導(dǎo)言：作為寫(xiě)作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇計(jì)算機(jī)圖形學(xué)論文，它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

一、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是利用計(jì)算機(jī)研究圖形的表示、生成、處理，顯示的科學(xué)。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)已成為計(jì)算機(jī)科學(xué)中最為活躍的分支之一，并得到廣泛的應(yīng)用。1950年，第一臺(tái)圖形顯示器作為美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）旋風(fēng)一號(hào)——（Whirlwind）計(jì)算機(jī)的附件誕生．該顯示器用一個(gè)類(lèi)似示波器的陰極射線管（CRT）來(lái)顯示一些簡(jiǎn)單的圖形。在整個(gè)50年代，只有電子管計(jì)算機(jī)，用機(jī)器語(yǔ)言編程，主要應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算，為這些計(jì)算機(jī)配置的圖形設(shè)備僅具有輸出功能。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)處于準(zhǔn)備和醞釀時(shí)期，并稱(chēng)之為：“被動(dòng)式”圖形學(xué)。

二、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在曲面造型技術(shù)中的應(yīng)用

曲面造型技術(shù)是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，主要研究在計(jì)算機(jī)圖象系統(tǒng)的環(huán)境下對(duì)曲面的表示、設(shè)計(jì)、顯示和分析。它肇源機(jī)、船舶的外形放樣工藝，經(jīng)三十多年發(fā)展，現(xiàn)在它已經(jīng)形成了以Bezier和B樣條方法為代表的參數(shù)化特征設(shè)計(jì)和隱式代數(shù)曲面表示這兩類(lèi)方法為主體，以插值（Intmpolation）、擬合（Fitting）、逼近（Ap-proximation）這三種手段為骨架的幾何理論體系。隨著計(jì)算機(jī)圖形顯示對(duì)于真實(shí)性、實(shí)時(shí)性和交互性要求的日益增強(qiáng)，隨著幾何設(shè)計(jì)對(duì)象向著多樣性、特殊性和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜性靠攏的趨勢(shì)的日益明顯，隨著圖形工業(yè)和制造工業(yè)邁向一體化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化步伐的日益加快，隨著激光測(cè)距掃描等三維數(shù)據(jù)采樣技術(shù)和硬件設(shè)備的日益完善，曲面造型在近幾年來(lái)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。

2．1從研究領(lǐng)域來(lái)看，曲面造型技術(shù)已從傳統(tǒng)的研究曲面表示、曲面求交和曲面拼接，擴(kuò)充到曲面變形、曲面重建、曲面簡(jiǎn)化、曲面轉(zhuǎn)換和曲面位差。

曲面變形（DeformationorShapeBlending）：傳統(tǒng)的非均勻有理B樣條（NURBS）曲面模型，僅允許調(diào)整控制頂點(diǎn)或權(quán)因子來(lái)局部改變曲面形狀，至多利用層次細(xì)化模型在曲面特定點(diǎn)進(jìn)行直接操作；一些簡(jiǎn)單的基于參數(shù)曲線的曲面設(shè)計(jì)方法，如掃掠法（Sweeping），蒙皮法（skinning），旋轉(zhuǎn)法和拉伸法，也僅允許調(diào)整生成曲線來(lái)改變曲面形狀。計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)業(yè)和實(shí)體造型業(yè)迫切需要發(fā)展與曲面表示方式無(wú)關(guān)的變形方法或形狀調(diào)配方法，于是產(chǎn)生了自由變形（fFD）法，基于彈性變形或熱彈性力學(xué)等物理模型（原理）的變形法，基于求解約束的變形法，基于幾何約束的變形法等曲面變形技術(shù)和基于多面體對(duì)應(yīng)關(guān)系或基于圖象形態(tài)學(xué)中Minkowski和操作的曲面形狀調(diào)配技術(shù)。

2．2從表示方法來(lái)看，以網(wǎng)格細(xì)分（Sub-division）為特征的離散造型與傳統(tǒng)的連續(xù)造型相比，大有后來(lái)居上的創(chuàng)新之勢(shì)。而且，這種曲面造型方法在生動(dòng)逼真的特征動(dòng)畫(huà)和雕塑曲面的設(shè)計(jì)加工中如魚(yú)得水，得到了高度的運(yùn)用。

三、在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）的應(yīng)用

這是一個(gè)最廣泛，最活躍的應(yīng)用領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ComputerAidedDesign，CAD）是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)有力的計(jì)算功能和高效率的圖形處理能力，輔助知識(shí)勞動(dòng)者進(jìn)行工程和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與分析，以達(dá)到理想的目的或取得創(chuàng)新成果的一種技術(shù)。它是綜合了計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程設(shè)計(jì)方法的最新發(fā)展而形成的一門(mén)新興學(xué)科。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展是與計(jì)算機(jī)軟件、硬件技術(shù)的發(fā)展和完善，與工程設(shè)計(jì)方法的革新緊密相關(guān)的。采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已是現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)的迫切需要。CAD技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)方面，其主要的應(yīng)用領(lǐng)域有以下幾個(gè)方面。

3.1制造業(yè)中的應(yīng)用。CAD技術(shù)已在制造業(yè)中廣泛應(yīng)用，其中以機(jī)床、汽車(chē)、飛機(jī)、船舶、航天器等制造業(yè)應(yīng)用最為廣泛、深入。眾所周知，一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程要經(jīng)過(guò)概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化、仿真模擬等幾個(gè)主要階段。同時(shí)，現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)將并行工程的概念引入到整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，在設(shè)計(jì)階段就對(duì)產(chǎn)品整個(gè)生命周期進(jìn)行綜合考慮。當(dāng)前先進(jìn)的CAD應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)將設(shè)計(jì)、繪圖、分析、仿真、加工等一系列功能集成于一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)?，F(xiàn)在較常用的軟件有UGII、I-DEAS、CATIA、PRO/E、Euclid等CAD應(yīng)用系統(tǒng)，這些系統(tǒng)主要運(yùn)行在圖形工作站平臺(tái)上。在PC平臺(tái)上運(yùn)行的CAD應(yīng)用軟件主要有Cimatron、Solidwork、MDT、SolidEdge等。由于各種因素，目前在二維CAD系統(tǒng)中Autodesk公司的AutoCAD占據(jù)了相當(dāng)?shù)氖袌?chǎng)。

3．2工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。CAD技術(shù)在工程領(lǐng)域巾的應(yīng)用有以下幾個(gè)方面：①建筑設(shè)計(jì)，包括方案設(shè)計(jì)、三維造型、建筑渲染圖設(shè)計(jì)等。②結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括有限元分析、結(jié)構(gòu)平面設(shè)計(jì)、框/排架結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析等。③設(shè)備設(shè)計(jì)，包括水、電、暖各種設(shè)備及管道設(shè)計(jì)。④城市規(guī)劃、城市交通設(shè)計(jì)，如城市道路、高架、輕軌等。⑤市政管線設(shè)計(jì)，如自來(lái)水、污水排放、煤氣等。⑥交通工程設(shè)計(jì)，如公路、橋梁、鐵路等。⑦水利工程設(shè)計(jì)，如大壩、水渠等。⑧其他工程設(shè)計(jì)和管理，如房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)及物業(yè)管理、工程概預(yù)算等。

3．3電氣和電子電路方面的應(yīng)用。CAD技術(shù)最早曾用于電路原理圖和布線圖的設(shè)計(jì)工作。目前，CAD技術(shù)已擴(kuò)展到印刷電路板的設(shè)計(jì)（布線及元器件布局），并在集成電路、大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì)制造中大顯身手，并由此大大推動(dòng)了微電子技術(shù)和計(jì)算及技術(shù)的發(fā)展。

3．4仿真模擬和動(dòng)畫(huà)制作。應(yīng)用CAD技術(shù)可以真實(shí)地模擬機(jī)械零件的加工處理過(guò)程、飛機(jī)起降、船舶進(jìn)出港口、物體受力破壞分析、飛行訓(xùn)練環(huán)境、作戰(zhàn)方針系統(tǒng)、事故現(xiàn)場(chǎng)重現(xiàn)等現(xiàn)象。在文化娛樂(lè)界已大量利用計(jì)算機(jī)造型仿真出逼真的現(xiàn)實(shí)世界中沒(méi)有的原始動(dòng)物、外星人以及各種場(chǎng)景等，并將動(dòng)畫(huà)和實(shí)際背景以及演員的表演天衣無(wú)縫地合在一起，在電影制作技術(shù)上大放異彩，拍制出一個(gè)個(gè)激動(dòng)人心的巨片。:

篇2

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)；計(jì)算機(jī)仿真；科學(xué)計(jì)算；程序設(shè)計(jì)基本方法；可視化

中圖分類(lèi)號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1 “計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”的學(xué)科特性

所謂“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”是計(jì)算機(jī)仿真(即按模型計(jì)算以生成圖像)與科學(xué)計(jì)算(即通過(guò)在計(jì)算機(jī)上建立模型并模擬物理過(guò)程來(lái)進(jìn)行科學(xué)調(diào)查和研究)的一種基本形式，是研究圖形數(shù)據(jù)模型在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的產(chǎn)生、設(shè)計(jì)與構(gòu)造過(guò)程，它是顯示圖形不可分割的前提(這相當(dāng)于畫(huà)家作畫(huà)之前，對(duì)繪畫(huà)作品的設(shè)計(jì)思想、表達(dá)方式、繪畫(huà)構(gòu)思、作品內(nèi)容與結(jié)構(gòu)等的創(chuàng)作與思考過(guò)程；只有當(dāng)這個(gè)繪畫(huà)作品設(shè)計(jì)方案成熟之后，畫(huà)家才動(dòng)筆繪畫(huà))；而圖形顯示是用點(diǎn)、線、面、色彩、紋理等可視化的數(shù)學(xué)方式表達(dá)這種數(shù)據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果的數(shù)學(xué)含義、或表達(dá)仿真過(guò)程中各種實(shí)體仿真模型與場(chǎng)景效果的物理含義的一種直觀表達(dá)方式。參考文獻(xiàn)[1，2]已向讀者證明這一結(jié)論，只有這樣，才能較好的理順“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程的授課關(guān)系，使讀者建立用計(jì)算機(jī)生成圖形的完整概念。

我們用這一指導(dǎo)思想主導(dǎo)“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”教育20多年，并用“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”的授課內(nèi)容解決了多年來(lái)國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程沒(méi)有解決好的計(jì)算可行性(可計(jì)算性的實(shí)現(xiàn)前提)這一教學(xué)難題，使該課程成為初學(xué)者學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)基本方法、認(rèn)識(shí)圖形數(shù)據(jù)模型構(gòu)造與顯示的一般規(guī)律、進(jìn)行可視化應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)三位一體教學(xué)目的的最佳選擇，并有效地彌補(bǔ)了從算法語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到軟件工程之間關(guān)于應(yīng)用程序編程系統(tǒng)訓(xùn)練與計(jì)算機(jī)仿真等教學(xué)環(huán)節(jié)的缺失。這種教學(xué)方法使“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容完全納入了計(jì)算機(jī)科學(xué)的教育體系，同時(shí)使“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”與“數(shù)據(jù)庫(kù)”、“網(wǎng)絡(luò)通信”這三門(mén)課程成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序的三個(gè)基本特征(數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與檢索、數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)通信)的典型代表，由此轉(zhuǎn)變了“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程的教育觀念與教育思想。在教學(xué)過(guò)程中，作者曾遇到學(xué)生們提出的多種學(xué)習(xí)問(wèn)題，今整理成文，以饗讀者。

2學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”的原因與重要性

為什么要學(xué)“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”，這是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)選修“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程的讀者關(guān)心的首要問(wèn)題。眾所周知，計(jì)算機(jī)科學(xué)是處理信息技術(shù)(IT)的一門(mén)學(xué)科，通信科學(xué)是傳輸信息技術(shù)的一門(mén)學(xué)科。對(duì)于信息技術(shù)而言，常用于表達(dá)信息數(shù)據(jù)含義的4種方式分別是①數(shù)字與字符方式表述；②圖形方式顯示；③播放聲音表述；④用機(jī)械力表達(dá)(即把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械運(yùn)動(dòng))。這4種表達(dá)信息數(shù)據(jù)含義的方式又稱(chēng)信息數(shù)據(jù)的多媒體表達(dá)方式(即多媒體技術(shù))。其中，用圖形顯示這種方式表達(dá)信息數(shù)據(jù)的含義符合人們觀察了解事物運(yùn)動(dòng)規(guī)律的習(xí)慣，而且信息容量大，直觀方便，同時(shí)是人們獲得外部世界信息來(lái)源的主要依據(jù)；也就是說(shuō)信息數(shù)據(jù)的可視化是信息技術(shù)與計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展的一種潮流與必然趨勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)工業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，實(shí)際應(yīng)用課題與現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)對(duì)信息數(shù)據(jù)的可視化處理要求已經(jīng)越來(lái)越高，這就要求人們深入研究并掌握?qǐng)D形顯示的一般規(guī)律，才能更好的為計(jì)算機(jī)信息數(shù)據(jù)的可視化服務(wù)。

按現(xiàn)代教科書(shū)對(duì)“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”的新定義，“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”代表了計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)科的一個(gè)重要發(fā)展方向――科學(xué)計(jì)算、計(jì)算機(jī)仿真、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、信息數(shù)據(jù)的可視化、動(dòng)畫(huà)與游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)字娛樂(lè)，其編程應(yīng)用還涉及程序設(shè)計(jì)方法。它們代表了當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展潮流與應(yīng)用水平，是解決計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才出路的有效途徑之一；而“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”是該方向的公共基礎(chǔ)課程，是目前國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)本科教育應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)的內(nèi)容。顯然，僅僅靠學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編譯原理、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件工程、形式語(yǔ)言與自動(dòng)機(jī)理論等課程還不能完全使學(xué)生的能力直接達(dá)到開(kāi)發(fā)這些應(yīng)用軟件的目的，因?yàn)樵瓌t上這些課程是為用戶(hù)使用計(jì)算機(jī)的計(jì)算功能而系統(tǒng)量身打造的軟件使用工具(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程除外)，它們的教學(xué)目的是為用戶(hù)掌握并研制這些軟件工具服

務(wù)、而不是為用戶(hù)使用這些軟件工具系統(tǒng)地開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序而開(kāi)設(shè)的課程。計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)主要沿這條主線向前發(fā)展：研究、設(shè)計(jì)、制造計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備，為用戶(hù)使用計(jì)算機(jī)的計(jì)算等功能提供一切便利的手段、方法與軟件輔助工具，這包括總結(jié)用戶(hù)使用計(jì)算機(jī)的基本類(lèi)型與模式，而對(duì)于復(fù)雜且很難全面概括使用計(jì)算機(jī)的方法等、則留給一般用戶(hù)自己解決，這或許是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)本科課堂教學(xué)沒(méi)有介紹對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)算類(lèi)型的應(yīng)用軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)要遵循的基本規(guī)律與發(fā)展模式的原因之一，“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”的教學(xué)正好可以彌補(bǔ)這個(gè)缺陷。

由于計(jì)算機(jī)教育本身并不能直接提供認(rèn)識(shí)世界、改造世界的能力，加之我國(guó)沒(méi)有掌握具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的計(jì)算機(jī)硬件與系統(tǒng)軟件的核心開(kāi)發(fā)技術(shù)，這使中國(guó)大量的優(yōu)秀人才在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)上的最后發(fā)展受到了嚴(yán)重制約。而“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”的仿真方法為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人員的發(fā)展提供了這樣一種新的學(xué)習(xí)方法與重新選擇的機(jī)遇，它能為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人員學(xué)習(xí)其他行業(yè)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)(即學(xué)習(xí)新專(zhuān)業(yè)的物理、數(shù)學(xué)方法)、成為其他行業(yè)的專(zhuān)家助手，進(jìn)行新行業(yè)系統(tǒng)仿真與系統(tǒng)設(shè)計(jì)以獲得新生；由于各行業(yè)都有各自的研究領(lǐng)域與待解決的研究問(wèn)題、研究方法與理論研究模型等，當(dāng)用計(jì)算機(jī)仿真的方法對(duì)這些研究課題進(jìn)行輔助研究，并用圖形等可視化的方法表達(dá)計(jì)算機(jī)仿真研究的中間結(jié)果與最終成果時(shí)，這將使計(jì)算機(jī)的應(yīng)用走向深入。

科學(xué)研究的目的就是探索未知世界、認(rèn)識(shí)世界、改造世界、造福于人類(lèi)自己，而“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”的教育正是遵循這樣一條主線：通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)待解決問(wèn)題的本質(zhì)，并用數(shù)學(xué)模型的方法來(lái)描述這種物理現(xiàn)象的變化過(guò)程，從而達(dá)到用計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的方法來(lái)仿真光線在自然界中的傳播，以及光線在照相機(jī)中傳播而生成圖像效果，這類(lèi)物理仿真過(guò)程是科學(xué)研究方法中的一種基本形式，這種科學(xué)研究方法的教育思想(包括人文精神)是國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)本科課堂教育所欠缺的(計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)往往專(zhuān)注于數(shù)理邏輯思想的基礎(chǔ)訓(xùn)練)――即“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”的教育，不僅拓展了計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才的知識(shí)領(lǐng)域，也為其畢業(yè)增加了就業(yè)渠道，同時(shí)能培養(yǎng)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人員的基本科學(xué)研究素養(yǎng)，這正是目前國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)教育改革所追求的目標(biāo)之一。

需要說(shuō)明，全日制普通本科教育是普適教育，它需要建立各專(zhuān)業(yè)自己的知識(shí)框架，學(xué)習(xí)基本的概念，了解基本的范疇，明確其發(fā)展方向，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)也是如此。本科教育重在基礎(chǔ)，提高本科教育質(zhì)量與水平并非拔高與創(chuàng)新，而是要做到全面、均衡的發(fā)展，除要求學(xué)生掌握本學(xué)科專(zhuān)業(yè)已成熟的系統(tǒng)理論知識(shí)外，還需培養(yǎng)學(xué)生用學(xué)科的基本思想與方法獨(dú)立自主分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，這種理論與實(shí)踐相結(jié)合的教育方法，能確保學(xué)生今后得到穩(wěn)步的發(fā)展?！坝?jì)算機(jī)圖形學(xué)”就是培養(yǎng)學(xué)生利用計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科的系統(tǒng)知識(shí)解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題能力的一種有效方法，這樣培養(yǎng)的學(xué)生才能適應(yīng)社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)與選擇的需求；只有在研究生階段，通過(guò)再次系統(tǒng)學(xué)習(xí)、閱讀原著與相關(guān)論文并參與項(xiàng)目開(kāi)發(fā)等活動(dòng)，達(dá)到全面提升對(duì)學(xué)科的認(rèn)識(shí)能力，并向某一個(gè)研究方向發(fā)展、去探索未知世界的變化規(guī)律、解決前人沒(méi)有解決好的難題、逐步走入學(xué)術(shù)研究的殿堂(即創(chuàng)新教育)；當(dāng)然人們也能在日后的工作中慢慢積累這種工作能力。

文獻(xiàn)[2，3]系統(tǒng)論述了“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程在計(jì)算機(jī)科學(xué)教育中的作用與地位。目前很難找出一門(mén)具有像“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”類(lèi)似重要性與多樣性的其它計(jì)算機(jī)本科專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，能使讀者正確掌握數(shù)據(jù)計(jì)算類(lèi)型的計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的基本方法，并使計(jì)算機(jī)這一工具直接服務(wù)于社會(huì)，這是我們應(yīng)該重視“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”教育的根本原因。

3學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”的方法

由于“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的范疇，因此，數(shù)據(jù)計(jì)算類(lèi)型的應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)方法就是學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”應(yīng)該遵循的原則。就“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程的學(xué)習(xí)而言，它要求：

(1) 全面掌握程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的特性與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”編程的基礎(chǔ)。

(2) 掌握建立解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型與軟件系統(tǒng)的概念，是計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。軟件系統(tǒng)是一個(gè)能自動(dòng)運(yùn)行的綜合執(zhí)行程序，它能從輸入、存儲(chǔ)、運(yùn)算處理、輸出等方面全面處理用戶(hù)在某個(gè)領(lǐng)域中提出的諸多數(shù)學(xué)模型并完成其模型描述數(shù)據(jù)的加工任務(wù)，使用戶(hù)很容易明確這種軟件的組成、功能與使用范圍。一般利用二維圖形的簡(jiǎn)單性，可以較完整的介紹二維圖形軟件系統(tǒng)這一概念。軟件系統(tǒng)的概念是目前程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中所欠缺的關(guān)鍵內(nèi)容。

(3) 正確的認(rèn)識(shí)“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”與計(jì)算機(jī)仿真的相互關(guān)系?！坝?jì)算機(jī)圖形學(xué)”的重點(diǎn)與難點(diǎn)在三維圖形的數(shù)學(xué)模型研制(包括照相機(jī)模型，燈光模型，顏色模型，照明模型，物體的幾何模型，物體表面的材質(zhì)與紋理模型等)與模型描述數(shù)據(jù)的構(gòu)造上；由于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)追求像照相機(jī)拍照一樣的三維真實(shí)感圖形顯示效果，這決定了要在計(jì)算機(jī)中使用物理學(xué)仿真的方法(仿真光線在自然界中的傳播所產(chǎn)生的顯示效果或把這種傳播效果映射至物體的表面上)才能達(dá)到這一目的，這自然需要讀者對(duì)相應(yīng)的物理知識(shí)有個(gè)基本的了解才能進(jìn)行。

(4) 需要了解一些計(jì)算機(jī)仿真的基礎(chǔ)知識(shí)，以確保“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”的物理仿真教學(xué)過(guò)程不會(huì)出現(xiàn)偏差。

計(jì)算機(jī)仿真的主要過(guò)程分系統(tǒng)、模型、編程實(shí)現(xiàn)(仿真算法)、評(píng)估四個(gè)步驟。這里①系統(tǒng)是指相互關(guān)聯(lián)又相互作用著的研究對(duì)象的有機(jī)組合，它決定了被研究考察對(duì)象的組成與邊界范圍。②計(jì)算機(jī)仿真一般可以用數(shù)學(xué)模型(簡(jiǎn)稱(chēng)模型)的方法代替實(shí)物研究對(duì)象，事實(shí)上模型也可以是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的事務(wù)、現(xiàn)象、過(guò)程或系統(tǒng)的簡(jiǎn)化描述，但它反映了實(shí)際問(wèn)題最本質(zhì)的特征和量的關(guān)系。目前“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”所述的模型多限于對(duì)所研究對(duì)象的物理性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律等特性的一種數(shù)學(xué)描述，它使人們能解釋那些難以直接觀察到的事物的內(nèi)部構(gòu)造、事物的變化以及事物之間的關(guān)系――即模型描述了現(xiàn)實(shí)世界中有顯著影響的因素和相互關(guān)系。但這種描述有一定的使用條件與限制范圍，研究的目的不同，對(duì)該研究對(duì)象的數(shù)學(xué)模型的描述方法以及模型的種類(lèi)會(huì)不一樣。③仿真(編程實(shí)現(xiàn))就是在模型上做實(shí)驗(yàn)，從理論上測(cè)試構(gòu)建的理想系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為特性，以評(píng)估系統(tǒng)的效能。④系統(tǒng)的用途不一樣，評(píng)估的方法也不同，人們往往用事先約定的一組指標(biāo)來(lái)評(píng)估仿真系統(tǒng)的結(jié)果；當(dāng)所得仿真結(jié)果沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的理想效果時(shí)，人們往往不斷改進(jìn)仿真模型與仿真算法。例如計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)，用途可以是顯示三維圖形，查看它的真實(shí)感逼真顯示效果就是人們主要關(guān)心的問(wèn)題；模型的運(yùn)動(dòng)與操作(如游戲)，看它的操作性與故事情節(jié)等如何表達(dá)用戶(hù)的情感與智能(簡(jiǎn)稱(chēng)好玩)就是人們關(guān)心的主要問(wèn)題；機(jī)械設(shè)備的綜合運(yùn)動(dòng)與仿真，考察所設(shè)計(jì)的復(fù)雜設(shè)備的工作性能就是人們關(guān)心的主要問(wèn)題；電氣系統(tǒng)的系統(tǒng)仿真，能考察系統(tǒng)工作參數(shù)如何設(shè)計(jì)以滿(mǎn)足用戶(hù)的不同需求；作戰(zhàn)系統(tǒng)的仿真模擬，能考察作戰(zhàn)人員的訓(xùn)練水平、武器性能、指揮作戰(zhàn)方式對(duì)作戰(zhàn)進(jìn)程的不同影響與作戰(zhàn)效能，等等。

(5) 努力把圖形學(xué)所介紹的各種模型與算法(算法是對(duì)模型描述數(shù)據(jù)的加工與變換處理的步驟與方法，“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”中的主要算法有各種線段圖形的生成與實(shí)面積多邊形的填充算法、著色算法、消隱算法、紋理映射算法、陰影算法，光線跟蹤算法與輻射度算法)都編寫(xiě)成程序代碼，這使讀者能直接體驗(yàn)自己的學(xué)習(xí)效果，也是其它課程不容易做到的。編程時(shí)要考慮算法的復(fù)雜度，特別是按照軟件系統(tǒng)的方法把編寫(xiě)的程序代碼組成一個(gè)系統(tǒng)整體，這是形成成熟商品軟件很重要的前提。顯然，此時(shí)軟件系統(tǒng)中的各種數(shù)學(xué)模型反映了仿真系統(tǒng)中研究對(duì)象之間的相互關(guān)系。

(6) 掌握“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”打造的繪圖工具，是可視化應(yīng)用軟件編程的重要基礎(chǔ)。用“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”知識(shí)研制的工具常用的有OpenGL與Direct3D等三維圖形標(biāo)準(zhǔn)，虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言VRML。而三維動(dòng)畫(huà)與CAD等軟件可以看成是“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”為影視制作、游戲建模與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)部門(mén)打造的專(zhuān)業(yè)計(jì)算工具。僅把圖形標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)算機(jī)繪圖等應(yīng)用當(dāng)作“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”很不完備，因?yàn)樗荒茉谡n堂教學(xué)中向讀者正確、完整、系統(tǒng)地展示計(jì)算機(jī)圖形學(xué)學(xué)科發(fā)展的基本規(guī)律，并人為地割裂了計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)模型的構(gòu)造與顯示這兩個(gè)過(guò)程。

(7) 學(xué)會(huì)看中英文專(zhuān)業(yè)雜志等參考資料，這些參考資料記錄了學(xué)科的發(fā)展歷程與學(xué)科當(dāng)前的研究熱點(diǎn)(一本教科書(shū)不可能全部包含這些內(nèi)容)，且是一種更重要、復(fù)雜、深入的學(xué)習(xí)研究方法，也是目前國(guó)內(nèi)本科教育的弱項(xiàng)(因?yàn)閲?guó)際上最新的研究成果多用英文發(fā)表)。只有這樣，才能跟蹤計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的最新發(fā)展并站在學(xué)科發(fā)展的前沿、才能開(kāi)闊人們的視野并有所鑒別，便于讀者日后針對(duì)用戶(hù)的多種需求展開(kāi)開(kāi)創(chuàng)性創(chuàng)新或針對(duì)已有成果的不足、提出修補(bǔ)與改進(jìn)等漸進(jìn)性創(chuàng)新等學(xué)術(shù)研究活動(dòng)。

(8) 勇于參與課程實(shí)踐與項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，是鞏固、檢驗(yàn)所學(xué)知識(shí)、提高實(shí)際動(dòng)手能力的好方法。實(shí)際軟件開(kāi)發(fā)工作往往是多種知識(shí)的綜合應(yīng)用，它需要對(duì)實(shí)際處理事務(wù)有一個(gè)比較透徹的了解(用戶(hù)需求報(bào)告)、并建立這些待解決問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型與系統(tǒng)流程后才能有效進(jìn)行(按照軟件工程的方法組織實(shí)施)。

只有把自己開(kāi)發(fā)的軟件做成有效商品、服務(wù)于社會(huì)，才能使所學(xué)的知識(shí)轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)力，才能使自己得到升華；同時(shí)也應(yīng)注意把自己的心得與研究成果總結(jié)發(fā)表，與人共享；還應(yīng)參加學(xué)術(shù)活動(dòng)，注意留意不同學(xué)術(shù)流派之間的觀點(diǎn)、思想、方法與學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，形成自己的風(fēng)格，廣結(jié)人緣，相互交流，為學(xué)科建設(shè)添磚加瓦。

(9) 一本計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教科書(shū)的容量使其只能介紹計(jì)算機(jī)圖形學(xué)發(fā)展歷程中產(chǎn)生的最基本、最經(jīng)典的模型與算法，這些內(nèi)容是人們耳熟能詳?shù)奈锢碓砼c相對(duì)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)知識(shí)在計(jì)算機(jī)中的綜合應(yīng)用，太復(fù)雜的計(jì)算關(guān)系因會(huì)影響圖形的顯示速度而一般不采用；目前計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教科書(shū)的理論體系已成熟且“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)構(gòu)成了一個(gè)大系統(tǒng)，這使“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”的教學(xué)過(guò)程變得簡(jiǎn)單、容易。

4目前國(guó)內(nèi)“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”教育未受到重視的原因分析

既然如此，為什么目前人們感覺(jué)“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”教育的受重視的程度不如數(shù)據(jù)庫(kù)與網(wǎng)絡(luò)通信等計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件呢？筆者認(rèn)為其原因之一在于：這是因?yàn)椤坝?jì)算機(jī)圖形學(xué)”造就的工具即圖形標(biāo)準(zhǔn)的特殊應(yīng)用環(huán)境要求限制了它在很大一部分應(yīng)用程序中的具體應(yīng)用；三維圖形標(biāo)準(zhǔn)目前僅僅在游戲領(lǐng)域獲得了商業(yè)上的成功，一些應(yīng)用軟件不調(diào)用圖形標(biāo)準(zhǔn)也能自己繪圖；國(guó)內(nèi)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序可視化的開(kāi)發(fā)要求暫時(shí)還較低；關(guān)鍵是作為學(xué)科領(lǐng)頭羊的美國(guó)人目前還沒(méi)有把“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程作為計(jì)算機(jī)本科專(zhuān)業(yè)的核心課程，這是因?yàn)樗麄儗?duì)“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程的本質(zhì)與其在計(jì)算機(jī)學(xué)科中的作用與地位認(rèn)識(shí)不到位所致，美國(guó)人圖形學(xué)這種教育現(xiàn)狀(目前多以圖形標(biāo)準(zhǔn)的原理講授為主)和局限性與美國(guó)人在3D游戲、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)上執(zhí)世界牛耳之地位不相稱(chēng)。

當(dāng)然，早期計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教科書(shū)編寫(xiě)內(nèi)容、體系的不夠成熟，也影響了人們對(duì)“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程的認(rèn)識(shí)與學(xué)習(xí)的積極性。例如僅停留在數(shù)學(xué)公式與算法的層面上介紹二維、三維圖形的生成而不注重其建模思想與方法的介紹，且人為的把物體幾何模型的構(gòu)建與其圖形顯示分解成“計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)”與“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”這兩門(mén)課程，這直接導(dǎo)致圖形學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容缺少被處理的圖形顯示對(duì)象，加之計(jì)算機(jī)課程與圖形學(xué)的教育又沒(méi)有軟件系統(tǒng)的概念，這樣安排雖然能滿(mǎn)足圖形標(biāo)準(zhǔn)等商業(yè)軟件的發(fā)展需求，但卻很難讓初學(xué)者全面掌握“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”學(xué)科系統(tǒng)性的概念、思想和方法與學(xué)科發(fā)展的基本規(guī)律――用數(shù)學(xué)模型的方法指導(dǎo)編程實(shí)踐，在計(jì)算復(fù)雜性可接受的條件下，針對(duì)已有成果中存在的不足，不斷用新的數(shù)學(xué)模型與仿真算法等方法對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，使圖形學(xué)的數(shù)學(xué)仿真過(guò)程不斷的逼近現(xiàn)實(shí)物體模型(包括剛體、軟體、流體、氣體)的構(gòu)造、運(yùn)動(dòng)、變形、切割和拼接與反光效果的顯示這一真實(shí)的物理變化過(guò)程。即初學(xué)者沒(méi)有用計(jì)算機(jī)生成圖形的完整概念，這也是以往人們認(rèn)為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程難教、難學(xué)的主要原因。

由于“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”的繪圖原理不像數(shù)據(jù)庫(kù)軟件那樣，數(shù)據(jù)庫(kù)的功能可以被所有的應(yīng)用程序所調(diào)用；也不像通信軟件那樣，所有要聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)都離不開(kāi)通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而計(jì)算機(jī)顯卡工業(yè)、3D游戲、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)份額小于數(shù)據(jù)庫(kù)與計(jì)算機(jī)通信等產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)份額，即應(yīng)用軟件的商業(yè)價(jià)值決定了它們?cè)谌藗児ぷ髋c學(xué)習(xí)中的地位。

參考文獻(xiàn)：

[1] 魏海濤. 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)(第2版)[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2007.

篇3

簡(jiǎn)單地說(shuō)，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容就是研究如何在計(jì)算機(jī)中表示圖形、以及利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形的計(jì)算、處理和顯示的相關(guān)原理與算法。圖形通常由點(diǎn)、線、面、體等幾何元素和灰度、色彩、線型、線寬等非幾何屬性組成。從處理技術(shù)上來(lái)看，圖形主要分為兩類(lèi)，一類(lèi)是基于線條信息表示的，如工程圖、等高線地圖、曲面的線框圖等，另一類(lèi)是明暗圖，也就是通常所說(shuō)的真實(shí)感圖形。1963年，伊凡?蘇澤蘭（Ivan Sutherland）在麻省理工學(xué)院發(fā)表了名為《畫(huà)板》的博士論文，它標(biāo)志著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的正式誕生。至今已有四十多年的歷史。此前的計(jì)算機(jī)主要是符號(hào)處理系統(tǒng)，自從有了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，計(jì)算機(jī)可以部分地表現(xiàn)人的右腦功能了，所以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的建立具有重要的意義。

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)一個(gè)主要的目的就是要利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生令人賞心悅目的真實(shí)感圖形。為此，必須創(chuàng)建圖形所描述的場(chǎng)景的幾何表示，再用某種光照模型，計(jì)算在假想的光源、紋理、材質(zhì)屬性下的光照明效果。所以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與另一門(mén)學(xué)科計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)有著密切的關(guān)系。事實(shí)上，圖形學(xué)也把可以表示幾何場(chǎng)景的曲線曲面造型技術(shù)和實(shí)體造型技術(shù)作為其主要的研究?jī)?nèi)容。同時(shí)，真實(shí)感圖形計(jì)算的結(jié)果是以數(shù)字圖象的方式提供的，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)也就和圖像處理有著密切的關(guān)系。

圖形與圖像兩個(gè)概念間的區(qū)別越來(lái)越模糊，但還是有區(qū)別的：圖像純指計(jì)算機(jī)內(nèi)以位圖形式存在的灰度信息，而圖形含有幾何屬性，或者說(shuō)更強(qiáng)調(diào)場(chǎng)景的幾何表示，是由場(chǎng)景的幾何模型和景物的物理屬性共同組成的。

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究?jī)?nèi)容非常廣泛，如圖形硬件、圖形標(biāo)準(zhǔn)、圖形交互技術(shù)、光柵圖形生成算法、曲線曲面造型、實(shí)體造型、真實(shí)感圖形計(jì)算與顯示算法、非真實(shí)感繪制，以及科學(xué)計(jì)算可視化、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)、自然景物仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)等。

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)（Computer Graphics，簡(jiǎn)稱(chēng)CG）是研究怎樣用計(jì)算機(jī)表示、生成、處理和顯示圖形的一門(mén)學(xué)科。簡(jiǎn)單地說(shuō)，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)主要是研究怎樣運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形的表示以及運(yùn)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)圖形的計(jì)算、處理和顯示等相關(guān)原理與算法。隨著數(shù)字化娛樂(lè)時(shí)代的到來(lái)，三維圖形的生產(chǎn)與顯示技術(shù)成為吸引群眾眼球的產(chǎn)物，群眾文化作為宣傳的窗口，信息的交流和傳播平臺(tái)，多方面引入了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)相關(guān)的技術(shù)，借以來(lái)推動(dòng)了群眾文化工作的持續(xù)發(fā)展。在此，筆者粗略的談一下計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在群眾文化工作中的應(yīng)用。

1 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)豐富了群眾文化的表現(xiàn)內(nèi)容

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，目前計(jì)算機(jī)圖形學(xué)成為各個(gè)領(lǐng)域中加強(qiáng)信息理解與傳遞的重要技術(shù)和工具。同時(shí)計(jì)算機(jī)圖形無(wú)論是硬件還是軟件的盛大生產(chǎn)，對(duì)人們的生活產(chǎn)生了一定的影響，使得人們的精神水平迅速提升，不再滿(mǎn)足于一般的精神文化需求，更多的是需要高科技的文化產(chǎn)物。文化館作為文化的宣傳窗口、群眾交流信息的平臺(tái)，應(yīng)科技發(fā)展的需求，開(kāi)始廣泛運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)。如：運(yùn)用CAD技術(shù)進(jìn)行動(dòng)畫(huà)制作、仿真模擬；即：運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的CAD技術(shù)真實(shí)的模擬一些教育實(shí)踐案例、法律小故事、交通故事、群眾熱點(diǎn)事情重現(xiàn)等，加強(qiáng)對(duì)群眾經(jīng)濟(jì)、法律、教育等知識(shí)的滲透，同時(shí)還運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的造型仿真技術(shù)再現(xiàn)原始動(dòng)物、外星人等各種場(chǎng)景等等，還可以將群眾配以實(shí)際的背景運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)大放異彩，制作出群眾自己的電影巨片。此外，運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的科學(xué)計(jì)算技術(shù)能夠讓人們直觀的看到一些數(shù)據(jù)的發(fā)展規(guī)律，諸如：力學(xué)、氣象科學(xué)、天體物理、分析生物學(xué)等等，充實(shí)了文化館的文化內(nèi)容，有效的豐富了群眾文化的表現(xiàn)內(nèi)容。

2 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)創(chuàng)新了群眾文化的表現(xiàn)形式

近些年來(lái)我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，人民群眾的生活水平也越來(lái)越高，連帶著對(duì)文化娛樂(lè)的欣賞水平也越來(lái)越高。新興劇場(chǎng)的多功能特色，即：舞臺(tái)演出、會(huì)議、報(bào)告、影院等等成為了人民群眾的最?lèi)?ài)。多功能劇場(chǎng)的出現(xiàn)對(duì)群眾文化館的發(fā)展來(lái)說(shuō)是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。為了人民群眾的需求，文化館必須革新自己的文化娛樂(lè)表現(xiàn)形式，運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)技術(shù)。如：文化館采取多媒體計(jì)算機(jī)的矩陣控制系統(tǒng)來(lái)控制整體的音響系統(tǒng)，這樣一來(lái)，整個(gè)過(guò)程都可以以數(shù)碼方式進(jìn)行處理，使得他們無(wú)論在精度、信噪比、還是失真方面都高于傳統(tǒng)的模擬設(shè)備。這樣，運(yùn)用媒體矩陣音響系統(tǒng)，就可以創(chuàng)新群眾文化工作的表現(xiàn)形式，即：能夠在禮堂、音樂(lè)廳、體育館、體育場(chǎng)、公園一些大型的場(chǎng)地實(shí)現(xiàn)擴(kuò)聲。能夠?yàn)槿罕娢幕顒?dòng)的順利開(kāi)展提供有保障的后盾力量。同時(shí)，媒體矩陣還可以隨時(shí)執(zhí)行替換功能，文化館工作人員可以根據(jù)實(shí)際需求隨時(shí)修改或者添加諸如：調(diào)音臺(tái)、眼分音器、自動(dòng)音壓控制器、信號(hào)分配器等設(shè)備。群眾文化娛樂(lè)活動(dòng)大都是通過(guò)聲音來(lái)組織、引導(dǎo)群眾開(kāi)展的，運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的技術(shù)能夠?qū)⒁纛l處理帶到一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)境界，提升了文化工作人員的工作效率和質(zhì)量。

在這種形式下，我們必須充分發(fā)揮現(xiàn)代傳媒技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)對(duì)傳統(tǒng)文化精髓的提煉與傳播，打造民族文化精品，這不僅可以對(duì)國(guó)民進(jìn)行循序漸進(jìn)的傳統(tǒng)文化的精神洗禮，還可以充分利用媒介重新建構(gòu)起更加符合現(xiàn)在形勢(shì)的文化觀。同時(shí)，避免傳統(tǒng)藝術(shù)形式因內(nèi)涵意義不易理解而從我們的視野中消失，也避免產(chǎn)生因?yàn)橛?jì)算機(jī)形式輕內(nèi)涵而導(dǎo)致主流藝術(shù)缺乏文化深度的社會(huì)現(xiàn)象，而要以媒體語(yǔ)言整合傳統(tǒng)文化精神，讓世界更清楚地認(rèn)識(shí)中國(guó)的現(xiàn)在和過(guò)去，從而實(shí)現(xiàn)文化傳承，打造民族藝術(shù)精品。

3 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)拓展了群眾文化的宣傳途徑

群眾文化工作是對(duì)外宣傳的窗口，更是當(dāng)?shù)乩习傩者M(jìn)行文化信息交流、傳播的平臺(tái)。現(xiàn)如今是數(shù)字化時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)成為人們生活的重要組成部分，群眾文化運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)的特性實(shí)現(xiàn)高速度、高質(zhì)量的宣傳，進(jìn)而推動(dòng)群眾文化的繁榮發(fā)展。如：建設(shè)一個(gè)具有當(dāng)?shù)厝罕娢幕厣木W(wǎng)絡(luò)，讓全國(guó)各地的人通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)就能夠?yàn)g覽文化信息，通過(guò)留言板、email、QQ、MSN等工具進(jìn)行文化信息的交流，拓展了傳統(tǒng)群眾文化的宣傳途徑。筆者所在的文化館，結(jié)合安徽的相關(guān)文化狀態(tài)、生活習(xí)俗等運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)知識(shí)建設(shè)了一個(gè)自己群文網(wǎng)絡(luò)，有：本館信息、非物質(zhì)文化介紹、在線服務(wù)（聯(lián)系我們）、藝術(shù)展廳、藝術(shù)圖畫(huà)展覽、活動(dòng)展示等等內(nèi)容，同時(shí)，將各地市級(jí)、縣級(jí)群文網(wǎng)站的鏈接也成立一個(gè)板塊設(shè)置在網(wǎng)站的首頁(yè)，形成網(wǎng)絡(luò)群眾文化聯(lián)盟，為瀏覽文化信息的群眾提供方便。這樣運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)將群眾文化活動(dòng)以影視、圖片加以文字制作成群眾文化的宣傳材料上傳至網(wǎng)站上，以互聯(lián)網(wǎng)為傳播路徑，推動(dòng)群眾文化形成全球化的宣傳、互動(dòng)、交流新格局。

群眾文化是人們生活?yuàn)蕵?lè)所不可缺少的，而人們運(yùn)用計(jì)算機(jī)生活?yuàn)蕵?lè)、運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理等等成為發(fā)展的必然趨勢(shì)。計(jì)算機(jī)圖形以其科學(xué)性、技術(shù)性為群眾文化的建設(shè)與發(fā)展提供了無(wú)限的幫助，有著“催化劑”的作用?？梢哉f(shuō)，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在群眾文化工作中的應(yīng)用涉及甚廣，是群眾文化可持續(xù)發(fā)展的后盾力量。

參考文獻(xiàn)：

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計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是研究如何利用計(jì)算機(jī)來(lái)顯示、生成和處理圖形的原理、方法和技術(shù)的一門(mén)學(xué)科，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造、科學(xué)計(jì)算可視化、地理信息系統(tǒng)、虛擬農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用，是計(jì)算機(jī)、地理信息系統(tǒng)、電子工程、機(jī)械設(shè)計(jì)等本科專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，也是許多后續(xù)課程(圖像處理、模式識(shí)別、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等)的基礎(chǔ)課程，在教學(xué)計(jì)劃中占有重要地位和作用。

培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力是研究型大學(xué)教育改革目標(biāo)的核心。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，不僅使學(xué)生能系統(tǒng)地獲得計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的基本知識(shí)、必要的基礎(chǔ)理論和常用的圖形生成算法，同時(shí)能提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，使學(xué)生具備一定的研究和創(chuàng)新能力。另外，隨著近幾年信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，在農(nóng)業(yè)遙感、地理信息系統(tǒng)、農(nóng)作物模擬和仿真中涉及大量的計(jì)算機(jī)圖形算法和技術(shù)。因此在這門(mén)課的講授內(nèi)容上增加了一些和遙感、地理信息系統(tǒng)、虛擬農(nóng)業(yè)技術(shù)相關(guān)的圖形基礎(chǔ)和算法，并結(jié)合教師的研究成果和科研工作的進(jìn)展，及時(shí)將其增加到教學(xué)內(nèi)容中，使這門(mén)課程逐漸形成有農(nóng)業(yè)特色的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課。

課程改革決不僅僅是教學(xué)內(nèi)容的更新，更為重要的是學(xué)習(xí)方式、思維方式轉(zhuǎn)換以及新教育技術(shù)的應(yīng)用。這需要我們從“知識(shí)型教學(xué)”轉(zhuǎn)換成為“研究型教學(xué)”，即以知識(shí)為載體，傳授本學(xué)科的方法論，注重學(xué)科發(fā)展，提升教學(xué)中學(xué)生思維能力、交流溝通能力等持久性綜合能力的培養(yǎng)。

1研究型教學(xué)的實(shí)施方案

研究型教學(xué)是以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新研究能力為目標(biāo)的。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，我們從跟蹤學(xué)科前沿能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力、文獻(xiàn)閱讀能力等以下7個(gè)方面來(lái)綜合培養(yǎng)學(xué)生的能力[1]，如圖1所示。

圍繞這幾方面的能力，具體做法是強(qiáng)化基礎(chǔ)、突出實(shí)踐、重在素質(zhì)、面向創(chuàng)新。我們主要在以下幾個(gè)方面展開(kāi)了創(chuàng)新性的教學(xué)改革研究。

1.1像計(jì)算機(jī)工程師那樣去思考和解決問(wèn)題

本課程教學(xué)理念為：“以應(yīng)用為背景、以理論為主線、以算法為核心、以合理先進(jìn)的教學(xué)方法為手段、以提高學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為目標(biāo)”。

學(xué)完這門(mén)課程，學(xué)生應(yīng)掌握兩個(gè)技能并達(dá)到一個(gè)目標(biāo)，兩個(gè)技能是：1)學(xué)生能編寫(xiě)小規(guī)模的圖形程序(這里的小并不是貶義，只是代表你有能力做事的規(guī)模而已)；2)掌握的第二個(gè)技能是有能力來(lái)理解別人編寫(xiě)的程序。因此要能寫(xiě)、能讀程序。

最終的目的是開(kāi)啟學(xué)生從其他領(lǐng)域中提煉概述，并研究出如何將其轉(zhuǎn)入計(jì)算機(jī)圖形領(lǐng)域的能力。通過(guò)圖形學(xué)算法的提出背景以及發(fā)現(xiàn)、發(fā)展和完善過(guò)程的講解，對(duì)學(xué)生的思維進(jìn)行訓(xùn)練，提高學(xué)生面向問(wèn)題的求解能力，培養(yǎng)學(xué)生的科研素質(zhì)。

在教材的選取上，不局限于一本教材[2-4]，而是選用國(guó)內(nèi)較有影響的幾本教材作為參考書(shū)。注重基本原理和概念的講解。因?yàn)閳D形技術(shù)的發(fā)展日新月異，新的技術(shù)和算法層出不窮，學(xué)生學(xué)習(xí)的技術(shù)幾年后可能會(huì)過(guò)時(shí)，但基本的原理和概念是長(zhǎng)期不變的。

1.2突出講授圖形算法中蘊(yùn)含的思想

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程的主要內(nèi)容就是講授圖形生成、顯示、處理的算法。那么，一個(gè)普通、常規(guī)的圖形算法是如何通過(guò)改進(jìn)和完善變成一個(gè)優(yōu)秀算法的？

算法分析是一種理論研究，是關(guān)于計(jì)算機(jī)程序性能和資源利用的研究，重點(diǎn)是性能。我們是在學(xué)習(xí)如何計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行的更快。算法還涉及到其它資源，但我們的關(guān)注點(diǎn)主要還是在性能上。

例如，直線生成算法是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)較底層的一個(gè)算法。該算法的性能?chē)?yán)重決定著圖形生成的效率。因?yàn)楫?dāng)完成一個(gè)動(dòng)畫(huà)算法或真實(shí)感圖形算法時(shí)，直線算法可能被幾十萬(wàn)、上百萬(wàn)次地反復(fù)調(diào)用，因此這種算法要求效率要高。在加、減、乘除、開(kāi)方、三角函數(shù)等運(yùn)算中，加法是最快的運(yùn)算，其中整數(shù)加法又快于浮點(diǎn)加法。因此像畫(huà)直線這種底層算法，能夠減少一個(gè)乘法都是一個(gè)了不起的事情。

從講授通過(guò)直線方程的畫(huà)線算法到數(shù)值微分(DDA)算法、再到中點(diǎn)畫(huà)線算法，最后到Bresenham算法。一步步給學(xué)生展示了一個(gè)開(kāi)始需要一個(gè)乘法和一個(gè)加法的普通直線算法，是如何通過(guò)改進(jìn)和完善其性能，把乘法演變一個(gè)浮點(diǎn)運(yùn)算加法，又把浮點(diǎn)加法變成整數(shù)加法的一個(gè)精彩過(guò)程。計(jì)算機(jī)科學(xué)問(wèn)題的核心就是算法。

學(xué)術(shù)大師們?cè)谔岢?、改進(jìn)和完善算法的過(guò)程中所體現(xiàn)出來(lái)的一些閃光的思想正是我們所要深刻認(rèn)識(shí)和領(lǐng)會(huì)的。什么是創(chuàng)新？這些閃光的思想就是真正的創(chuàng)新！

在講授其他一些圖形算法如多邊形的掃描轉(zhuǎn)換和區(qū)域填充、裁剪算法、消隱算法等時(shí)，并不強(qiáng)調(diào)學(xué)生掌握和實(shí)現(xiàn)算法的具體細(xì)節(jié)，更重要的是闡述這些算法所蘊(yùn)涵的一些創(chuàng)新思想，像增量思想、編碼思想、圖形連貫性思想、分而治之思想等。這些思想不僅用在圖形學(xué)算法中，而且還用在了數(shù)據(jù)挖掘、人工智能等領(lǐng)域。

1.3算法講解與程序演示相結(jié)合

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，上機(jī)編程實(shí)驗(yàn)是其重要環(huán)節(jié)，基本目標(biāo)是將學(xué)生的計(jì)算機(jī)操作能力、分析能力、設(shè)計(jì)能力與編程實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生由淺入深地掌握計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基本理論和算法。

為了讓枯燥的算法講解變得生動(dòng)起來(lái)，作者在教學(xué)手段上充分發(fā)揮圖形學(xué)自身特點(diǎn)，將許多算法的原理用Flash做成動(dòng)畫(huà)片嵌入到教學(xué)幻燈片中，采用生動(dòng)形象的動(dòng)畫(huà)算法講解，使學(xué)生對(duì)抽象的圖形學(xué)算法不僅有一個(gè)直觀的了解，而且還調(diào)節(jié)了課堂氣氛。許多同學(xué)在看過(guò)演示之后，不僅對(duì)算法有了更為深入的了解，還紛紛躍躍欲試，想要做出更好的程序來(lái)，這極大地激發(fā)了學(xué)生自己動(dòng)手編程實(shí)踐的欲望。這些課件對(duì)于提高學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)算法的理解性具有很大的作用。

我們安排了8～10個(gè)上機(jī)編程實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容包括畫(huà)直線圓弧算法、區(qū)域填充算法、編碼裁剪和梁友棟裁剪算法、二維、三維變換算法、透視變換算法、Bezier曲線算法、B樣條算法和簡(jiǎn)單光照模型的實(shí)現(xiàn)。學(xué)生通過(guò)這些算法的編程實(shí)現(xiàn)并改進(jìn)一些重要算法， 既可以增強(qiáng)對(duì)算法本身的理解，也可感受編程的樂(lè)趣。

2教學(xué)與科研相結(jié)合

2.1教師科研與教學(xué)相結(jié)合

科研是提高課程教學(xué)質(zhì)量的源動(dòng)力。將科研成果引入教學(xué)，一方面豐富了教學(xué)內(nèi)容，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；另一方面，也培養(yǎng)了學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。

我們主持和參與的國(guó)家科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)中國(guó)數(shù)字科技館項(xiàng)目“虛擬農(nóng)場(chǎng)體驗(yàn)區(qū)”、科技支撐項(xiàng)目 “面向農(nóng)民科技培訓(xùn)的人機(jī)交互式三維可視化平臺(tái)研究”、虛擬農(nóng)場(chǎng)等課題中都使用到了圖形算法和技術(shù)，通過(guò)課題引導(dǎo)學(xué)生將圖形學(xué)中的各類(lèi)知識(shí)集成到引擎中，面向二次開(kāi)發(fā)和快速開(kāi)發(fā)，大大提高了學(xué)生對(duì)圖形學(xué)技術(shù)的理解和實(shí)踐動(dòng)手能力。

2.2教學(xué)與專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)閱讀相結(jié)合

一門(mén)學(xué)科的內(nèi)容終歸是不可能全部在課堂上講授完的，以“授人以漁”為己任的教師也沒(méi)有必要這樣做。在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代沒(méi)有絕對(duì)的老師，所有老師必須成為學(xué)生。同樣，在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代也沒(méi)有絕對(duì)的學(xué)生，所有的學(xué)生必須學(xué)會(huì)做自己的老師。

為了培養(yǎng)學(xué)生研究創(chuàng)新的能力，除了把教師自己的科研成果介紹給學(xué)生，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生跟蹤學(xué)科前沿的文獻(xiàn)檢索、文獻(xiàn)閱讀與文獻(xiàn)綜述能力。

基于期刊的影響力和SCI影響因子等標(biāo)準(zhǔn)，我們選擇國(guó)內(nèi)外一流期刊20余種，國(guó)內(nèi)期刊如《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)》、《地理學(xué)報(bào)》、《計(jì)算機(jī)圖形圖像學(xué)報(bào)》等；國(guó)外期刊如《Computer Graphics》、《IEEE Computer Graphics and Application》、《International Journal of Geographical Information Science》等。相對(duì)來(lái)說(shuō)，這些權(quán)威的期刊發(fā)表的文章基本上都是高質(zhì)量的文章。除了從這些期刊里選出一些和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)算法有關(guān)的高質(zhì)量文獻(xiàn)以外，還搜集一些有關(guān)計(jì)算機(jī)圖形經(jīng)典算法的經(jīng)典文獻(xiàn)，主要是一些具有里程碑式的文獻(xiàn)！這些經(jīng)典的文獻(xiàn)猶如文學(xué)界的世界名著，長(zhǎng)久不衰，他們的貢獻(xiàn)直到今天都無(wú)可忽略！最新文獻(xiàn)猶如現(xiàn)代流行小說(shuō)，要與時(shí)俱進(jìn)，了解計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的一些最新進(jìn)展。

要求每個(gè)學(xué)生在這門(mén)課程的學(xué)習(xí)期間，能夠閱讀至少2～3篇中文文獻(xiàn)和1～2篇英文文獻(xiàn)(既閱讀世界名著，也要瀏覽現(xiàn)代流行小說(shuō))。這樣既提高了學(xué)生的英語(yǔ)閱讀能力，了解該領(lǐng)域的熱點(diǎn)和前沿進(jìn)展，又使得學(xué)生能領(lǐng)會(huì)大師們的研究思路、邏輯推論和技術(shù)方法。

通過(guò)兩屆學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，教學(xué)取得了良好的效果。盡管他們只是大二的學(xué)生，但已經(jīng)有幾位學(xué)生對(duì)教科書(shū)上的一些經(jīng)典算法在性能上做了進(jìn)一步的改進(jìn)，提高了算法的效率，撰寫(xiě)的幾篇學(xué)術(shù)論文被國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議錄用。

3結(jié)語(yǔ)

在研究型課程教學(xué)中，教師的作用發(fā)生了變化：教師不再是“講臺(tái)上的圣人”，而更多地起“場(chǎng)外教練”的作用[5]；他們不僅僅傳授知識(shí)，而是遵循認(rèn)知規(guī)律，以學(xué)生為中心，設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程、提供教學(xué)資源、提供學(xué)習(xí)建議，對(duì)整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行控制，包括在關(guān)鍵環(huán)節(jié)上對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)、激勵(lì)、引導(dǎo)和指導(dǎo)。教師的戰(zhàn)略目標(biāo)都是為了幫助學(xué)生們能像一個(gè)計(jì)算機(jī)科學(xué)家一樣去思考。換句話說(shuō)，希望賦予學(xué)生一種能力，讓學(xué)生可以用計(jì)算機(jī)做他想做的任何事。

參考文獻(xiàn)：

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Research Teaching of Computer Graphics for Undergraduate Students in Agricultural Universities

ZHAO Ming

篇5

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)；計(jì)算機(jī)教育；核心課程；軟件系統(tǒng)；應(yīng)用開(kāi)發(fā)

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

1 引言

2006年，國(guó)家教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)編制出版了“高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告暨專(zhuān)業(yè)規(guī)范(試行)“(以下簡(jiǎn)稱(chēng)”新專(zhuān)業(yè)規(guī)范“)[1]，該“新專(zhuān)業(yè)規(guī)范”指出：由于計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)是全國(guó)在校人數(shù)最多、高校開(kāi)設(shè)專(zhuān)業(yè)最多的專(zhuān)業(yè)，這導(dǎo)致計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生目前出現(xiàn)就業(yè)困難，其主要原因還是計(jì)算機(jī)人才的培養(yǎng)滿(mǎn)足社會(huì)需要的針對(duì)性不夠明確，導(dǎo)致了人才結(jié)構(gòu)上的不合理。解決方法是分類(lèi)培養(yǎng)、使計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生能有相對(duì)優(yōu)勢(shì)的知識(shí)結(jié)構(gòu)，高校教育應(yīng)該為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)現(xiàn)在的畢業(yè)生增加專(zhuān)業(yè)特色、增強(qiáng)就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，等等。并由此提出了“高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)公共核心知識(shí)體系與課程”(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“核心課程”)[2]。無(wú)疑，這對(duì)全面規(guī)范并提高國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)教育的整體水平具有非常大的指導(dǎo)作用。通過(guò)認(rèn)真學(xué)習(xí)研究這些內(nèi)容之后發(fā)現(xiàn)，究竟應(yīng)選擇哪些課程作為計(jì)算機(jī)的公共核心課程供全國(guó)各行業(yè)人員作為學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)，以及一些課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該如何安排，才能做到既拓展計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的知識(shí)領(lǐng)域、又能增加學(xué)生畢業(yè)后的就業(yè)渠道等，這些都是大家不斷思考的問(wèn)題。而計(jì)算機(jī)“核心課程”的選擇似乎對(duì)上述已有問(wèn)題的解決幫助不夠，而增加計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教育對(duì)解決這些問(wèn)題是一個(gè)值得借鑒的好方法，理由如下(不妥之處，請(qǐng)批評(píng)指正)。

2 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程列入核心課程，彌補(bǔ)本科教學(xué)計(jì)算能行性教育的缺失

作為具有全國(guó)指導(dǎo)意義的“新專(zhuān)業(yè)規(guī)范”，應(yīng)該為計(jì)算機(jī)教育在多個(gè)行業(yè)方向的發(fā)展奠定基礎(chǔ)，而抽出它們所共有的基礎(chǔ)課作為計(jì)算機(jī)本科教育的核心課程，但現(xiàn)有的“新專(zhuān)業(yè)規(guī)范”的公共“核心課程”[2]只有

程序設(shè)計(jì)

離散數(shù)學(xué)

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)組成

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

操作系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

等7門(mén)課程內(nèi)容，而把“計(jì)算機(jī)圖形學(xué)”課程排斥在核心課程之外，這顯然不利于計(jì)算機(jī)應(yīng)用的全面發(fā)展，不利于計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)、游戲、圖形標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)算機(jī)仿真、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造等計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件行業(yè)的全面發(fā)展，會(huì)縮小計(jì)算機(jī)本科生畢業(yè)之后的就業(yè)面，也與制定“新專(zhuān)業(yè)規(guī)范”的初衷相悖。

什么能被自動(dòng)計(jì)算一直是計(jì)算機(jī)界探討的主題之一[8]，那些確切能用計(jì)算方法解決的問(wèn)題如何設(shè)計(jì)才能被計(jì)算機(jī)自動(dòng)計(jì)算簡(jiǎn)稱(chēng)計(jì)算的能行性(可計(jì)算性的實(shí)現(xiàn)前提)，而程序設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這兩門(mén)課程是計(jì)算機(jī)編程的基礎(chǔ)，它們作為計(jì)算機(jī)的公共核心課程是必須的。但這兩門(mén)課程(該“程序設(shè)計(jì)”課程實(shí)為計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言＋語(yǔ)句的簡(jiǎn)單應(yīng)用，“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”講授程序加工的數(shù)據(jù)如何配合算法進(jìn)行有效管理安排、以實(shí)現(xiàn)算法的功能)并沒(méi)有從理論上解決計(jì)算機(jī)程序根據(jù)什么原則才能進(jìn)行有效設(shè)計(jì)、以及程序如何構(gòu)成系統(tǒng)后才能最后自動(dòng)解決用戶(hù)提交的計(jì)算問(wèn)題，這是國(guó)內(nèi)“程序設(shè)計(jì)”課程多年來(lái)懸而未決的老大難題。其原因在于：講授程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言時(shí)，學(xué)生還沒(méi)有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)，而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身既不講模型方法、又不講解軟件系統(tǒng)等概念，同時(shí)這兩門(mén)課程也缺少具有復(fù)雜計(jì)算模型的大規(guī)模實(shí)用軟件編程的整體訓(xùn)練內(nèi)容與方法，若把這些缺失的內(nèi)容都加入到教學(xué)中，則一無(wú)足夠的課時(shí)、二是改變了授課的性質(zhì)。所以，從算法語(yǔ)言的角度介紹程序的設(shè)計(jì)方法是不完備的。

對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，計(jì)算理論早已從計(jì)算的機(jī)理與實(shí)現(xiàn)上予以解決。但計(jì)算理論的內(nèi)容一般只在研究生階段講授，且計(jì)算理論是研究生的一個(gè)專(zhuān)業(yè)方向、即使該理論在研究生階段講授、學(xué)生理解也有一定難度，而把這套理論方法直接用于實(shí)踐以解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題難度更大[9]。即現(xiàn)有成熟的程序設(shè)計(jì)理論與方法沒(méi)有通過(guò)適當(dāng)?shù)妮d體引進(jìn)本科課堂教學(xué)中是現(xiàn)行教育政策最大的不足，而計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是直接從應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)的角度闡述計(jì)算的“能行性”問(wèn)題(見(jiàn)下述)，當(dāng)其列入計(jì)算機(jī)的核心課程后，既能彌補(bǔ)上述計(jì)算理論教育中缺失的一環(huán)，也能有效彌補(bǔ)上述7門(mén)核心課程中計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件編程系統(tǒng)訓(xùn)練不足的尷尬。事實(shí)上，GPU(圖形處理芯片)與CPU在PC機(jī)上的發(fā)展并駕齊驅(qū)，證明計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是計(jì)算機(jī)科學(xué)中不可缺少的重要研究領(lǐng)域，可這些沒(méi)有在“核心課程”[2]中得到有效的體現(xiàn)令人不解。

3 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系

3.1 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究對(duì)象、研究方法與基本教學(xué)內(nèi)容

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的最終目的就是用計(jì)算機(jī)程序的方法在計(jì)算機(jī)顯示器屏幕上生成圖像效果，特別是生成類(lèi)似照相機(jī)拍攝的三維圖像。而照相機(jī)拍攝三維圖像是一個(gè)具體的物理過(guò)程，它的基本原理是光線在空間物體之間相互傳播，當(dāng)光線被物體表面反射并被照相機(jī)接收后形成的顯示效果。由于人們能從二維照片上光點(diǎn)的亮度與大小判斷出物體表面該點(diǎn)距照相機(jī)的相對(duì)遠(yuǎn)近，故人們常稱(chēng)這種圖像為三維圖像。用計(jì)算機(jī)程序的方法生成具有高度真實(shí)感的圖形就是對(duì)上述物理過(guò)程的一種近似仿真模擬得到的效果。為了達(dá)到這一目的，人們根據(jù)仿真方法的要求，建立了仿真過(guò)程需要的各種模型(包括照相機(jī)模型，燈光模型，顏色模型，照明模型，物體的幾何模型，物體表面的材質(zhì)與紋理模型)，通過(guò)①模型數(shù)據(jù)的輸入(交互輸入、編程輸入、文件輸入等)、②數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理(系統(tǒng)參數(shù)文件、圖形模型數(shù)據(jù)文件、規(guī)格化圖形數(shù)據(jù)文件、物理顯示設(shè)備的圖形顯示文件)、③數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理(物體的幾何變換、全剖切運(yùn)算、集合運(yùn)算、三維重建算法、物體的各種變形運(yùn)算等)、④數(shù)據(jù)的輸出(各種線段圖形的生成與實(shí)面積多邊形的填充算法、著色算法、消隱算法、紋理映射算法、陰影算法，光線跟蹤算法與輻射度算法)等4個(gè)處理過(guò)程，用系統(tǒng)編程設(shè)計(jì)的方法實(shí)現(xiàn)其圖形顯示[7]。

這里照相機(jī)模型描述了三維空間中的點(diǎn)、線、面等圖形投影轉(zhuǎn)換成二維空間中點(diǎn)、線、面等圖形，并調(diào)用二維圖形的生成算法生成二維圖像，同時(shí)裁剪超出顯示范圍的三維圖形、便于圖形的正確顯示。燈光模型與顏色模型描述了光線產(chǎn)生的根源、點(diǎn)光源的空間幾何分布、光線在空間中的傳播方向與衰減規(guī)律，光線的色彩屬性、亮度計(jì)算方法與合成色的變化規(guī)律等內(nèi)容。照明模型描述了物體表面反光或透光能力的計(jì)算方法。物體的幾何模型描述了一個(gè)物體的點(diǎn)線面等幾何尺寸與大小。材質(zhì)特性描述了各物體表面對(duì)各種性質(zhì)光線的反光與透光能力的大小。紋理模型直接描述了物體表面各點(diǎn)的顯示細(xì)節(jié)與像素值。著色算法確定了用何種插值算法填充多邊形網(wǎng)格表面、使其顯示效果是多邊形網(wǎng)格效果或是一張光滑的曲面效果。消隱算法確定顯示物體表面的各個(gè)可見(jiàn)表面與邊線，不顯示其被遮擋的不可見(jiàn)的表面與邊線。紋理映射算法就是把一張照片映射至物體的表面上(又稱(chēng)貼圖)，而這個(gè)照片既可以是實(shí)際照相機(jī)拍攝的三維照片，也可以是用數(shù)學(xué)模型描述并動(dòng)態(tài)產(chǎn)生的結(jié)果。在場(chǎng)景中，由于某些遮擋物的存在，光線不能直接照射到某些物體的表面，使得這些表面反光(透光)的亮度暗于被光線直接照射物體表面的亮度；觀察的角度不同，所見(jiàn)這種陰影效果的形狀與大小不一樣；陰影算法即在場(chǎng)景圖中統(tǒng)一繪制這種陰影顯示效果與非陰影顯示效果。光線跟蹤算法、輻射度算法就是仿真光線的傳播過(guò)程以達(dá)到最后生成所需的圖像效果。

事實(shí)上，在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域中僅研究這些模型還不夠，還要用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的知識(shí)把它們都轉(zhuǎn)換成一個(gè)個(gè)可執(zhí)行的算法，并用系統(tǒng)編程的方法把這些算法構(gòu)成一個(gè)軟件系統(tǒng)整體，才能方便各種圖形的生成。而在這個(gè)軟件系統(tǒng)中生成圖形的第一步是構(gòu)造多種物體的幾何模型與形狀(物體的幾何變換、全剖切運(yùn)算、集合運(yùn)算是用簡(jiǎn)單物體構(gòu)造復(fù)雜物體的有效工具之一，三維重建算法是用點(diǎn)、線、面等元素恢復(fù)物體外殼的幾何形狀)，在統(tǒng)一的世界坐標(biāo)系中確定它們的位置與朝向，再逐一確定物體表面的材質(zhì)特性與紋理效果等，使這種多物體造型(稱(chēng)場(chǎng)景造型)滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的需要。第二步是設(shè)置燈光與燈光的特性，設(shè)置照相機(jī)模型等。第三步是在上述二步的基礎(chǔ)上，統(tǒng)一用光線跟蹤算法或輻射度算法生成上述場(chǎng)景造型所對(duì)應(yīng)的三維圖像效果(又稱(chēng)渲染)。

應(yīng)注意：

① 試圖精確的構(gòu)造現(xiàn)實(shí)世界中所有物體、特別是具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)或微小結(jié)構(gòu)或細(xì)微動(dòng)態(tài)變化物體的幾何模型既不現(xiàn)實(shí)、其代價(jià)也太大，人們總是想用其它的方法來(lái)代替，這就是所謂分形描述、粒子描述建模等多種其它建模方法的來(lái)源；

② 完全按照物理學(xué)上光線的傳播方法來(lái)生成圖像太費(fèi)時(shí)間，光線跟蹤算法、輻射度算法事實(shí)上是對(duì)物理光線傳播方法的一種近似。這個(gè)近似程度一般由圖像顯示的真實(shí)感與計(jì)算的復(fù)雜度來(lái)確定。

③ 在上述場(chǎng)景造型的構(gòu)造過(guò)程中，若物體運(yùn)動(dòng)或變形，燈光改變照射的范圍、朝向、亮度、色彩，照相機(jī)改變拍攝的方向或跟蹤拍攝，此時(shí)若連續(xù)拍攝(即渲染)三維空間場(chǎng)景效果，就形成了多幀圖像，連續(xù)播放這些多幀圖像就是計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)。

④ 所謂圖形標(biāo)準(zhǔn)就是把上述的照相機(jī)模型、點(diǎn)光源的燈光模型、顏色模型、簡(jiǎn)單的照明模型、著色算法，以及點(diǎn)線面、多邊形網(wǎng)格模型等模型與算法用硬件實(shí)現(xiàn)，并由圖形標(biāo)準(zhǔn)提供軟件接口方法調(diào)用這些硬件功能；當(dāng)用戶(hù)向該圖形標(biāo)準(zhǔn)提供上述模型的描述數(shù)據(jù)與材質(zhì)、紋理描述數(shù)據(jù)之后，計(jì)算機(jī)就能用硬件加速的方法實(shí)現(xiàn)在顯示器中高速生成點(diǎn)線面、多邊形網(wǎng)格，以及光照效果的表面、紋理效果等圖形。目前的圖形標(biāo)準(zhǔn)本身并不負(fù)責(zé)物體幾何模型的構(gòu)造，也不負(fù)責(zé)管理各種模型數(shù)據(jù)等?，F(xiàn)圖形標(biāo)準(zhǔn)主要以紋理映射算法為主，暫時(shí)還沒(méi)有用光線跟蹤或輻射度算法以實(shí)現(xiàn)三維圖形的實(shí)時(shí)顯示?？梢?jiàn)圖形標(biāo)準(zhǔn)僅是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)部分研究成果的具體實(shí)現(xiàn)。

⑤ 若能在上述場(chǎng)景造型中，讓各種物體實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)(照相機(jī)與燈光是具有其它功能的物體，它們也有幾何形狀，也能與人、動(dòng)物等角色(多關(guān)節(jié)物體)一樣進(jìn)行各種運(yùn)動(dòng))，并能接收用戶(hù)的交互操作、且這種運(yùn)動(dòng)過(guò)程具有故事情節(jié)性，同時(shí)這種多物體運(yùn)動(dòng)的效果能在計(jì)算機(jī)顯示器屏幕中實(shí)時(shí)生成顯示，這種計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)就是3D游戲(人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)的仿真)。3D游戲另一個(gè)難點(diǎn)在于復(fù)雜游戲引擎的構(gòu)造――即如何構(gòu)造并管理游戲場(chǎng)景的模型數(shù)據(jù)(包括聲音與人工交互操作等)，使整個(gè)游戲畫(huà)面達(dá)到實(shí)時(shí)顯示的目的。事實(shí)上，3D游戲可以看成是計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在商業(yè)上的降級(jí)簡(jiǎn)單應(yīng)用。

⑥ 物體的幾何造型、變形與運(yùn)動(dòng)是計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)的一個(gè)難點(diǎn)，比體這個(gè)概念更復(fù)雜的是流體與場(chǎng)的模型構(gòu)造、顯示，它們能描述更廣泛一類(lèi)的物理現(xiàn)象，如臺(tái)風(fēng)的變化過(guò)程、風(fēng)洞的實(shí)驗(yàn)效果、物體表面的應(yīng)力變化現(xiàn)象、環(huán)境中熱傳遞效果的變化、地質(zhì)勘探結(jié)果的可視化顯示等，一般人們把這些問(wèn)題歸納在“科學(xué)計(jì)算的可視化”課程中講授，因?yàn)檫@些流體與場(chǎng)的模型構(gòu)造等需要比較深的數(shù)學(xué)知識(shí)。但是，一旦這些流體與場(chǎng)的幾何數(shù)據(jù)模型確定之后，人們就能用圖形標(biāo)準(zhǔn)顯示它們。

⑦ 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD與計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)的區(qū)別：在CAD中，也需要構(gòu)造物體的幾何模型并顯示這些物體的構(gòu)造效果，更重要的是還需要用數(shù)控機(jī)床把這些設(shè)計(jì)出的物體零件加工制造出來(lái)，故它對(duì)物體的幾何模型要求特別高、特別是其誤差控制，因?yàn)槎鄠€(gè)零部件組成的精密加工機(jī)床等最后影響加工的精度都與各個(gè)物體模型的誤差精度相互關(guān)聯(lián)。顯然，在CAD領(lǐng)域中，也有零部件之間的聯(lián)動(dòng)等多種運(yùn)動(dòng)需要精密控制(機(jī)械運(yùn)動(dòng)與仿真)。與物體幾何模型要求相比，CAD領(lǐng)域中物體的顯示要求可以放低些。而在計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)中，相對(duì)而言，對(duì)物體幾何模型的要求低，例如物體的外表面可以不封閉，只要這個(gè)不封閉的外殼表面破綻不被照相機(jī)拍攝到就可以了；但計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)對(duì)最后渲染的圖像顯示質(zhì)量的真實(shí)感效果要求很高。

⑧ 二維圖形與三維圖形的區(qū)別：這兩者的區(qū)別除了其數(shù)學(xué)模型一個(gè)是二維的、一個(gè)是三維的之外，更大的區(qū)別還在于二維圖形學(xué)只能從數(shù)學(xué)上研究圖形的基本規(guī)律(點(diǎn)、直線、曲線、平面與形狀，位置，運(yùn)動(dòng)與變形，色彩等)、以及圖形的模型構(gòu)造與顯示方法；利用二維圖形的簡(jiǎn)單性，可剖析計(jì)算機(jī)二維圖形系統(tǒng)的組成，即軟件系統(tǒng)是一個(gè)能自動(dòng)運(yùn)行的程序，它能從輸入、存儲(chǔ)、運(yùn)算處理、

輸出等方面全面處理用戶(hù)在某個(gè)領(lǐng)域中提出的諸多數(shù)學(xué)模型并完成其模型描述數(shù)據(jù)的加工任務(wù)，使用戶(hù)很容易明確這種軟件的組成、功能與使用范圍。三維圖形學(xué)卻可以用數(shù)學(xué)模型的方法研究自然界中的多種物理現(xiàn)象，由此探討大自然中多種物理現(xiàn)象的變化規(guī)律，并能用圖形顯示的方法來(lái)表現(xiàn)這種變化過(guò)程，這種方法正是人們探索自然并進(jìn)行科學(xué)研究所倡導(dǎo)的基本方法之一。因此，從三維圖形學(xué)的基本教學(xué)研究?jī)?nèi)容可知，用圖形方式(可見(jiàn)的點(diǎn)線面、色彩、紋理)顯示各種物理現(xiàn)象的變化過(guò)程只是一個(gè)表面現(xiàn)象，關(guān)鍵的是要掌握這種變化過(guò)程的物理機(jī)理并能用數(shù)學(xué)模型的方法全面正確的描述這種變化(即用圖形的方法表達(dá)計(jì)算機(jī)信息數(shù)據(jù)的含義非常適合人們觀察自然、了解自然現(xiàn)象與變化規(guī)律，而計(jì)算機(jī)的信息描述數(shù)據(jù)是由具體的各種物理變化過(guò)程確定的)，即掌握計(jì)算機(jī)仿真與科學(xué)研究方法才是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的真諦，也即用計(jì)算物理學(xué)的基本思想能統(tǒng)一傳統(tǒng)意義上計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)學(xué)科中的基本研究?jī)?nèi)容。計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生有了這種方法后，再深入其它各應(yīng)用學(xué)科領(lǐng)域，努力掌握其物理原理、科學(xué)實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)模型方法等知識(shí)，并與行業(yè)專(zhuān)家相互配合，計(jì)算機(jī)與計(jì)算工具就在各專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的科學(xué)研究與系統(tǒng)設(shè)計(jì)上大有用武之地了。

綜上所述，可以給出計(jì)算機(jī)圖形學(xué)如下定義：

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)屬于計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的研究范疇，它主要通過(guò)物理原理與數(shù)學(xué)方法，建立描述自然景觀(虛幻世界)的幾何數(shù)據(jù)模型與顯示圖形的物理數(shù)學(xué)模型，以達(dá)到用程序的方法把這些模型的描述數(shù)據(jù)通過(guò)算法轉(zhuǎn)換成在計(jì)算機(jī)顯示器中顯示自然景觀圖像的目的。本質(zhì)上，用計(jì)算機(jī)生成三維真實(shí)感圖形就是用數(shù)學(xué)模型的方法仿真光線在物體之間相互傳播而產(chǎn)生的顯示效果或把光線傳遞的效果即照片映射至物體表面上所產(chǎn)生的顯示效果。

國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教育工作者已認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在計(jì)算機(jī)學(xué)科教育與科學(xué)研究中的重要性，并于2001年公開(kāi)出版計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教材支持上述觀點(diǎn)[10]。但由于這些觀點(diǎn)沒(méi)有引起國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)界制定政策的主流階層人士的關(guān)注，相反，從2000年開(kāi)始，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的內(nèi)容卻從全國(guó)范圍內(nèi)的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)等級(jí)考試中消失，這不能不說(shuō)是國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)教育的一大損失。

而計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的授課關(guān)系見(jiàn)4.1節(jié)。

3.2 “新專(zhuān)業(yè)規(guī)范”中，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教學(xué)內(nèi)容有待改進(jìn)

“新專(zhuān)業(yè)規(guī)范”中計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教學(xué)內(nèi)容主要放在計(jì)算機(jī)圖形標(biāo)準(zhǔn)的使用上，核心內(nèi)容只有圖形標(biāo)準(zhǔn)、照相機(jī)模型，圖形顯示設(shè)備與輸入設(shè)備，前期課程要求計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言與離散數(shù)學(xué)，并只安排8個(gè)課時(shí)來(lái)講授這些內(nèi)容，其它的內(nèi)容作為選修內(nèi)容(這包括各種圖形的生成算法、物體幾何模型的描述方法，計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)，可視化，虛擬現(xiàn)實(shí)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)，人們對(duì)色彩的主觀感受、如何用色彩方式表達(dá)設(shè)計(jì)作品的主題思想，等等)。這種教學(xué)安排能使學(xué)生掌握?qǐng)D形標(biāo)準(zhǔn)的使用、以及照相機(jī)模型的應(yīng)用，很容易導(dǎo)致學(xué)生誤認(rèn)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)就是在顯示器上繪制各種圖形這種認(rèn)識(shí)偏差。

這種教學(xué)安排不當(dāng)之處如下：

首先，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的前期課程應(yīng)該是程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。實(shí)際上，不學(xué)離散數(shù)學(xué)并不影響學(xué)生編寫(xiě)圖形學(xué)的各種應(yīng)用程序；但不學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，則編程困難；而且授課學(xué)時(shí)數(shù)太少。

其次，圖形標(biāo)準(zhǔn)自成體系，但它不能構(gòu)成一個(gè)完全自動(dòng)運(yùn)行并具有圖形數(shù)據(jù)輸入、存儲(chǔ)、運(yùn)算處理、輸出等處理全流程功能的軟件系統(tǒng)，它往往需要用戶(hù)在應(yīng)用軟件中向圖形標(biāo)準(zhǔn)輸入模型數(shù)據(jù)并調(diào)用其各函數(shù)才能出現(xiàn)所需要的圖形顯示效果。初學(xué)者原指望學(xué)了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，就知道象3DS MAX與OpenGL等軟件中是如何編寫(xiě)程序并實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)畫(huà)圖形的顯示，但授課結(jié)果卻令人失望。

第三，由于初學(xué)者一般缺少對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的全面了解，缺少對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的研究對(duì)象與研究方法的認(rèn)識(shí)，也沒(méi)有圖形系統(tǒng)的概念，該“新專(zhuān)業(yè)規(guī)范”授課大綱中雖有物體幾何模型的描述方法但缺少在圖形系統(tǒng)中具體建造物體幾何模型等實(shí)例；另大綱中授課內(nèi)容的邏輯關(guān)系非常不順暢(例如把計(jì)算機(jī)視覺(jué)作為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一部分對(duì)待并講授值得商榷，雖然人們期待從計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像中獲得圖像的模型描述數(shù)據(jù)并一直朝這個(gè)方向努力，但計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與計(jì)算機(jī)視覺(jué)的研究方向與研究方法畢竟有很大的區(qū)別)，也沒(méi)有總結(jié)出計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的核心概念，且對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的認(rèn)識(shí)仍停留在圖形學(xué)由各種算法的集合所組成的認(rèn)識(shí)層面上，很難正確體現(xiàn)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在科學(xué)研究中的重要作用。若授課內(nèi)容掌握不當(dāng)易使教學(xué)與學(xué)習(xí)迷失方向，或再次導(dǎo)致計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程被計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)邊緣化，這也是多年來(lái)國(guó)內(nèi)同行反映計(jì)算機(jī)圖形學(xué)難教難學(xué)的原因之一，這顯然與當(dāng)今計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在計(jì)算機(jī)科學(xué)中的發(fā)展潮流相悖。

第四，圖形標(biāo)準(zhǔn)只是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)部分研究成果的具體實(shí)現(xiàn)，當(dāng)初國(guó)外為什么會(huì)選擇圖形標(biāo)準(zhǔn)而不是選擇計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)為案例作為講授計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程的主要內(nèi)容，作者認(rèn)為可能有以下原因：

① 歷史的原因：因?yàn)閳D形標(biāo)準(zhǔn)是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)最早、最成熟的研究領(lǐng)域，后才有CAD、游戲與動(dòng)畫(huà)等；且圖形標(biāo)準(zhǔn)在各個(gè)行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，而CAD、游戲與動(dòng)畫(huà)是一個(gè)具體的專(zhuān)業(yè)方向，教學(xué)難度大。

② 商業(yè)發(fā)展的需要：圖形標(biāo)準(zhǔn)用硬件實(shí)現(xiàn)后，已經(jīng)成為個(gè)人計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置，這就促使人們更加專(zhuān)注圖形標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。

③ 國(guó)外的教學(xué)體系不一樣：美國(guó)的計(jì)算機(jī)工業(yè)、圖形學(xué)產(chǎn)業(yè)與計(jì)算機(jī)教育均位于世界領(lǐng)先水平，但全美國(guó)并沒(méi)有強(qiáng)制性的計(jì)算機(jī)教育指導(dǎo)大綱，可是美國(guó)各校的計(jì)算機(jī)教育各有特色，他們對(duì)計(jì)算機(jī)的各個(gè)方面都有涉及、且各種層次的計(jì)算機(jī)課程都有，這種寬松的教育體制有利于科技成果與教育的創(chuàng)新培養(yǎng)。以圖形學(xué)課程為例，若你需要繼續(xù)深造，它還有許多圖形學(xué)的選修課、提高課程(如計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)、數(shù)字幾何處理、曲面造型與設(shè)計(jì)、CAD、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)、游戲、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)方法等等)以及最新的學(xué)術(shù)論文等待著你、直至讓你從這種授課體系中走向?qū)W科的最前沿與商業(yè)開(kāi)發(fā)――即雖然他們的某一門(mén)基礎(chǔ)課不一定很完美，但他們可以從完整的授課體系中，讓你掌握計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)科的全部?jī)?nèi)容；但這也同時(shí)留下了因?yàn)檎n程劃分過(guò)細(xì)，使人不容易一下掌握學(xué)科內(nèi)容的全貌而留下遺憾。可是國(guó)內(nèi)的計(jì)算機(jī)教育與國(guó)外不一樣，首先，國(guó)內(nèi)的高校沒(méi)有條件開(kāi)設(shè)那么多的計(jì)算機(jī)選修課；其次，若是全國(guó)性的計(jì)算機(jī)教學(xué)指導(dǎo)大綱不全面、不權(quán)威的話，就會(huì)在計(jì)算機(jī)學(xué)科的發(fā)展道路上留下無(wú)可挽回的遺憾。

④ 出于知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，美國(guó)沒(méi)有一本書(shū)的教學(xué)內(nèi)容是一樣的(包括CC2005中關(guān)于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系的論述)，這固然便于知識(shí)創(chuàng)新，但卻不利于優(yōu)秀知識(shí)的繼承與傳授，結(jié)果使得每本新書(shū)的內(nèi)容與體系都不一樣且龐雜，這對(duì)初學(xué)者是一個(gè)極大的負(fù)擔(dān)，需要教師認(rèn)真抽取眾多書(shū)籍的有效內(nèi)容，成系統(tǒng)后傳授給學(xué)生，才能有效的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，2000年以前國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教材內(nèi)容與體系的不夠成熟，也是造成國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)授課不能得到有效重視的原因之一。

⑤ 由于以上原因，美國(guó)人并沒(méi)有把計(jì)算機(jī)圖形學(xué)作為計(jì)算機(jī)學(xué)科的核心課程，這使得美國(guó)人的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程的教育落后于其計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等商業(yè)軟件開(kāi)發(fā)等應(yīng)用，這是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)(在美國(guó)，教材與授課基本上是老師的個(gè)人作為，商業(yè)軟件的開(kāi)發(fā)是團(tuán)隊(duì)作為并有經(jīng)濟(jì)利益作為支撐，它能不斷發(fā)展并自我完善)。也有很多國(guó)際人士認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教育出現(xiàn)了問(wèn)題[4]，顯然，仍把計(jì)算機(jī)圖形學(xué)定義為在顯示器上顯示各種圖形是過(guò)于簡(jiǎn)單，這是沒(méi)有正確地把計(jì)算機(jī)圖形學(xué)學(xué)科的發(fā)展規(guī)律引入教育部門(mén)、忽視計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在各行業(yè)領(lǐng)域中的具體應(yīng)用與需求的一種表現(xiàn)。因此，全面認(rèn)真研究美國(guó)人在計(jì)算機(jī)教育與計(jì)算機(jī)工業(yè)的發(fā)展規(guī)律、商業(yè)軟件開(kāi)發(fā)等多種優(yōu)缺點(diǎn)，再針對(duì)國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)教育中存在的不足，提出解決問(wèn)題的方法應(yīng)該是國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)教育界值得深思的問(wèn)題；顯然，僅用跟蹤所謂國(guó)外先進(jìn)的教學(xué)方法與理念也有不全面的地方。

4 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程在計(jì)算機(jī)科學(xué)教育中的作用與地位

4.1 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件編程思想系統(tǒng)訓(xùn)練的重要基礎(chǔ)課程

數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與檢索、數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)通信是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的三個(gè)最基本的應(yīng)用。在這三者中，對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，一般有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)軟件分別介紹其基本原理與大規(guī)模數(shù)據(jù)的系統(tǒng)管理等軟件應(yīng)用；對(duì)于數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)通信，一般有通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)等課程、WinSocket技術(shù)等介紹其基本原理與實(shí)現(xiàn)方法；對(duì)于數(shù)據(jù)計(jì)算，一般有算法語(yǔ)言、編譯原理、自動(dòng)機(jī)理論等課程介紹其原理，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)追求的目標(biāo)是：用形式語(yǔ)言與自動(dòng)機(jī)理論，通過(guò)形式化和模型的建立，構(gòu)建系統(tǒng)，進(jìn)行模型計(jì)算。但這些內(nèi)容抽象、內(nèi)容難以理解、難以直接應(yīng)用解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題[9]，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的本科生學(xué)習(xí)這一方法尚有一定難度，非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生更不會(huì)接觸編譯原理與自動(dòng)機(jī)理論等，這就造成一般學(xué)生在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程計(jì)算的問(wèn)題上存在知識(shí)缺陷，而計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程的授課正好可以有效的解決這個(gè)問(wèn)題。

國(guó)內(nèi)新一版的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的授課方法[7]：首先，以二維圖形為例，從理論上全面解決了圖形系統(tǒng)軟件的構(gòu)建方法以及圖形數(shù)據(jù)處理流程的全過(guò)程，使初學(xué)者牢固的樹(shù)立起軟件系統(tǒng)的概念；其次，為了用計(jì)算機(jī)仿真的方法在顯示器中生成三維真實(shí)感圖形效果，建立了描述各種物理現(xiàn)象的多種數(shù)學(xué)模型(見(jiàn)上述)，這些數(shù)學(xué)模型的描述數(shù)據(jù)都能通過(guò)圖形模型數(shù)據(jù)文件的方式保存在計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)中供系統(tǒng)內(nèi)部程序調(diào)用，以仿真方法生成三維圖像。也就是說(shuō)，①系統(tǒng)與模型的數(shù)學(xué)與形式化的描述方法；②按系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程，用算法語(yǔ)言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等知識(shí)把模型數(shù)據(jù)的處理方法全轉(zhuǎn)換成一個(gè)個(gè)程序，以實(shí)現(xiàn)其數(shù)據(jù)處理的全過(guò)程等任務(wù)；③編程實(shí)現(xiàn)時(shí)，需根據(jù)計(jì)算機(jī)的配置與用戶(hù)的經(jīng)濟(jì)要求，合理考慮所選算法的復(fù)雜度(或選擇優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)圖形功能)；這三者是計(jì)算機(jī)編程計(jì)算的基本步驟與要求，是實(shí)現(xiàn)可計(jì)算性的三個(gè)條件――即計(jì)算機(jī)圖形學(xué)既成功探索了一般典型的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基本規(guī)律，又用可視化的方式表達(dá)了其程序數(shù)據(jù)運(yùn)算處理的最后結(jié)果，這為該課程成為初學(xué)者學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)方法的首選課程之一奠定了基礎(chǔ)。

若沒(méi)有計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等編程課程的系統(tǒng)訓(xùn)練，計(jì)算機(jī)初學(xué)者一般只能通過(guò)實(shí)際大型軟件項(xiàng)目的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練(或繼續(xù)深造)，通過(guò)自我總結(jié)與提高，才能全面地掌握這種編程與數(shù)據(jù)計(jì)算等知識(shí)，而這種機(jī)會(huì)不是人人都具有的，其付出的代價(jià)也將是巨大的。例如現(xiàn)在一般計(jì)算機(jī)本科專(zhuān)業(yè)的學(xué)生雖然能熟練的掌握3ds max軟件的操作使用，但不清3ds max軟件是如何編制而成，就是現(xiàn)階段本科教育存在缺陷的具體表現(xiàn)。

通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生明白：算法＋數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)決定程序設(shè)計(jì)；但計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的授課能使學(xué)生進(jìn)一步明白：算法不是從天上掉下來(lái)的，它們是由用戶(hù)解決實(shí)際問(wèn)題建立的物理數(shù)學(xué)模型、并抽象出模型描述數(shù)據(jù)之后，提出處理其數(shù)據(jù)模型的基本方法與步驟；而數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是記錄該模型的描述數(shù)據(jù)、以及根據(jù)算法的需要構(gòu)造而成、以配合保存各種中間加工數(shù)據(jù)或最后加工結(jié)果；編程者只有把這些解決問(wèn)題對(duì)象的多種模型編寫(xiě)成軟件系統(tǒng)之后，才能完滿(mǎn)的完成程序設(shè)計(jì)的任務(wù)――即計(jì)算模型及對(duì)模型的變換與運(yùn)算處理方法決定了程序設(shè)計(jì)的算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

4.2 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的教育體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)學(xué)科的科學(xué)性

計(jì)算學(xué)科是指通過(guò)在計(jì)算機(jī)上建立模型并模擬物理過(guò)程來(lái)進(jìn)行科學(xué)調(diào)查和研究。該學(xué)科是對(duì)信息描述和變換算法的系統(tǒng)研究，主要包括它們的理論、分析、效率、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用[6]。在目前所見(jiàn)的計(jì)算機(jī)教材中，只有計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是按照這種理論體系組織教學(xué)內(nèi)容的。這些教學(xué)內(nèi)容是人們耳熟能詳?shù)奈锢碓砼c相對(duì)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)知識(shí)在計(jì)算機(jī)中的綜合運(yùn)用，是計(jì)算機(jī)學(xué)科科學(xué)性的具體表現(xiàn)之一――只有把計(jì)算工具直接應(yīng)用于科學(xué)研究中，這種計(jì)算工具與方法具有科學(xué)性才有說(shuō)服力，而計(jì)算機(jī)仿真是科學(xué)研究中常用的一種有效方法，復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算又是仿真建模的基礎(chǔ)，從這個(gè)意義上講，仿真與復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算等都是科學(xué)研究中重要的研究方法之一。這樣，該課程就很好的解決了“新專(zhuān)業(yè)規(guī)范”中人們對(duì)“數(shù)字科學(xué)計(jì)算”的認(rèn)識(shí)不統(tǒng)一而導(dǎo)致該課程的教學(xué)內(nèi)容與要求不詳?shù)葐?wèn)題，很好地使計(jì)算機(jī)的應(yīng)用回歸其本來(lái)面目；

4.3 用圖形方式表示計(jì)算機(jī)信息數(shù)據(jù)的含義，比用數(shù)字符號(hào)方式表示其含義更高級(jí)、更自然，也是計(jì)算機(jī)科學(xué)研究的對(duì)象之一

用文字符號(hào)方式描述客觀世界是對(duì)客觀世界的一種抽象，是對(duì)客觀世界的一種不完整的描述；而人們感受客觀世界最自然、相對(duì)全面的是用眼睛觀察客觀世界，它可以較準(zhǔn)確的確定客觀世界中物理現(xiàn)象的存在與變化規(guī)律，這個(gè)方法運(yùn)用于計(jì)算機(jī)中，就是用圖形方式表示計(jì)算機(jī)信息數(shù)據(jù)的含義，這種表示方法比符號(hào)方式表示信息數(shù)據(jù)的含義復(fù)雜，表示的信息量大，對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件要求高。在計(jì)算機(jī)的多媒體信息表達(dá)方式中，圖形方式是處理過(guò)程最復(fù)雜的、也更符合人們的觀察習(xí)慣。故用圖形方式表達(dá)信息數(shù)據(jù)是一種表達(dá)信息數(shù)據(jù)含義的高級(jí)表達(dá)方式。

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，不僅是數(shù)值計(jì)算與數(shù)據(jù)管理、還表現(xiàn)在工程設(shè)計(jì)中，人們用圖形方式來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法，以及設(shè)計(jì)作品的體系結(jié)構(gòu)與功能等，它能充分表達(dá)設(shè)計(jì)人員的形象思維方式，這種表達(dá)方式不僅要求能用計(jì)算機(jī)表達(dá)出來(lái)，而且要求計(jì)算機(jī)能接受人們用這種方式向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)學(xué)模型，這些都是計(jì)算機(jī)科學(xué)面臨的新課題。例如古代三國(guó)時(shí)期，諸葛亮造木牛流馬搬運(yùn)糧草，史書(shū)雖然有文字記載其構(gòu)造方法，但后人卻無(wú)法復(fù)原這種運(yùn)輸工具。在沒(méi)有實(shí)物的情況下，只有用圖形方式表示該運(yùn)輸工具的基本構(gòu)造方法才能使后人復(fù)原這種古代的運(yùn)輸工具。對(duì)于這類(lèi)復(fù)合結(jié)構(gòu)的復(fù)雜物體與運(yùn)動(dòng)形式即使用幾何數(shù)據(jù)對(duì)它詳細(xì)描述，若不借助圖形方式來(lái)表示其幾何形狀與結(jié)構(gòu)等信息，人們對(duì)它的理解也會(huì)發(fā)生困難，這就是現(xiàn)實(shí)中用符號(hào)方式描述與圖形方式描述(抽象描述與形象描述)信息含義之間的差別。經(jīng)驗(yàn)告訴我們：在計(jì)算機(jī)中，信息數(shù)據(jù)的描述方法不同，往往導(dǎo)致編程的方法與效果也不同，若我們不進(jìn)行這種方式的培訓(xùn)，就會(huì)落后于計(jì)算機(jī)時(shí)代的發(fā)展。

4.4 掌握計(jì)算機(jī)配置的常用工具，是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的必要條件

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)學(xué)科的授課內(nèi)容，并不直接講解如何進(jìn)行科學(xué)計(jì)算等問(wèn)題，而是為解決復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算等問(wèn)題提供軟件服務(wù)工具、方法與手段等。例如，從大量應(yīng)用中(包括軟件編程)，找準(zhǔn)、預(yù)測(cè)用戶(hù)的需求；然后，從中抽象其具有共性的方法與難題，并把它們上升為理論，最后把這種理論開(kāi)發(fā)成工具與系統(tǒng)方法，供用戶(hù)使用；操作系統(tǒng)軟件、匯編語(yǔ)言與編譯系統(tǒng)、高級(jí)語(yǔ)言與編譯系統(tǒng)、軟件工程的概念與方法、面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)語(yǔ)言等都是這樣逐漸發(fā)展起來(lái)的；同樣的思路，為了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，人們開(kāi)發(fā)了辦公自動(dòng)化軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)軟件、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、三維圖形標(biāo)準(zhǔn)等各種工具，等等，用戶(hù)用這些工具能更高效率的開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序。但是，這種授課方式卻把用計(jì)算機(jī)解決科學(xué)計(jì)算等應(yīng)用問(wèn)題留給具體的應(yīng)用部門(mén)與用戶(hù)對(duì)應(yīng)用軟件的具體開(kāi)發(fā)，而課堂教學(xué)一般缺少這方面的系統(tǒng)實(shí)例，這也是導(dǎo)致目前計(jì)算機(jī)本科生應(yīng)用軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)能力弱的原因之一。

但當(dāng)計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展到用可視化軟件開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，而計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)教育卻忽視這種發(fā)展潮流與技術(shù)進(jìn)步(現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)公共核心課程沒(méi)有計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的內(nèi)容)，這只能使我們的應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)水平仍停留在上世紀(jì)70年代的字符表現(xiàn)水平上。因此，計(jì)算機(jī)本科教育中，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)配置的常用工具是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的必要條件，這當(dāng)然包括讓學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)三維圖形標(biāo)準(zhǔn)這個(gè)有用工具。

4.5 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是嫁接多學(xué)科的橋梁，是科學(xué)研究思維能力訓(xùn)練的延續(xù)與有效方法之一

大學(xué)的教育，除了要求學(xué)生掌握一門(mén)專(zhuān)業(yè)的系統(tǒng)基礎(chǔ)理論知識(shí)與應(yīng)用外，關(guān)鍵是要掌握“根據(jù)任務(wù)與需要，學(xué)會(huì)從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、提出解決問(wèn)題的方法，建立解決問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，直至用物理實(shí)驗(yàn)或軟件編程的方法解決發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題”這種工作能力以及繼續(xù)學(xué)習(xí)深造的能力。只有這樣，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生才具備自我獲取知識(shí)和探索解決問(wèn)題的能力，并使自己在新的工作崗位上做到既是計(jì)算機(jī)方面的專(zhuān)家，也是行業(yè)領(lǐng)域的專(zhuān)家助手，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生才能更好的服務(wù)于社會(huì)，造福于自己。

什么樣的課程能做到使他們具備自我獲取知識(shí)和探索解決問(wèn)題的思維能力？傳統(tǒng)上大學(xué)物理與數(shù)學(xué)課程的教育是培養(yǎng)這一方法的有效途徑。因?yàn)槲锢韺W(xué)是蘊(yùn)藏科學(xué)方法論的寶庫(kù)，物理不僅包含了物質(zhì)世界的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，同時(shí)蘊(yùn)涵了豐富的哲理和研究、思維方法，對(duì)于培養(yǎng)創(chuàng)新思維有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。這種獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)地位決定了大學(xué)物理在培養(yǎng)全面發(fā)展型人才中的特殊作用。顯然，知識(shí)的內(nèi)容是有限的，而思維的創(chuàng)造力是無(wú)限的。物理學(xué)若干世紀(jì)以來(lái)的輝煌成就，使之創(chuàng)造了一整套行之有效的思想方法和研究方法，據(jù)專(zhuān)家統(tǒng)計(jì)，在300種通用的科學(xué)方法中，物理學(xué)包含170種，占56．7%。在大學(xué)物理課程中，學(xué)生可以接觸到實(shí)驗(yàn)的方法、觀察的方法、科學(xué)抽象的方法、理想模型的方法、科學(xué)歸納的方法、類(lèi)比的方法、演繹的方法、統(tǒng)計(jì)的方法、證明和反駁的方法、數(shù)學(xué)模型的方法；還可以學(xué)習(xí)到科學(xué)假設(shè)的方法、對(duì)稱(chēng)性分析的方法以及定性和半定量的方法等等。同時(shí)，物理課程中還包含了無(wú)數(shù)著名科學(xué)大師許多深刻的物理思想和精妙的哲學(xué)思辯，尤其隨處可見(jiàn)前輩科學(xué)破除權(quán)威，敢于懷疑，大膽創(chuàng)新的許多生動(dòng)鮮活的事例。這些閃耀人類(lèi)智慧光芒的科學(xué)方法和科學(xué)精神，對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)他們的探索精神和創(chuàng)新意識(shí)，都會(huì)產(chǎn)生積極而深遠(yuǎn)的影響，起到其他課程無(wú)法替代的作用[3]。

但傳統(tǒng)上計(jì)算機(jī)課程內(nèi)容的安排中斷了高等數(shù)學(xué)與大學(xué)物理的學(xué)習(xí)與后續(xù)計(jì)算機(jī)課程學(xué)習(xí)的相互關(guān)系，一些搞計(jì)算機(jī)工作的人員會(huì)片面地認(rèn)為不學(xué)物理與高等數(shù)學(xué)也一樣能學(xué)好計(jì)算機(jī)課程、一樣能從事計(jì)算機(jī)工作。而計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程的教學(xué)是嫁接大學(xué)一年級(jí)的高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理與三年級(jí)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教育的有效橋梁，是物理、數(shù)學(xué)知識(shí)在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域中的具體應(yīng)用。而計(jì)算機(jī)圖形學(xué)編程思想的訓(xùn)練，特別是探索解決物理問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型的各種研制方法與思維能力，對(duì)各種行業(yè)面臨實(shí)際問(wèn)題的解決與計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的編程具有典型的示范作用――即不同的應(yīng)用領(lǐng)域、待解決的物理問(wèn)題與性質(zhì)不同，其建模解決問(wèn)題的方法也不同。這種思維方式能告訴各專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的學(xué)生：通過(guò)建立軟件系統(tǒng)、并用模型與仿真的方法指導(dǎo)工程實(shí)現(xiàn)(例如實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)圖形顯示)是工程應(yīng)用中的典型方法之一(自動(dòng)控制、通信、雷達(dá)系統(tǒng)工程中都是先用系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型與仿真方法確定系統(tǒng)工作參數(shù)后，再考慮其具體系統(tǒng)的物理實(shí)現(xiàn))，這種思維方式是目前計(jì)算機(jī)公共核心課程與“軟件工程”課程所缺少的。具備這種知識(shí)與能力，無(wú)疑為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生拓展新的發(fā)展方向、為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生向其他應(yīng)用行業(yè)的轉(zhuǎn)行做好了思想準(zhǔn)備。

4.6 計(jì)算機(jī)學(xué)科的發(fā)展是為了應(yīng)用，而計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是計(jì)算機(jī)科學(xué)計(jì)算等應(yīng)用的典型代表

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)主要以計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的形式出現(xiàn)在人們的日常生活中，是人們生活、學(xué)習(xí)與工作的有效計(jì)算、存儲(chǔ)查詢(xún)、娛樂(lè)等輔助工具之一。計(jì)算機(jī)科學(xué)除了要探討計(jì)算理論自身的發(fā)展之外，還要探討產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，探討用戶(hù)的應(yīng)用與需求；再?gòu)?qiáng)大的計(jì)算機(jī)、功能更全面的開(kāi)發(fā)工具，也需要更復(fù)雜的計(jì)算機(jī)應(yīng)用課題做支撐，這是計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展的兩條主線。計(jì)算機(jī)學(xué)科的核心教育僅局限于計(jì)算理論自身的發(fā)展是不完善的，而計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)、3D游戲、圖形標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)算機(jī)仿真(如天氣預(yù)報(bào)、大規(guī)模地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)處理、模擬原子彈爆炸與理論設(shè)計(jì)、模擬汽車(chē)碰撞、電磁輻射設(shè)計(jì)、計(jì)算流體力學(xué)等應(yīng)用都需要用圖形方式表達(dá)其結(jié)果)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造等領(lǐng)域的大量應(yīng)用，代表了當(dāng)今計(jì)算機(jī)科學(xué)應(yīng)用的發(fā)展水平，是推動(dòng)計(jì)算科學(xué)向前發(fā)展的源動(dòng)力之一，不能再被計(jì)算機(jī)教育界所忽視。

基于以上理由，相信計(jì)算機(jī)圖形學(xué)成為計(jì)算機(jī)公共核心課程是可行的！

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參考文獻(xiàn)

[1] 教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)．“高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告暨專(zhuān)業(yè)規(guī)范(試行)”[M]．北京：高等教育出版社，2006.

[2] 教育部高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)．“高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)公共核心知識(shí)體系與課程”[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2007.

[3] 陳菊梅．論大學(xué)物理教學(xué)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)[J]．高等教育研究學(xué)報(bào)，2006，(9).

[4] 石教英．需重視工程科學(xué)的可視化學(xué)習(xí)[J]．國(guó)際學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，2005,(3).

[5] 蔣彥等．關(guān)于數(shù)學(xué)建模思想融入課程教學(xué)的研究[J]．高等教育研究學(xué)報(bào)，2005，(3).

[6] 蔣宗禮．認(rèn)識(shí)計(jì)算學(xué)科分類(lèi)培養(yǎng)優(yōu)秀人才[J]．計(jì)算機(jī)教育，2006，(5).

[7] 魏海濤．計(jì)算機(jī)圖形學(xué)(第2版)[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2007.

篇6

核心期刊在發(fā)表的時(shí)候，大家應(yīng)該都知道它相對(duì)于其他的期刊來(lái)說(shuō)，應(yīng)該都是比較難的吧，所以就有很多人就會(huì)選擇核心期刊的增刊，那么問(wèn)題來(lái)說(shuō)，核心期刊的增刊還屬于核心期刊嗎？今天小編就來(lái)和大家詳細(xì)的講解一下。

增刊并不是非法刊物，增刊是很多正規(guī)刊物每年出版的合集，新聞出版總署規(guī)定，正規(guī)刊物每年可以出版兩期增刊，由于增刊的刊號(hào)、主管單位、主辦單位等等信息都是完全一致的，但是發(fā)表增刊需要三思而后行。

增刊上發(fā)表的論文并非絕對(duì)無(wú)效，因?yàn)槠诳ǔ０岩恍┚哂邢喈?dāng)水準(zhǔn)，但又無(wú)法在正常周期的刊物上發(fā)表的文稿安排在增刊上，因此增刊的學(xué)術(shù)影響力較正常周期出版的刊物為弱，在評(píng)定中級(jí)以下職稱(chēng)時(shí)，省級(jí)期刊的增刊大多不被承認(rèn)，但國(guó)家級(jí)期刊或核心期刊的增刊往往會(huì)被降級(jí)使用，相當(dāng)于省級(jí)期刊或普通學(xué)術(shù)期刊。

所以在職稱(chēng)評(píng)審中，一般是不認(rèn)可增刊發(fā)表的文章的，即便是核心期刊的增刊，也同樣是不被認(rèn)可的，文章也不會(huì)被知網(wǎng)等數(shù)據(jù)庫(kù)收錄，因此在評(píng)職稱(chēng)中是不能發(fā)揮作用的，建議作者不要發(fā)表增刊，評(píng)職稱(chēng)晉升最好發(fā)表正刊，正刊發(fā)表確實(shí)不易，尤其核心期刊，但是作者只要做足充分的準(zhǔn)備也是可以順利發(fā)表的。

核心期刊推薦：《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)》(月刊)創(chuàng)刊于1989年，是由中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)主辦的我國(guó)CAD和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域第一個(gè)公開(kāi)出版的學(xué)術(shù)刊物。該刊以快速傳播CAD與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)為目的，刊登有創(chuàng)新的學(xué)術(shù)論文，報(bào)導(dǎo)最新科研成果和學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài)，及時(shí)反映該領(lǐng)域發(fā)展水平與發(fā)展方向。

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計(jì)算機(jī)圖形學(xué)一直是我院高年級(jí)開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)選修課。在我校積極推進(jìn)雙語(yǔ)教學(xué)改革，提高學(xué)生的英語(yǔ)水平和專(zhuān)業(yè)能力的背景下，經(jīng)過(guò)多年努力，我們準(zhǔn)備在英語(yǔ)基礎(chǔ)較好的計(jì)算機(jī)工程學(xué)院對(duì)該門(mén)課程實(shí)行雙語(yǔ)教學(xué)的改革與實(shí)踐。

一、實(shí)施雙語(yǔ)教學(xué)的目標(biāo)

所謂的雙語(yǔ)教學(xué)是指教師可以同時(shí)使用英語(yǔ)和漢語(yǔ)這兩種語(yǔ)言進(jìn)行授課，而不是只用英語(yǔ)進(jìn)行講課，它應(yīng)該是兩種語(yǔ)言的合理的搭配，在講課中教師應(yīng)該考慮講授范圍的針對(duì)性、對(duì)象的理解性、專(zhuān)業(yè)知識(shí)的主導(dǎo)性，其主要目的不是學(xué)習(xí)英語(yǔ)，而是為了使學(xué)生通過(guò)外語(yǔ)這一語(yǔ)言工具學(xué)好專(zhuān)業(yè)課程，為推廣知識(shí)面打好基礎(chǔ)。專(zhuān)業(yè)課雙語(yǔ)教學(xué)的目標(biāo)就是致力于如何為學(xué)生創(chuàng)造使用外語(yǔ)進(jìn)行學(xué)術(shù)思考和語(yǔ)言交流的環(huán)境，提升學(xué)生應(yīng)用英語(yǔ)進(jìn)行工作交流的能力，作為傳統(tǒng)英語(yǔ)教學(xué)的一種有效補(bǔ)充，為日后走上工作崗位進(jìn)行科研打下基礎(chǔ)。具體而言，在課程開(kāi)展過(guò)程中，學(xué)生應(yīng)逐步適應(yīng)以下教學(xué)方式：英文授課乃至英學(xué)術(shù)報(bào)告，進(jìn)而參與和主持有英文學(xué)術(shù)的討論和辯論；要求學(xué)生能準(zhǔn)確、全面地理解原版教材內(nèi)容，流暢地閱讀原版專(zhuān)業(yè)文獻(xiàn)，用英文撰寫(xiě)作業(yè)或與專(zhuān)業(yè)相關(guān)原版文章，在專(zhuān)業(yè)教育上保證教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性，以求教學(xué)內(nèi)容與國(guó)際接軌；雙語(yǔ)教學(xué)應(yīng)激發(fā)學(xué)生雙語(yǔ)學(xué)習(xí)的積極性，開(kāi)拓學(xué)生專(zhuān)業(yè)知識(shí)面的深度和廣度，這就對(duì)雙語(yǔ)教學(xué)的專(zhuān)業(yè)課任課教師提出了更高的要求。

二、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)雙語(yǔ)教學(xué)的模式

1.選擇合適的教材。應(yīng)根據(jù)本專(zhuān)業(yè)學(xué)科的特點(diǎn)及專(zhuān)業(yè)學(xué)生水平選擇原版教材，合適的、好的教材可以幫助教師學(xué)習(xí)國(guó)外現(xiàn)代的教學(xué)理念和借鑒國(guó)外先進(jìn)的教學(xué)方法和手段，因此要綜合考慮幾個(gè)方面的因素，如教材內(nèi)容的新穎，教材是否反映了新的教育思想和與國(guó)際接軌的人才培養(yǎng)新體系，是否為該學(xué)科專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的資深學(xué)者所編寫(xiě)，以便使學(xué)生及時(shí)了解到該門(mén)課程及專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的新動(dòng)態(tài)。選擇原版教材要切合實(shí)際，生詞量適中，否則會(huì)影響閱讀效率，甚至于理解率。鑒于我院計(jì)算機(jī)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)的學(xué)生實(shí)際情況，我們選用了Zhigang Xiang編著的《Computer Graphics with OpenGL》，該書(shū)以O(shè)penGL為開(kāi)發(fā)背景，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)專(zhuān)業(yè)詞匯豐富，學(xué)生從中不但可以學(xué)習(xí)英文詞匯，還可以學(xué)到以O(shè)penGL為開(kāi)發(fā)背景的圖形知識(shí)。

2.制定靈活的大綱和可調(diào)的學(xué)時(shí)。由于使用兩種語(yǔ)言授課，且學(xué)生接受能力參差不齊，雙語(yǔ)教學(xué)過(guò)程中最好采用交互式授課，教師多與學(xué)生交流，以便讓學(xué)生理解透徹所授內(nèi)容，這樣就難免出現(xiàn)課程進(jìn)度減緩的情形，教學(xué)計(jì)劃無(wú)法準(zhǔn)確執(zhí)行的情況。因此，教學(xué)大綱制訂得彈性些，教學(xué)計(jì)劃的執(zhí)行可以靈活些，授課教師可根據(jù)課堂教學(xué)的實(shí)際情況確定向?qū)W生講的內(nèi)容，有些內(nèi)容可以多講些，有些內(nèi)容可以少講些，有些內(nèi)容可以不講，沒(méi)有必要照搬，對(duì)于學(xué)生沒(méi)有搞清楚的，可以重復(fù)講，但對(duì)基礎(chǔ)理論和重點(diǎn)內(nèi)容一定要講得清清楚楚、透透徹徹，多花費(fèi)一些課時(shí)也是應(yīng)該的。

3.授課的方式。在專(zhuān)業(yè)方向上，考慮到學(xué)生間英語(yǔ)水平參差不齊，在講課時(shí)應(yīng)注意由淺入深，先適當(dāng)使用較多的中文，之后慢慢地增加英文內(nèi)容。在教學(xué)方面可以采用多種方式：板書(shū)、多媒體、專(zhuān)題討論、大作業(yè)、論文等方式。由于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是專(zhuān)業(yè)選修課程，以學(xué)習(xí)圖形基礎(chǔ)知識(shí)和圖形算法為主，因此教學(xué)過(guò)程中可以采用多種方法或多種方式，如一些比較專(zhuān)業(yè)的術(shù)語(yǔ)：簡(jiǎn)單的內(nèi)容可以全用英文講解，復(fù)雜的內(nèi)容可以英文、中文混雜在一起講解；在算法、原理等核心內(nèi)容部分可以先用中文講解，然后用英文對(duì)所講內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，這樣既營(yíng)造出一個(gè)英文的學(xué)習(xí)環(huán)境，又讓學(xué)生很好地理解本章節(jié)的重點(diǎn)。隨著學(xué)習(xí)的深入，可以在課件中加大英文的比率，直到全部使用英文。這樣的教學(xué)方法不會(huì)因?yàn)閷W(xué)生外語(yǔ)水平的原因而失去對(duì)這門(mén)功課的學(xué)習(xí)興趣。這就需要任課教師具備很好的授課技巧，在適當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)境中完成專(zhuān)業(yè)知識(shí)的授業(yè)，讓學(xué)生提高了專(zhuān)業(yè)英語(yǔ)水平的同時(shí)又學(xué)會(huì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)。而在一些較難的知識(shí)點(diǎn)中，教師需要通過(guò)適當(dāng)?shù)慕换シ绞絹?lái)幫助學(xué)生理解概念，如用中文對(duì)話圖片、動(dòng)畫(huà)等方式，避免由于語(yǔ)言滯后造成學(xué)生的思維混亂甚至錯(cuò)誤。此外、教師還要不斷地補(bǔ)充專(zhuān)業(yè)詞匯，在課堂上把教材中的詞匯、關(guān)鍵概念、基礎(chǔ)理論和原理等有針對(duì)性地提取出來(lái)進(jìn)行講解。教師要仔細(xì)觀察、經(jīng)常與學(xué)生交流、及時(shí)捕捉學(xué)生的反饋，若發(fā)現(xiàn)學(xué)生沒(méi)有很好地掌握所教知識(shí)要點(diǎn)，就要用中文及時(shí)講解一下，使學(xué)生充分理解，然后再用英文講一遍。

4.教學(xué)方法的改革。“以多媒體教學(xué)為主、板書(shū)為輔、現(xiàn)場(chǎng)程序演示、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)作為常規(guī)教學(xué)的補(bǔ)充”，多種教學(xué)手段，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。針對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程“內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少”的特點(diǎn)，提出并采用了“金字塔式”教學(xué)法；針對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程重在培養(yǎng)學(xué)生思維能力的特點(diǎn)，采用了“發(fā)現(xiàn)式”教學(xué)法；針對(duì)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程實(shí)踐性、應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，提出并采用了“四結(jié)合式”教學(xué)法：教學(xué)與科研相結(jié)合，算法講解與程序演示相結(jié)合，理論學(xué)習(xí)與編程實(shí)踐和圖形軟件應(yīng)用相結(jié)合，教師課堂知識(shí)講授與學(xué)生課外文獻(xiàn)閱讀相結(jié)合。

5.改革考試方式。有效的考核方式對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)課程是一個(gè)良好的鞭策，高年級(jí)學(xué)生具備一定的計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)，對(duì)他們的學(xué)習(xí)應(yīng)實(shí)行多元化的評(píng)價(jià)方式。以培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，應(yīng)考慮對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的考核方式，應(yīng)從多個(gè)部分去進(jìn)行。針對(duì)本課程實(shí)踐性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，為了考查學(xué)生對(duì)知識(shí)綜合運(yùn)用和理論聯(lián)系實(shí)際的能力，采取了階段考核成績(jī)累計(jì)方式，分別從算法設(shè)計(jì)與編程實(shí)踐能力、軟件應(yīng)用與創(chuàng)新能力、文獻(xiàn)閱讀與綜述能力和卷面筆試，四個(gè)方面來(lái)評(píng)定學(xué)生成績(jī)。

6.改革傳統(tǒng)的答疑方式。借助于面向教師的課程網(wǎng)站（http：//class.jmu.省略/C394/Asp/Root/Index.asp）實(shí)現(xiàn)全部教學(xué)資源上網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)教師的教學(xué)資源的共享，對(duì)課程進(jìn)行統(tǒng)一管理。利用面向?qū)W生的在線教學(xué)網(wǎng)站（http：//class.jmu.省略/C394/Asp/Root/Index.asp）實(shí)現(xiàn)教師的個(gè)性化教學(xué)，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)資源共享、師生自由討論提供了一個(gè)平臺(tái)。在保留傳統(tǒng)的教師與學(xué)生面對(duì)面答疑方式的基礎(chǔ)上，又增加了網(wǎng)絡(luò)在線答疑方式，拓展“教”與“學(xué)”的空間和時(shí)間。

三、雙語(yǔ)教學(xué)的思考

1.師資隊(duì)伍。雙語(yǔ)教師的師資應(yīng)兼顧英語(yǔ)和專(zhuān)業(yè)水平，雙語(yǔ)教學(xué)具有很大的難度，雙語(yǔ)課程不但要講好專(zhuān)業(yè)課，還要運(yùn)用好外語(yǔ)，最重要的是，必須將兩者都很好的兼顧，因此雙語(yǔ)課程的任課教師不是專(zhuān)業(yè)水平高或是英文底子好就可以勝任的。雙語(yǔ)教師本身應(yīng)熱愛(ài)雙語(yǔ)教學(xué)，能夠以最大的熱情投入到雙語(yǔ)教學(xué)中去。同時(shí)如何使學(xué)生能夠接受，如何熟練運(yùn)用兩種語(yǔ)言授課，合理分配兩種語(yǔ)言整合知識(shí)點(diǎn)，必須成為雙語(yǔ)教師對(duì)自身的要求。如果雙語(yǔ)教師的熱情不夠，備課不充分，往往會(huì)造成投入大收效微的情況。第二、雙語(yǔ)教師有一定的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并在在教學(xué)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)下一定的功夫，必須有能力把握課堂的進(jìn)度，有能力根據(jù)課堂情況對(duì)教學(xué)活動(dòng)做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。要有仔細(xì)分析所授課程的特點(diǎn)，能夠揣摩學(xué)生的認(rèn)知心理，并根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程合理地設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)，在講課中多與學(xué)生交流，并注重觀察學(xué)生的反饋，能根據(jù)課上學(xué)生的反饋理解情況及時(shí)合理地調(diào)整教學(xué)方案。這就要求雙語(yǔ)型教師必須不斷創(chuàng)造環(huán)境，使自身同時(shí)具備用英文思考和表達(dá)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力。平時(shí)要經(jīng)常跟讀詞典，力求發(fā)音準(zhǔn)確。這些是雙語(yǔ)教師自身素質(zhì)所應(yīng)具備的。

2.積極探索和尋找有效的雙語(yǔ)教學(xué)方式。由于學(xué)生的水平層次差別較大，教師在采用任何教學(xué)方式的時(shí)候，都應(yīng)該把施教對(duì)象的接受程度因素考慮到，所以在雙語(yǔ)教學(xué)推行的初期，不應(yīng)把雙語(yǔ)教學(xué)的目標(biāo)和形式定位太高，一下子推廣的課程不要太多，可考慮采用以下幾種辦法試行：先在部分選修課程或部分英語(yǔ)好的學(xué)生中試行，課本可采用中英文對(duì)照翻譯教材，上課可考慮采用中文或英文講授，慢慢過(guò)渡到原版教材，并逐步增加講授英語(yǔ)的分量、直至用英文授課與考核，學(xué)生數(shù)及考核比例。如何構(gòu)思雙語(yǔ)教學(xué)中教學(xué)過(guò)程是非常關(guān)鍵的，它決定了一門(mén)雙語(yǔ)課程是否真正成功的重要因素。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是課前先英文回顧，然后給出本次課可能用到的關(guān)鍵詞，對(duì)于簡(jiǎn)單的關(guān)鍵詞可以用英文描述、講解，對(duì)于重點(diǎn)或難點(diǎn)的關(guān)鍵詞可以用中文描述、英文講解，但最后必須用英文對(duì)本次課的主要內(nèi)容做一個(gè)總結(jié)。對(duì)于學(xué)生特別感到困難或困惑的，教師應(yīng)采用從少到多、從易到難的方法進(jìn)行，即開(kāi)始時(shí)的幾次課教師盡量用少量的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)的英文解釋和簡(jiǎn)單過(guò)渡性陳述講清楚主要內(nèi)容，隨著學(xué)生對(duì)雙語(yǔ)形式的適應(yīng)，慢慢加大英文分量，教師授課時(shí)可以采用全英文的課件，但在授課時(shí)應(yīng)注意循序漸進(jìn)，對(duì)于簡(jiǎn)單的概念和理論可以采用英文解釋?zhuān)瑢?duì)于不太難的算法解釋可采用中英文兩種語(yǔ)言配合解釋?zhuān)詈笾鸩竭^(guò)渡到全英文簡(jiǎn)要介紹新的知識(shí)點(diǎn)。

3.調(diào)動(dòng)教師雙語(yǔ)教學(xué)的積極性。雙語(yǔ)授課對(duì)授課老師的要求較高，不但要求專(zhuān)業(yè)知識(shí)，還要要求英語(yǔ)水平較高，特別是口語(yǔ)較好。因此要充分調(diào)動(dòng)教師的雙語(yǔ)教學(xué)的積極性，學(xué)校應(yīng)給予一些特殊政策，如適當(dāng)提高授課系數(shù)，給予授課教師以一定的進(jìn)修的機(jī)會(huì)，以積極、穩(wěn)妥地推進(jìn)雙語(yǔ)教學(xué)的開(kāi)展。

4.提高學(xué)習(xí)興趣。對(duì)學(xué)生興趣的培養(yǎng)要最好將雙語(yǔ)課程和他們今后職業(yè)教育相結(jié)合。由于很多學(xué)生由于外語(yǔ)差的緣故，對(duì)于雙語(yǔ)課程的學(xué)習(xí)與開(kāi)展有一定的畏難甚至抵觸情緒，因此雙語(yǔ)課程的開(kāi)展不要攤得太大，最好能開(kāi)在選修課程里，可以讓學(xué)生自由選擇，有一定數(shù)目的可供選擇的雙語(yǔ)專(zhuān)業(yè)課程，這樣可以在一定程度上避免學(xué)生外語(yǔ)水平參差不齊的情況，同時(shí)又兼顧所希望的專(zhuān)業(yè)課程內(nèi)容，使學(xué)生的積極性、參與性都能發(fā)揮出來(lái)，學(xué)習(xí)效果得到提高。隨著學(xué)習(xí)的深入，再由少數(shù)人帶動(dòng)多數(shù)人，逐漸過(guò)渡到在整個(gè)專(zhuān)業(yè)展開(kāi)。

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)雙語(yǔ)教學(xué)改革的目的，不但是為了提高學(xué)生的英語(yǔ)水平和專(zhuān)業(yè)能力，如掌握計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的基本概念、理論、原理等，為以后學(xué)習(xí)相關(guān)課程和從事相關(guān)研究打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，更要注重學(xué)生的實(shí)踐能力和綜合能力的培養(yǎng)，如掌握相關(guān)開(kāi)發(fā)工具軟件如C++、OPENGL等開(kāi)發(fā)圖形程序，高年級(jí)學(xué)生即將走向工作崗位或進(jìn)一步深造，培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐及如何做研究非常重要。要指導(dǎo)學(xué)生完成項(xiàng)目中逐步培養(yǎng)這方面的能力，并在做項(xiàng)目過(guò)程中提出具體的要求。評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)雙語(yǔ)教學(xué)效果的最終宗旨是提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，以求真正達(dá)到面向世界、面向現(xiàn)代化的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

篇8

論文摘要：計(jì)算科學(xué)主要講述了一種科學(xué)的思想方法，計(jì)算科學(xué)的基本概念、基本知識(shí)它的發(fā)展主線、學(xué)科分支、還有計(jì)算科學(xué)的特點(diǎn)、發(fā)展規(guī)律和趨勢(shì)。

引言：隨著存儲(chǔ)程序式通用電子計(jì)算機(jī)在上世紀(jì)40年代的誕生，和計(jì)算科學(xué)的快速發(fā)展以及取得的大量成果。計(jì)算科學(xué)這一學(xué)科也也應(yīng)運(yùn)而生?！队?jì)算科學(xué)導(dǎo)論》正如此書(shū)的名字，此書(shū)很好的詮釋了計(jì)算科學(xué)這一學(xué)科，并且指導(dǎo)了我們應(yīng)如何去學(xué)好這一學(xué)科。使得我們收獲頗多。并且讓我深深的反思了我的大學(xué)生活。正如趙老師書(shū)中所講的：“計(jì)算科學(xué)是年輕人的科學(xué)，一旦你選擇了計(jì)算科學(xué)作為你為之奮斗的專(zhuān)業(yè)類(lèi)領(lǐng)域，就等于你選擇了一條布滿(mǎn)荊棘的道路。一個(gè)有志于從事計(jì)算科學(xué)研究與開(kāi)發(fā)的學(xué)生，必須在大學(xué)幾年的學(xué)習(xí)中，打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，才有可能在將來(lái)學(xué)科的高速發(fā)展中，或在計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和快速更新?lián)Q代中有所作為。

<一>什么是計(jì)算科學(xué)和它的來(lái)歷

計(jì)算科學(xué)主要是對(duì)描述和變換信息的算法過(guò)程，包括其理論、分析、設(shè)計(jì)、效率分析、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用的系統(tǒng)研究。全部計(jì)算科學(xué)的基本問(wèn)題是，什么能（有效的）自動(dòng)運(yùn)行，什么不能（有效的）自動(dòng)運(yùn)行。本科學(xué)來(lái)源于對(duì)數(shù)理邏輯、計(jì)算模型、算法理論、自動(dòng)計(jì)算機(jī)器的研究，形成于20世紀(jì)30年代的后期。

隨著存儲(chǔ)程序式通用電子計(jì)算機(jī)在上世紀(jì)40年代的誕生，人類(lèi)使用自動(dòng)計(jì)算裝置代替人的人工計(jì)算和手工勞動(dòng)的夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)。計(jì)算科學(xué)的快速發(fā)展以也取得大量成果，計(jì)算科學(xué)這一學(xué)科也也應(yīng)運(yùn)而生。

<二>計(jì)算科學(xué)的發(fā)展

a、首先先介紹圖靈機(jī)

圖靈機(jī)的發(fā)明打開(kāi)了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的大門(mén)和發(fā)展之路。圖靈機(jī)通過(guò)一條兩端可無(wú)限延長(zhǎng)的袋子，一個(gè)讀寫(xiě)頭和一組控制讀寫(xiě)頭的（控制器）組成它有一個(gè)狀態(tài)集和符號(hào)集，而此符號(hào)集一般只使用0和1兩個(gè)符號(hào)。而就是這個(gè)簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理隱含了存儲(chǔ)程序的原始思想，深刻的揭示了現(xiàn)代通用電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的核心內(nèi)容?，F(xiàn)在通用的計(jì)算機(jī)是電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，而電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)展是建立在圖靈機(jī)的基礎(chǔ)之上。他的二進(jìn)制思想使計(jì)算機(jī)的制作的簡(jiǎn)化成只需兩個(gè)穩(wěn)定態(tài)的元器件。這在今后的計(jì)算機(jī)制作上無(wú)論是二極管或集成電路上都顯示了明顯的優(yōu)越性。

b、計(jì)算機(jī)帶動(dòng)的計(jì)算學(xué)科

1946年隨著現(xiàn)代意義上的電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC的誕生。掀起了社會(huì)快速發(fā)展的嶄新一頁(yè)。計(jì)算機(jī)工作和運(yùn)行就擺在了人們的面前。

1、計(jì)算機(jī)語(yǔ)言

我們要用計(jì)算機(jī)求解一個(gè)問(wèn)題，必須事先編好程序。因此就出現(xiàn)了最早的機(jī)器指令和匯編語(yǔ)言。20世紀(jì)50年代后，計(jì)算機(jī)的發(fā)展步入了實(shí)用化的階段。然而，在最初的應(yīng)用中，人們普遍感到使用機(jī)器指令編制程序不僅效率低下，而且十分別扭，也不利于交流和軟件維護(hù)，復(fù)雜程序查找錯(cuò)誤尤其困難，因此，軟件開(kāi)發(fā)急需一種高級(jí)的類(lèi)似于自然語(yǔ)言那樣的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。1952年，第一個(gè)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言ShortCode出現(xiàn)。兩年后，F(xiàn)ortran問(wèn)世。作為一種面向科學(xué)計(jì)算的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，F(xiàn)ortran的最大功績(jī)?cè)谟诶喂痰貥?shù)立了高級(jí)語(yǔ)言的地位，并使之成為世界通用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。Algol60的誕生是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的研究成為一門(mén)科學(xué)的標(biāo)志。該語(yǔ)言的文本中提出了一整套的新概念，如變量的類(lèi)型說(shuō)明和作用域規(guī)則、過(guò)程的遞歸性及參數(shù)傳遞機(jī)制等。而且，它是第一個(gè)用嚴(yán)格的語(yǔ)法規(guī)則——巴科斯范式（BNF）定義語(yǔ)言文法的高級(jí)語(yǔ)言。還有用于支持結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的PASCAL語(yǔ)言，適合于軍隊(duì)各方面應(yīng)用的大型通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言ADA，支持并發(fā)程序設(shè)計(jì)的MODULA-2，支持邏輯程序設(shè)計(jì)的PROLOG語(yǔ)言，支持人工智能程序設(shè)計(jì)的LISP語(yǔ)言，支持面積對(duì)象程序變換的SMALLTALK、C等。

2、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和軟件開(kāi)發(fā)方法

現(xiàn)代意義上的計(jì)算機(jī)絕不是一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)了而也包括了軟件（系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件）。各種各樣的軟件使得計(jì)算機(jī)的用途大大增強(qiáng)。而軟件開(kāi)發(fā)也成為了一個(gè)重要課題和發(fā)展方向。軟件開(kāi)發(fā)的理論基礎(chǔ)即是計(jì)算模型。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、分布式處理和多媒體的發(fā)展。在各種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中增加并發(fā)機(jī)構(gòu)以支持分布式程序設(shè)計(jì)，在語(yǔ)言中通過(guò)擴(kuò)展繪圖子程序以支持計(jì)算機(jī)圖形學(xué)程序設(shè)計(jì)在程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中已非常的流行。之后，在模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換等接口技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的支持下，通過(guò)擴(kuò)展高級(jí)語(yǔ)言的程序庫(kù)又實(shí)現(xiàn)了多媒體程序設(shè)計(jì)的構(gòu)想。進(jìn)入20世紀(jì)90年代之后，并行計(jì)算機(jī)和分布式大規(guī)模異質(zhì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展又將并行程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、并行編譯程序、并行操作系統(tǒng)、并行與分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等試行軟件的開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)依然與高級(jí)語(yǔ)言和計(jì)算模型密切相關(guān)，如各種并行、并發(fā)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，進(jìn)程代數(shù)，PETRI網(wǎng)等，它們正是軟件開(kāi)發(fā)方法和技術(shù)的研究中支持不同階段軟件開(kāi)發(fā)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和支持這些軟件開(kāi)發(fā)方法和技術(shù)的理論基礎(chǔ)----計(jì)算模型

3、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)

在計(jì)算機(jī)的硬件的迅速發(fā)展中。隨著它的存儲(chǔ)容量的增大，也掀起了計(jì)算機(jī)的巨大改革。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理技術(shù)的發(fā)展，促使圖形化界面的出現(xiàn)。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是使用計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)生圖形并對(duì)圖形進(jìn)行處理的科學(xué)。并由此推動(dòng)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）、計(jì)算機(jī)輔助信息處理、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）等方向的發(fā)展。圖形化界面的出現(xiàn)，徹底改變了在一個(gè)黑色的DOS窗口前敲代碼輸入控制命令的時(shí)代。同時(shí)也成就了一個(gè)偉大的公司Microsoft。

4、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

隨著用戶(hù)迫切需要實(shí)現(xiàn)不同計(jì)算機(jī)上的軟硬件和信息資源共享。網(wǎng)絡(luò)就在我們的需求中誕生了。網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和信息資源的交換使每臺(tái)計(jì)算都變成了網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)。這也促進(jìn)計(jì)算機(jī)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

<三>計(jì)算機(jī)學(xué)科的主線及發(fā)展方向

圍繞著學(xué)科基本問(wèn)題而展開(kāi)的大量具體研究，形成學(xué)科發(fā)展的主流方向與學(xué)科發(fā)展主線和學(xué)科自身的知識(shí)組織結(jié)構(gòu)。計(jì)算學(xué)科內(nèi)容按照基礎(chǔ)理論、基本開(kāi)發(fā)技術(shù)、應(yīng)用以及他們與硬件設(shè)備聯(lián)系的緊密程度分成三個(gè)層面：

1、計(jì)算科學(xué)應(yīng)用層

它包括人工智能應(yīng)用與系統(tǒng)，信息、管理與決策系統(tǒng)，移動(dòng)計(jì)算，計(jì)劃可視化，科學(xué)計(jì)算機(jī)等計(jì)算機(jī)應(yīng)用的各個(gè)方向。

2、計(jì)算科學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)層

它是為應(yīng)用層提供技術(shù)和環(huán)境的一個(gè)層面，包括軟件開(kāi)發(fā)方法學(xué)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)，程序設(shè)計(jì)科學(xué)，計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)。

3、計(jì)算科學(xué)的基礎(chǔ)層

它包括計(jì)算科學(xué)的數(shù)學(xué)理論，高等邏輯等內(nèi)容。其中計(jì)算的數(shù)學(xué)理論涵蓋可計(jì)算性與計(jì)算復(fù)雜性理論形式語(yǔ)言與計(jì)算機(jī)理論等。

<四>計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及網(wǎng)絡(luò)安全

(1)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與病毒

一個(gè)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)被定義為包含存儲(chǔ)器、處理器、功能部件、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、匯編程序、編譯程序、操作系統(tǒng)、外部設(shè)備、通信通道等內(nèi)容的系統(tǒng)。

通過(guò)上面定義，我們發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)也被加入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中。說(shuō)明了網(wǎng)絡(luò)的重要以及普及性。21世紀(jì)是信息時(shí)代。信息已成為一種重要的戰(zhàn)略資。信息科學(xué)成為最活躍的領(lǐng)域之一，信息技術(shù)改變著人們的生活方式?，F(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科研、教育、企業(yè)生產(chǎn)、與經(jīng)營(yíng)管理、信息服務(wù)等各個(gè)方面。全世界的互聯(lián)網(wǎng)Internet正在爆炸性的擴(kuò)大，已經(jīng)成為覆蓋全球的信息基礎(chǔ)設(shè)施之一。

因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)的快速發(fā)展與應(yīng)用，我們各行各業(yè)都在使用計(jì)算機(jī)。信息安全也顯得格外重要。而隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全受到嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，來(lái)自計(jì)算機(jī)病毒和黑客的攻擊及其他方面的威脅也越來(lái)越大。其中計(jì)算機(jī)病毒更是很難根治的主要威脅之一。計(jì)算機(jī)病毒給我們帶來(lái)的負(fù)面影響和損失是刻骨銘心的，譬如1999年爆發(fā)的CIH病毒以及2003年元月的蠕蟲(chóng)王病毒等都給廣大用戶(hù)帶來(lái)巨大的損失。

我們想更好的讓計(jì)算機(jī)為我們服務(wù)，我們就必須很好的利用它，利用網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)我們也應(yīng)該建立起自己的防護(hù)措施，以抵抗外來(lái)信息的侵入，保護(hù)我們的信息不受攻擊和破壞。

(2)計(jì)算機(jī)病毒及它的防范措施：

計(jì)算機(jī)病毒是一組通過(guò)復(fù)制自身來(lái)感染其它軟件的程序。當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，嵌入的病毒也隨之運(yùn)行并感染其它程序。一些病毒不帶有惡意攻擊性編碼，但更多的病毒攜帶毒碼，一旦被事先設(shè)定好的環(huán)境激發(fā)，即可感染和破壞。

<一>、病毒的入侵方式

1．無(wú)線電方式。主要是通過(guò)無(wú)線電把病毒碼發(fā)射到對(duì)方電子系統(tǒng)中。此方式是計(jì)算機(jī)病毒注入的最佳方式，同時(shí)技術(shù)難度也最大?？赡艿耐緩接校孩僦苯酉?qū)Ψ诫娮酉到y(tǒng)的無(wú)線電接收器或設(shè)備發(fā)射，使接收器對(duì)其進(jìn)行處理并把病毒傳染到目標(biāo)機(jī)上。②冒充合法無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)。根據(jù)得到的或使用標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線電傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)格式，發(fā)射病毒碼，使之能夠混在合法傳輸信號(hào)中，進(jìn)入接收器，進(jìn)而進(jìn)人信息網(wǎng)絡(luò)。③尋找對(duì)方信息系統(tǒng)保護(hù)最差的地方進(jìn)行病毒注放。通過(guò)對(duì)方未保護(hù)的數(shù)據(jù)鏈路，將病毒傳染到被保護(hù)的鏈路或目標(biāo)中。

2．“固化”式方法。即把病毒事先存放在硬件（如芯片）和軟件中，然后把此硬件和軟件直接或間接交付給對(duì)方，使病毒直接傳染給對(duì)方電子系統(tǒng)，在需要時(shí)將其激活，達(dá)到攻擊目的。這種攻擊方法十分隱蔽，即使芯片或組件被徹底檢查，也很難保證其沒(méi)有其他特殊功能。目前，我國(guó)很多計(jì)算機(jī)組件依賴(lài)進(jìn)口，困此，很容易受到芯片的攻擊。

3．后門(mén)攻擊方式。后門(mén)，是計(jì)算機(jī)安全系統(tǒng)中的一個(gè)小洞，由軟件設(shè)計(jì)師或維護(hù)人發(fā)明，允許知道其存在的人繞過(guò)正常安全防護(hù)措施進(jìn)入系統(tǒng)。攻擊后門(mén)的形式有許多種，如控制電磁脈沖可將病毒注入目標(biāo)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)入侵者就常通過(guò)后門(mén)進(jìn)行攻擊，如目前普遍使用的WINDOWS98，就存在這樣的后門(mén)。

4．?dāng)?shù)據(jù)控制鏈侵入方式。隨著因特網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使計(jì)算機(jī)病毒通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)控制鏈侵入成為可能。使用遠(yuǎn)程修改技術(shù)，可以很容易地改變數(shù)據(jù)控制鏈的正常路徑。

<二>病毒攻擊的防范的對(duì)策

1．建立有效的計(jì)算機(jī)病毒防護(hù)體系。有效的計(jì)算機(jī)病毒防護(hù)體系應(yīng)包括多個(gè)防護(hù)層。一是訪問(wèn)控制層；二是病毒檢測(cè)層；三是病毒遏制層；四是病毒清除層；五是系統(tǒng)恢復(fù)層；六是應(yīng)急計(jì)劃層。上述六層計(jì)算機(jī)防護(hù)體系，須有有效的硬件和軟件技術(shù)的支持，如安全設(shè)計(jì)及規(guī)范操作。

2．嚴(yán)把收硬件安全關(guān)。國(guó)家的機(jī)密信息系統(tǒng)所用設(shè)備和系列產(chǎn)品，應(yīng)建立自己的生產(chǎn)企業(yè)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的國(guó)產(chǎn)化、系列化；對(duì)引進(jìn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要在進(jìn)行安全性檢查后才能啟用，以預(yù)防和限制計(jì)算機(jī)病毒伺機(jī)入侵。

3．防止電磁輻射和電磁泄露。采取電磁屏蔽的方法，阻斷電磁波輻射，這樣，不僅可以達(dá)到防止計(jì)算機(jī)信息泄露的目的，而且可以防止“電磁輻射式”病毒的攻擊。

4．加強(qiáng)計(jì)算機(jī)應(yīng)急反應(yīng)分隊(duì)建設(shè)。應(yīng)成立自動(dòng)化系統(tǒng)安全支援分隊(duì)，以解決計(jì)算機(jī)防御性的有關(guān)問(wèn)題。

篇9

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

1引言

虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,簡(jiǎn)稱(chēng)VR)主要采用以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高技術(shù)生成逼真的視、聽(tīng)、觸覺(jué)一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境(Virtual Environment,簡(jiǎn)稱(chēng)VE),用戶(hù)借助必要的設(shè)備(如特制的服裝、頭盔、手套和鞋),以自然的方式與虛擬環(huán)境中的實(shí)體對(duì)象進(jìn)行交互作用、相互影響,從而產(chǎn)生身臨其境的感受和體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)具有3I特性,即交互(Interaction)特性、沉浸(Immersion)特性和構(gòu)想(Imagination)特性。交互特性強(qiáng)調(diào)參與者通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備以人類(lèi)自然方式與VE中的對(duì)象進(jìn)行相互操作;沉浸特性要求計(jì)算機(jī)所創(chuàng)建的虛擬環(huán)境能使參與者產(chǎn)生置身其中的體驗(yàn);構(gòu)想特性是指虛擬環(huán)境能夠啟發(fā)參與者發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題并輔助產(chǎn)生創(chuàng)新思維。

二十世紀(jì)六十年代初,“圖靈獎(jiǎng)”獲得者,被稱(chēng)為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)之父的美國(guó)科學(xué)家Ivan Sutherland發(fā)表“終極顯示”論文提出虛擬現(xiàn)實(shí)概念,自此,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)歷經(jīng)一系列里程碑式的理論、方法與技術(shù)研究工作,并取得了重大工程應(yīng)用成果。今天虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)非常廣泛,主要包括三大應(yīng)用方向,即訓(xùn)練演練、規(guī)劃設(shè)計(jì)與預(yù)測(cè)、觀賞娛樂(lè)等。例如在虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中進(jìn)行作戰(zhàn)指揮模擬,宇宙飛船、飛機(jī)、艦船模擬駕駛訓(xùn)練,飛機(jī)、導(dǎo)彈、輪船等復(fù)雜系統(tǒng)的虛擬設(shè)計(jì)與制造,城市環(huán)境規(guī)劃及其建筑物的展示,手術(shù)培訓(xùn)與導(dǎo)航,游戲動(dòng)漫與影視制作等。由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)涉及的學(xué)科綜合性、交叉性強(qiáng),是可以拉動(dòng)多學(xué)科發(fā)展,不斷產(chǎn)生新思想、新技術(shù),具有廣泛和重大應(yīng)用前景的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020)把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)確定為信息領(lǐng)域優(yōu)先支持的三大前沿技術(shù)之一。

2課程的特點(diǎn)

北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院從1994年開(kāi)始從事虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域的研究,取得許多創(chuàng)新成果,在相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域產(chǎn)生了較大影響,逐步形成了北航計(jì)算機(jī)學(xué)院一個(gè)新的優(yōu)勢(shì)學(xué)科方向。作為計(jì)算機(jī)應(yīng)用本科生的專(zhuān)業(yè)限選課程,“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”課程教學(xué)已經(jīng)講授了5年。本課程的教學(xué)目的是通過(guò)對(duì)有關(guān)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)問(wèn)題、典型研究工作的介紹,使學(xué)生了解當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì);通過(guò)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)基本原理、基本算法、開(kāi)發(fā)方法、主流系統(tǒng)的介紹,使學(xué)生掌握虛擬現(xiàn)實(shí)主要技術(shù)、開(kāi)發(fā)環(huán)境與平臺(tái);以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究工作為主要實(shí)踐教學(xué)支撐,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防部門(mén)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域?qū)ｉT(mén)人才的需求。虛擬現(xiàn)實(shí)課程具有以下特點(diǎn):

2.1學(xué)科交叉性、綜合性強(qiáng)

國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要指出:“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)重點(diǎn)研究心理學(xué)、控制學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)分布系統(tǒng)、電子學(xué)和多媒體技術(shù)等多學(xué)科融合的技術(shù),研究醫(yī)學(xué)、娛樂(lè)、藝術(shù)與教育、軍事及工業(yè)制造等多個(gè)相關(guān)領(lǐng)域的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和系統(tǒng)。”虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要從計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與技術(shù)、機(jī)械工程科學(xué)與先進(jìn)制造技術(shù)等學(xué)科中孕育并實(shí)現(xiàn)跨越,逐步發(fā)展成熟,涉及心理學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行處理技術(shù)和多傳感器技術(shù)等,學(xué)科交叉性、綜合性強(qiáng),如圖1所示。

2.2數(shù)理基礎(chǔ)要求高

虛擬現(xiàn)實(shí)課程的許多理論、方法和技術(shù)涉及大量的數(shù)學(xué)公式和物理定律,例如在基于圖形的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中所涉及的計(jì)算機(jī)圖形學(xué),基于圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中所涉及的圖像處理和信號(hào)處理技術(shù),在建模技術(shù)中涉及的動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)等,都需要學(xué)生具備深厚的數(shù)理基礎(chǔ)。

2.3創(chuàng)新思維豐富

虛擬現(xiàn)實(shí)被眾多學(xué)者認(rèn)為是科學(xué)研究與工程實(shí)踐中理論和實(shí)驗(yàn)方法之外的第三種方法,可以虛擬和仿真人類(lèi)難以到達(dá)的宏觀或微觀環(huán)境,進(jìn)行研究和體驗(yàn);在虛擬環(huán)境下進(jìn)行逼真的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、訓(xùn)練演練,作出評(píng)價(jià)和決策,其與生俱來(lái)的構(gòu)想特性能夠啟發(fā)參與者發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題并產(chǎn)生創(chuàng)新思維。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)由于多學(xué)科交叉性,在不同學(xué)科交叉融合中源源不斷地產(chǎn)生新思想、新方法。

2.4工程應(yīng)用突出

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)既有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和方法,也有大量的典型算法,同時(shí)又是一門(mén)應(yīng)用牽引強(qiáng),各種開(kāi)發(fā)平臺(tái)和應(yīng)用工具豐富,人機(jī)交互設(shè)備多,軟硬件結(jié)合與系統(tǒng)集成占相當(dāng)比重的課程。

2.5課程內(nèi)容多課時(shí)緊

本課程是本科生計(jì)算機(jī)應(yīng)用方向的限選課程,在本科四年級(jí)上學(xué)期開(kāi)設(shè),其間正值學(xué)生考研復(fù)習(xí)準(zhǔn)備階段,課時(shí)總計(jì)36學(xué)時(shí),課內(nèi)教學(xué)18學(xué)時(shí)、課外實(shí)踐18學(xué)時(shí),授課時(shí)間十分緊張。

3教學(xué)內(nèi)容安排

我們經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐,在不斷與學(xué)生教與學(xué)交互的活動(dòng)中,結(jié)合自身學(xué)科研究特色,總結(jié)、完善主要教學(xué)內(nèi)容,形成了如下的教學(xué)大綱:

第一章:概論(2h)

問(wèn)題的提出、名詞術(shù)語(yǔ)、虛擬現(xiàn)實(shí)特征、里程碑工作和研究現(xiàn)狀、國(guó)內(nèi)外典型應(yīng)用實(shí)例。

第二章:虛擬現(xiàn)實(shí)硬件與系統(tǒng)(2h)

虛擬現(xiàn)實(shí)輸入設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)輸出設(shè)備、高端圖形工作站、圖形處理單元(Graphic Processing Unit簡(jiǎn)稱(chēng)GPU)、典型沉浸式交互系統(tǒng)的構(gòu)建實(shí)例。

第三章:基于圖形的虛擬現(xiàn)實(shí)建模與開(kāi)發(fā)技術(shù)(6h)

視覺(jué)感知相關(guān)基本概念、場(chǎng)景表示與數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、CREATOR建模軟件與合成自然環(huán)實(shí)例、場(chǎng)景圖組織與基本繪制流程、OpenGVS與WTK開(kāi)發(fā)軟件、虛擬場(chǎng)景漫游應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)實(shí)例。

第四章:基于圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)建模與繪制技術(shù)(2h)

IBMR技術(shù)與全光函數(shù)、全景圖像與柱面全景圖像實(shí)例、同心拼圖方法。

第五章:人工生命-人工魚(yú)實(shí)例(2h)

人工魚(yú)的總體方案、人工魚(yú)的生物力學(xué)分析、感知與行為建模、幾何建模與外觀屬性、虛擬海洋環(huán)境建模、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、逼真性與效率權(quán)衡。

第六章:虛擬人技術(shù)(2h)

人體抽象模型與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、逼真運(yùn)動(dòng)獲取與表示、運(yùn)動(dòng)約束與重用、虛擬人技術(shù)應(yīng)用實(shí)例。

第七章:分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(2h)

DIS技術(shù)與IEEE1278、HLA技術(shù)與IEEE1516、分布交互仿真程序開(kāi)發(fā)與應(yīng)用實(shí)例。

教學(xué)實(shí)踐與課外教學(xué)安排:(18h)

課外研讀學(xué)習(xí)OpenGL、構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)漫游程序;參觀虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,觀看演示、操作實(shí)驗(yàn)室研究設(shè)備,了解當(dāng)前主要研究方向和趨勢(shì)。

4教學(xué)實(shí)踐與思考

針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)課程的上述特點(diǎn),我們?cè)谡n程的教學(xué)活動(dòng)中形成了“突出三個(gè)基本,注重融會(huì)貫通;點(diǎn)面結(jié)合,各有側(cè)重;結(jié)合實(shí)例,促進(jìn)創(chuàng)新思維”的教學(xué)思路。

4.1突出三個(gè)基本,注重融會(huì)貫通

在教學(xué)中突出三個(gè)基本,即突出基本原理、基本方法、基本算法的講授。虛擬現(xiàn)實(shí)課程的諸多內(nèi)容來(lái)自不同的研究和應(yīng)用領(lǐng)域,貌似差之千里,但是其核心思想常常殊途同歸。對(duì)于這部分內(nèi)容在教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)有意識(shí)進(jìn)行聯(lián)系,分析講解,努力讓學(xué)生融會(huì)貫通。以細(xì)節(jié)層次概念(LOD)為例,細(xì)節(jié)層次概念是圖形建模中的基本概念,是指用一組復(fù)雜程度(常常以多邊形數(shù)來(lái)衡量)各不相同的實(shí)體細(xì)節(jié)層次模型來(lái)描述對(duì)象,在運(yùn)行時(shí)根據(jù)一些主客觀標(biāo)準(zhǔn)在這些LOD模型間進(jìn)行切換,實(shí)時(shí)改變場(chǎng)景的復(fù)雜度,從而能夠繪制效率與效果的平衡,該方法需要解決模型間切換時(shí)產(chǎn)生的視景跳躍問(wèn)題。在GPU的基本貼圖處理(MIP MAPPING )、復(fù)雜光照模型實(shí)時(shí)繪制等研究工作中也引入和應(yīng)用了同樣的原理,因此在講解細(xì)節(jié)層次概念時(shí)進(jìn)行舉一反三,加深學(xué)生對(duì)這一滿(mǎn)足逼真性和繪制實(shí)時(shí)性普適基本方法的理解,進(jìn)一步可以引伸出連續(xù)細(xì)節(jié)層次方法以及與視點(diǎn)相關(guān)的遞進(jìn)傳輸技術(shù)如何滿(mǎn)足基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用問(wèn)題。這樣教學(xué)思路始終貫徹在七維全光函數(shù)降維、八叉樹(shù)的數(shù)據(jù)組織方法等諸多教學(xué)內(nèi)容中,以達(dá)到融會(huì)貫通的目的。

4.2點(diǎn)面結(jié)合,各有側(cè)重

虛擬現(xiàn)實(shí)課程涉及學(xué)科眾多,內(nèi)容十分豐富,有限的課時(shí)內(nèi)做到面面俱到幾乎不可能。我們的教學(xué)大綱基本覆蓋虛擬現(xiàn)實(shí)的主要研究分支,重點(diǎn)是基于圖形和基于圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),由于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在其他課程有重點(diǎn)講授,不過(guò)多涉及。其次注重對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的研究重點(diǎn)、熱點(diǎn)問(wèn)題,以及當(dāng)前的主流設(shè)備、開(kāi)發(fā)工具與平臺(tái)介紹。通過(guò)發(fā)揮授課教師的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)背景,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室多年的研究工作進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的深入講解。例如在分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)室在該方向上開(kāi)展了長(zhǎng)達(dá)十年的研究工作,研究成果既體現(xiàn)了該內(nèi)容的基本方法、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),又體現(xiàn)了當(dāng)前的最新研究成果。該內(nèi)容的教學(xué)從早期的DIS入手,通過(guò)與HLA核心技術(shù)的對(duì)比,重點(diǎn)講解分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)如何應(yīng)用數(shù)據(jù)抽象與封裝、與訂購(gòu)、基于值的信息過(guò)濾 (DDM)等核心技術(shù)解決大規(guī)模交互仿真問(wèn)題,進(jìn)一步引伸介紹目前該方向的研究進(jìn)展,讓同學(xué)了解當(dāng)前研究熱點(diǎn)問(wèn)題。

4.3結(jié)合實(shí)例,促進(jìn)創(chuàng)新思維

虛擬現(xiàn)實(shí)是一門(mén)多學(xué)科交叉的科學(xué)技術(shù),不同學(xué)科理論與方法的互相借鑒、啟迪、創(chuàng)新尤為明顯。因此在講授具體內(nèi)容的同時(shí),應(yīng)介紹該研究工作和成果產(chǎn)生的背景,體現(xiàn)交叉創(chuàng)新、集成創(chuàng)新思路,啟迪同學(xué)的創(chuàng)造性思維是本課程不斷追求“授之與漁”的目標(biāo)。在課程綜述中重點(diǎn)介紹信息資源環(huán)境的智能化、普適化、協(xié)同化、沉浸化發(fā)展的各個(gè)不同歷史時(shí)期代表性工作,以及仿真技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)等學(xué)科對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的重要貢獻(xiàn),突出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)交叉融合的特性。將具體的課程知識(shí)點(diǎn)講授融入到典型實(shí)例中,人工生命課程教學(xué)中以ACM優(yōu)秀博士論文工作為基礎(chǔ),講述了人工魚(yú)的感知與行為建模、幾何與外觀屬性建模、虛擬海洋環(huán)境建模等,目的在于突出建模內(nèi)涵的寬泛性和在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的重要地位,通過(guò)詳述人工魚(yú)的生物力學(xué)分析、總體方案設(shè)計(jì),行為與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),歸納總結(jié)出多學(xué)科交叉、逼真性與效率的完美平衡是其創(chuàng)新所在。在講授虛擬人技術(shù)時(shí),首先提出逼真人體運(yùn)動(dòng)復(fù)雜性和實(shí)時(shí)性這一矛盾,引入機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的逆向運(yùn)動(dòng)學(xué)以及信號(hào)與系統(tǒng)中的信號(hào)處理方法,重點(diǎn)介紹借鑒其他學(xué)科方法解決虛擬人運(yùn)動(dòng)重用和大規(guī)模人群等關(guān)鍵問(wèn)題,強(qiáng)調(diào)借鑒啟迪是創(chuàng)新的源泉。在諸如同心拼圖、分布式虛擬環(huán)境中同樣貫徹了結(jié)合實(shí)例,促進(jìn)創(chuàng)新思維這一教學(xué)思路。

5結(jié)論與展望

“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”涉及面寬、內(nèi)容十分豐富,同時(shí)發(fā)展迅速,應(yīng)用越來(lái)越廣泛,如何講授好該課程是一個(gè)需要不斷探討、研究總結(jié)的教學(xué)課題。筆者在多年的教學(xué)活動(dòng)中,通過(guò)教與學(xué)的交流,不斷總結(jié)形成了一些教學(xué)思路和方法,取得了良好的效果,但是仍然需要不斷完善充實(shí),主要包括兩個(gè)方面內(nèi)容:(1)如何做好虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)課程與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、圖像處理技術(shù)的銜接;(2)如何利用好虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究環(huán)境、軟硬件資源以進(jìn)一步加強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)。我們將在今后繼續(xù)研究探索,以解決這些重要問(wèn)題。

參考文獻(xiàn):

篇10

題 目 XXXXXXXXXX（題目名與文本二一致）

姓 名 李小明

學(xué) 號(hào)

專(zhuān)業(yè)班級(jí) 07機(jī)械電子工程1班

指導(dǎo)教師 趙子龍

分 院 機(jī)電與能源工程分院

開(kāi)題日期 20xx年2月27日

文獻(xiàn)綜述

文獻(xiàn)綜述題目（三號(hào)黑體，居中，1.5倍行距，段后0.5行）

1. 一級(jí)標(biāo)題（黑體小三，左對(duì)齊，1.5倍行距）

1.1 二級(jí)標(biāo)題（二級(jí)標(biāo)題，黑體四號(hào)，左對(duì)齊，1.5倍行距）

1.1.1 三級(jí)標(biāo)題（三級(jí)標(biāo)題，宋體小四號(hào)加粗，左對(duì)齊，1.5倍行距）

正文漢字字體、字號(hào)：小四號(hào)宋體。藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)字?jǐn)?shù)不少于2500字，其他專(zhuān)業(yè)不少于3000字。具體內(nèi)容詳見(jiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作手冊(cè)P2。

外文、數(shù)字等符號(hào)：字號(hào)與同行漢字相同，用Times New Roman 字。 行間距1.5倍行距，段前空2格，段間距為0。

參考文獻(xiàn)必須在正文中引用，用[2]作為上標(biāo)標(biāo)出，但不能標(biāo)在章節(jié)標(biāo)題上。 圖：正文中圖用“圖1”的編號(hào)，數(shù)字為文獻(xiàn)綜述內(nèi)序號(hào)，正文中明示圖號(hào)，如：“如圖1所示”或“見(jiàn)圖1”。

圖題：圖號(hào)與圖名間空1格，全文必須統(tǒng)一。

公式：公式用“(1)”編號(hào)，公式單行排版，一般不與文字混排，公式編號(hào)要求右對(duì)齊，公式的括號(hào)為半角括號(hào)，公式采用公式編輯器編寫(xiě)

如果對(duì)公式中符號(hào)右解釋?zhuān)瑒t應(yīng)在公式后緊跟：

式中：（左對(duì)齊）

Li——XXXXXXX；

Lj——XXXXXXX；

——XXXXXXX。（破折號(hào)要對(duì)齊，多個(gè)解釋時(shí)，除最后一個(gè)是句號(hào)，其余為L(zhǎng)k分號(hào)。）

子公式可以不編單獨(dú)序號(hào)，需要引用時(shí)可以加編a、b、c等，如(2a)。 公式編號(hào)必須連續(xù)，不得重復(fù)和跳躍。

文中引用公式時(shí)用“式(2)”或“由式(2)可見(jiàn)”

表：表用“表1”的編號(hào)，數(shù)字為文獻(xiàn)綜述序號(hào)。正文中明示表號(hào)，如：“如

表1所示”或“見(jiàn)表1”。表格左右外邊緣線隱去，上下表格外邊緣用粗實(shí)線，內(nèi)部表格線用細(xì)實(shí)線，表內(nèi)數(shù)據(jù)和字母用Times New Roman字，表內(nèi)文字為宋體。表內(nèi)文字和數(shù)據(jù)字體不超過(guò)小四，表頭文字字體不小于表內(nèi)文字字體。1個(gè)表格有幾頁(yè)，則每頁(yè)表格單獨(dú)，表號(hào)前寫(xiě)續(xù)，如續(xù)表1.1。表格行寬和列寬要適中，不宜太寬。

表題：表號(hào)置于表題前，空2格，標(biāo)題用5號(hào)宋體，居中，1.5倍行距。

1.1.2 三級(jí)標(biāo)題（三級(jí)標(biāo)題，宋體小四號(hào)加粗，左對(duì)齊，1.5倍行距）正文漢字字體、字號(hào)：小四號(hào)宋體。外文、數(shù)字等符號(hào)：字號(hào)與同行漢字相同，用Times New Roman 字。行間距1.5倍行距，段前空2格，段間距為0。

1.2 二級(jí)標(biāo)題（二級(jí)標(biāo)題，黑體小三，左對(duì)齊，1.5倍行距）

1.2.1 三級(jí)標(biāo)題（三級(jí)標(biāo)題，宋體小四號(hào)加粗，左對(duì)齊，1.5倍行距）正文漢字字體、字號(hào)：小四號(hào)宋體。外文、數(shù)字等符號(hào)：字號(hào)與同行漢字相同，用Times New Roman 字。行間距1.5倍行距，段前空2格，段間距為0。

2. 一級(jí)標(biāo)題（黑體小三，左對(duì)齊，1.5倍行距）正文漢字字體、字號(hào)：小四號(hào)宋體。

2.1 二級(jí)標(biāo)題（二級(jí)標(biāo)題，黑體小三，左對(duì)齊，1.5倍行距）正文漢字字體、字號(hào)：小四號(hào)宋體。

2.1.1 三級(jí)標(biāo)題（三級(jí)標(biāo)題，宋體小四號(hào)加粗，左對(duì)齊，1.5倍行距）正文漢字字體、字號(hào)：小四號(hào)宋體。

2.1.2 三級(jí)標(biāo)題（三級(jí)標(biāo)題，宋體小四號(hào)加粗，左對(duì)齊，1.5倍行距）正文漢字字體、字號(hào)：小四號(hào)宋體。

以下以此類(lèi)推

參考文獻(xiàn)（格式同一級(jí)標(biāo)題，參考文獻(xiàn)與正文之間不分頁(yè)）

[1] 孫家廣. 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，1995. 26～28.

[2] GB/T 16159-1996，漢語(yǔ)拼音正詞法基本規(guī)則[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1996

（格式同正文，但必須左對(duì)齊，首行不縮進(jìn)）

注：參考文獻(xiàn)按正文中引用前后次序排列，參考文獻(xiàn)必須是在正文中引用的，否則不能列入。按要求必須10篇以上參考文獻(xiàn)，且有2篇以上外文文獻(xiàn)。

常用參考文獻(xiàn)的書(shū)寫(xiě)格式如下：

用大寫(xiě)字母標(biāo)識(shí)個(gè)參考文獻(xiàn)的類(lèi)型。書(shū)籍M，論文集C，報(bào)紙文章N，期刊文章J，學(xué)位論文D，報(bào)告R，國(guó)際、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)S，專(zhuān)利P。電子文獻(xiàn)類(lèi)型：數(shù)據(jù)庫(kù)DB，計(jì)算機(jī)程序CP，電子公告EB。

（1）書(shū)籍

[序號(hào)] 著者.書(shū)名[M]. 版次（第一版應(yīng)省略）.出版地：出版者，出版年份：起止頁(yè)碼.

（2）期刊

[序號(hào)] 作者. 題目[J]. 期刊名稱(chēng)，出版年份，卷號(hào)（期號(hào)）：起止頁(yè)碼.

（3）學(xué)位論文

[序號(hào)] 作者. 題名[D]. 保存地：保存單位，年份.

（4）論文集

[序號(hào)] 著者.題名[C]. 編著.論文集名. 出版地：出版者，出版年份：起止頁(yè)碼.

（5）專(zhuān)利文獻(xiàn)

[序號(hào)] 專(zhuān)利所有者. 專(zhuān)利題名[P]. 專(zhuān)利國(guó)別：專(zhuān)利號(hào)，日期.

（6）國(guó)際國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

[序號(hào)] 標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)[S]. 出版地：出版者，出版年份.

（7）電子文獻(xiàn)

[序號(hào)] 作者. 電子文獻(xiàn)題名[EB/OL即電子文獻(xiàn)類(lèi)型/載體類(lèi)型]. 電子文獻(xiàn)的出版者或可獲得地址，發(fā)表或更新日期/引用日期（任選）.

（8）科技報(bào)告格式

[序號(hào)] 作者.題名[R]. 報(bào)告題目及編號(hào). 出版年份.

（9）示例

[1] 孫家廣. 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，1995. 26～28.

[2] GB/T 16159-1996，漢語(yǔ)拼音正詞法基本規(guī)則[S]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1996.