí)施驗(yàn)證，有較好效果。

關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)；數(shù)字媒體技術(shù)；教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2017）04-0091-02

Abstract In view of the teaching contents of computer graphics course lay behind in digital media technology specialty. Cant keep pace with professional and technical development. Analyzed the characteristics of the students and teaching status， puts forward a reform plan. Verified by implementing， has a good effect.

Key words computer graphics； digital media technology； teaching reform

1 引言

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的傳統(tǒng)課程，是研究怎樣顯示、生成和處理圖形的一門(mén)學(xué)科[1]，在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)中占有重要的地位。數(shù)字媒體技術(shù)專(zhuān)業(yè)是近年來(lái)的一個(gè)新興專(zhuān)業(yè)，其主要研究?jī)?nèi)容為使用數(shù)字技術(shù)，在各種不同媒體上生成顯示、加工處理圖形及圖像。故此，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)可看作數(shù)字媒體技術(shù)專(zhuān)業(yè)的理論基礎(chǔ)課程，是此專(zhuān)業(yè)發(fā)源于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的根基，應(yīng)該占有相當(dāng)重要的比重。但計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程理論性強(qiáng)、算法多、難度大，而數(shù)字媒體專(zhuān)業(yè)更偏重于應(yīng)用和實(shí)踐性，該專(zhuān)業(yè)學(xué)生相比于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在專(zhuān)業(yè)背景和理論基礎(chǔ)上有極大區(qū)別。要在數(shù)字媒體專(zhuān)業(yè)中更好地開(kāi)展此課程，以達(dá)到更好的教學(xué)效果和質(zhì)量，需要對(duì)傳統(tǒng)的課程內(nèi)容做出研究和調(diào)整。

2 教學(xué)現(xiàn)狀及內(nèi)容分析

數(shù)字媒體專(zhuān)業(yè)學(xué)生特點(diǎn) 數(shù)字媒體技術(shù)專(zhuān)業(yè)是融合了數(shù)字信息處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字藝術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的交叉學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域，要求學(xué)生具備良好的數(shù)字媒體技術(shù)和藝術(shù)基礎(chǔ)，能夠進(jìn)行數(shù)字媒體作品的設(shè)計(jì)，熟練掌握數(shù)字媒體的制作基礎(chǔ)，同時(shí)具備堅(jiān)實(shí)的數(shù)字媒體軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)能力。技術(shù)與藝術(shù)并重，既有豐富的藝術(shù)細(xì)胞，又有堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持[2]。

由于各個(gè)學(xué)校的招生條件和教學(xué)計(jì)劃的不同，每個(gè)學(xué)校的學(xué)生素質(zhì)及特點(diǎn)有一定的區(qū)別。但總體來(lái)看，此專(zhuān)業(yè)與其他傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的區(qū)別是明顯的，大體表現(xiàn)為：1）具有一定的藝術(shù)基礎(chǔ)；2）編程能力較弱；3）數(shù)學(xué)知識(shí)和功底較弱；4）思維更跳脫，對(duì)理論算法提不起興趣。

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容分析

1）緒論及圖形處理設(shè)備：了解學(xué)習(xí)過(guò)程中涉及的相關(guān)概念和知識(shí)，理解數(shù)字圖像的組成，了解圖形圖像在計(jì)算機(jī)中的表示方法，了解常用的顏色模型，了解圖形設(shè)備的工作原理。

2）基本圖形生成算法：直線(xiàn)、圓和橢圓的生成算法，區(qū)域填充的定義和算法，線(xiàn)型和線(xiàn)寬的處理方法，字符，反走樣等基本技術(shù)。

3）自由曲線(xiàn)和曲面：生成曲線(xiàn)和曲面的參數(shù)表示方法，插值和樣條，Bezier曲線(xiàn)和曲面，B-樣條插值生成曲線(xiàn)和曲面，有理B-樣條和NURBS曲線(xiàn)與曲面。

4）圖形變換與裁剪：圖形的平移、旋轉(zhuǎn)和縮放等基本變換，理解投影變換、裁剪的算法。

5）實(shí)體幾何造型：實(shí)體的定義和運(yùn)算，實(shí)體的正則集合運(yùn)算，實(shí)體的邊界表示、分解表示、掃描表示等方法。

6）分形幾何應(yīng)用：分形圖形的生成方法，Julia集與Mandelbrot集，復(fù)平面域的Newton-Raphson方法，自然景物模擬。

7）真實(shí)感圖形顯示：觀察變換，消隱算法，整體和局部光照模型，多邊形的明暗處理，紋理貼圖，光線(xiàn)跟蹤算法等。

在上述所述理論教學(xué)之外，現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要有兩種：1）采用MFC應(yīng)用程序用C++語(yǔ)言編程模擬相關(guān)算法；

2）采用openGL圖形開(kāi)發(fā)庫(kù)來(lái)模擬圖形學(xué)中算法的實(shí)現(xiàn)。

3 教學(xué)內(nèi)容改革方案

可以看出傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是一門(mén)理論性很強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)課的主要目的是配合理論教學(xué)，加深對(duì)算法的理解。但是數(shù)字媒體技術(shù)專(zhuān)業(yè)從一開(kāi)始就不是以算法研究為目的，而是以實(shí)際應(yīng)用為主。因此，把課程內(nèi)容向?qū)嵱眯缘姆较蜣D(zhuǎn)變就成為本次改革的重頭戲。

改革主體思路：以openGL圖形庫(kù)為基礎(chǔ)，將圖形開(kāi)發(fā)融合到本課程的教學(xué)中；提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)所占比重；減少過(guò)偏過(guò)難的算法，減少算法程序描述的講解；加強(qiáng)圖形學(xué)繪制流水線(xiàn)的講解。

理論教學(xué)改革方案具體如表1所示。理論內(nèi)容若是沒(méi)有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來(lái)配合，不會(huì)有好的教學(xué)效果。本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案改革具體如表2所示。理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)部分的學(xué)時(shí)比例變?yōu)?：1，大大加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的比重。此種方案相當(dāng)于把openGL編程的內(nèi)容完全融入計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程中，但又沒(méi)有完全放棄圖形學(xué)課程中的理論及算法部分，只是做了內(nèi)容上的縮減，使教學(xué)內(nèi)容更加實(shí)用化，應(yīng)用性更強(qiáng)。

4 教學(xué)實(shí)施及其效果

教學(xué)改革不可能一蹴而就，在實(shí)際教學(xué)中總會(huì)有一些主觀或客觀的制約條件。實(shí)際執(zhí)行時(shí)，將傳統(tǒng)內(nèi)容逐步轉(zhuǎn)為如上改革之后的教學(xué)內(nèi)容共用了3年時(shí)間，改革是一步步進(jìn)行的，效果也是逐漸顯現(xiàn)的。很明顯，學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的興趣越發(fā)濃厚，對(duì)此課程的評(píng)價(jià)也越來(lái)越高，課程考核的通過(guò)率也在逐年上漲。

5 結(jié)語(yǔ)

本文提出一種偏重于實(shí)際應(yīng)用的數(shù)字媒體技術(shù)專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程教學(xué)改革方案，經(jīng)教學(xué)實(shí)施，提高了課程教學(xué)質(zhì)量，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，達(dá)到較好的效果。但在具體實(shí)施中也存在不完善之處，在下一步工作中需要完善教學(xué)案例，將此方案進(jìn)一步細(xì)化，爭(zhēng)取更好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]劉晉鋼，孔令德，王進(jìn)忠.“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程新教學(xué)模式的研究與實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育，2010（3）：63-65.

[2]李蓉.面向游戲開(kāi)發(fā)方向的“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程建設(shè)探討[J].計(jì)算機(jī)教育，2009（6）：34-36.