数字媒体技术专业计算机图形学教学内容研究

夏力前

摘 要 针对数字媒体技术专业计算机图形学课程教学内容落后，跟不上专业技术发展等问题，分析该专业学生的特点和课程教学现状，提出改革方案，经实施验证，有较好效果。

关键词 计算机图形学；数字媒体技术；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：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

計算机图形学是计算机专业的传统课程，是研究怎样显示、生成和处理图形的一门学科[1]，在传统计算机相关专业中占有重要的地位。数字媒体技术专业是近年来的一个新兴专业，其主要研究内容为使用数字技术，在各种不同媒体上生成显示、加工处理图形及图像。故此，计算机图形学可看作数字媒体技术专业的理论基础课程，是此专业发源于传统计算机相关专业的根基，应该占有相当重要的比重。但计算机图形学课程理论性强、算法多、难度大，而数字媒体专业更偏重于应用和实践性，该专业学生相比于传统计算机专业学生在专业背景和理论基础上有极大区别。要在数字媒体专业中更好地开展此课程，以达到更好的教学效果和质量，需要对传统的课程内容做出研究和调整。

2 教学现状及内容分析

数字媒体专业学生特点 数字媒体技术专业是融合了数字信息处理技术、计算机技术、数字艺术和网络技术等的交叉学科和技术领域，要求学生具备良好的数字媒体技术和艺术基础，能够进行数字媒体作品的设计，熟练掌握数字媒体的制作基础，同时具备坚实的数字媒体软件系统开发能力。技术与艺术并重，既有丰富的艺术细胞，又有坚实的技术支持[2]。

由于各个学校的招生条件和教学计划的不同，每个学校的学生素质及特点有一定的区别。但总体来看，此专业与其他传统计算机专业学生的区别是明显的，大体表现为：1）具有一定的艺术基础；2）编程能力较弱；3）数学知识和功底较弱；4）思维更跳脱，对理论算法提不起兴趣。

计算机图形学传统教学内容分析

1）绪论及图形处理设备：了解学习过程中涉及的相关概念和知识，理解数字图像的组成，了解图形图像在计算机中的表示方法，了解常用的颜色模型，了解图形设备的工作原理。

2）基本图形生成算法：直线、圆和椭圆的生成算法，区域填充的定义和算法，线型和线宽的处理方法，字符，反走样等基本技术。

3）自由曲线和曲面：生成曲线和曲面的参数表示方法，插值和样条，Bezier曲线和曲面，B-样条插值生成曲线和曲面，有理B-样条和NURBS曲线与曲面。

4）图形变换与裁剪：图形的平移、旋转和缩放等基本变换，理解投影变换、裁剪的算法。

5）实体几何造型：实体的定义和运算，实体的正则集合运算，实体的边界表示、分解表示、扫描表示等方法。

6）分形几何应用：分形图形的生成方法，Julia集与Mandelbrot集，复平面域的Newton-Raphson方法，自然景物模拟。

7）真实感图形显示：观察变换，消隐算法，整体和局部光照模型，多边形的明暗处理，纹理贴图，光线跟踪算法等。

在上述所述理论教学之外，现行的实验教学主要有两种：1）采用MFC应用程序用C++语言编程模拟相关算法；

2）采用openGL图形开发库来模拟图形学中算法的实现。

3 教学内容改革方案

可以看出传统的计算机图形学是一门理论性很强的课程，实验课的主要目的是配合理论教学，加深对算法的理解。但是数字媒体技术专业从一开始就不是以算法研究为目的，而是以实际应用为主。因此，把课程内容向实用性的方向转变就成为本次改革的重头戏。

改革主体思路：以openGL图形库为基础，将图形开发融合到本课程的教学中；提高实验教学所占比重；减少过偏过难的算法，减少算法程序描述的讲解；加强图形学绘制流水线的讲解。

理论教学改革方案具体如表1所示。理论内容若是没有实验内容来配合，不会有好的教学效果。本次实验教学方案改革具体如表2所示。理论和实验两个部分的学时比例变为1：1，大大加强了实验的比重。此种方案相当于把openGL编程的内容完全融入计算机图形学课程中，但又没有完全放弃图形学课程中的理论及算法部分，只是做了内容上的缩减，使教学内容更加实用化，应用性更强。

4 教学实施及其效果

教学改革不可能一蹴而就，在实际教学中总会有一些主观或客观的制约条件。实际执行时，将传统内容逐步转为如上改革之后的教学内容共用了3年时间，改革是一步步进行的，效果也是逐渐显现的。很明显，学生对于计算机图形学的兴趣越发浓厚，对此课程的评价也越来越高，课程考核的通过率也在逐年上涨。

5 结语

本文提出一种偏重于实际应用的数字媒体技术专业计算机图形学课程教学改革方案，经教学实施，提高了课程教学质量，提升了学生的学习热情，达到较好的效果。但在具体实施中也存在不完善之处，在下一步工作中需要完善教学案例，将此方案进一步细化，争取更好的效果。

参考文献

[1]刘晋钢，孔令德，王进忠.“计算机图形学”课程新教学模式的研究与实践[J].计算机教育，2010（3）：63-65.

[2]李蓉.面向游戏开发方向的“计算机图形学”课程建设探讨[J].计算机教育，2009（6）：34-36.