《OpenGL、Direct3D 編程基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱

《OpenGL、Direct3D編程基礎(chǔ)》課程教學(xué)大綱課程代碼：ABXX0527課程中文名稱:OpenGL、Direct3D編程基礎(chǔ)課程英文名稱：IntroductiontoProgrammingwithOpenGLorDirect3D課程性質(zhì)：專業(yè)必修課課程學(xué)分?jǐn)?shù)：3課程學(xué)時(shí)數(shù)：48其中講課學(xué)時(shí)：24實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：24授課對(duì)象：信息與計(jì)算科學(xué)本課程的前導(dǎo)課程：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一、課程簡(jiǎn)介OpenGL和Direct3D都是功能強(qiáng)大的軟件接口，用于生成高質(zhì)量的計(jì)算機(jī)圖像，也可以用于編寫使用2D和3D物體、位圖和彩色圖像的交互性應(yīng)用程序。在高校相關(guān)專業(yè)中開設(shè)本編程課程，主要培養(yǎng)學(xué)生掌握利用VC++和OpenGL或Direct3D進(jìn)行圖形編程,特別是3D圖形編程的能力。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生可以加深對(duì)前面所學(xué)的C/C++、Windows編程的理解，為今后從事游戲設(shè)計(jì)、CAD、可視化等工作打下良好的編程基礎(chǔ)。二、教學(xué)基本內(nèi)容和要求一、DirectX3D初步課程教學(xué)內(nèi)容：Direct3D基本概念；基于COM的DirectX；；Direct3D配置；Direct3D函數(shù)的語(yǔ)法。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：Direct3D程序的基本結(jié)構(gòu)。課程教學(xué)要求：了解DirectX和Direct3D，掌握簡(jiǎn)單的Direct3D程序的編程方法，掌握Direct3D函數(shù)的基本語(yǔ)法。二、圖元繪制課程教學(xué)內(nèi)容：3D坐標(biāo)系；Direct3D基礎(chǔ)圖形表示；使用緩沖區(qū)繪制圖形。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：在二維或三維空間中繪制幾何圖元，點(diǎn)、直線和多邊形。課程教學(xué)要求：掌握3D坐標(biāo)系，了解基礎(chǔ)圖形的表示，掌握基本圖元的繪制命令，掌握使用緩沖區(qū)繪制圖形。三、觀察課程教學(xué)內(nèi)容：Direct3D頂點(diǎn)坐標(biāo)變換和渲染流水線概述；模型幾何變換；取景變換；投影變換；視區(qū)變換。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：頂點(diǎn)坐標(biāo)變換的四個(gè)方法。課程教學(xué)要求：了解渲染流水線中操作的順序；掌握操縱合適的矩陣堆棧以控制模型的視點(diǎn)變換和投影變換的算法。四、顏色和光照課程教學(xué)內(nèi)容：顏色模式；指定繪制物體時(shí)使用的顏色；光照計(jì)算模型；DirectX3D支持的光源類型；設(shè)置物體表面材質(zhì)屬性；Direct3D中設(shè)置光照。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：光滑著色；基于Direct3D的光照編程。課程教學(xué)要求：了解RGBA模光滑著色式還是顏色索引模式；掌握使用光滑著色來(lái)繪制帶有多種顏色的多邊形；了解光照計(jì)算模型；掌握設(shè)置光照及表面材質(zhì)屬性的設(shè)置的方法，理解Direct3D中的光源類型。五、紋理映射課程教學(xué)內(nèi)容：基本紋理概念；Direct3D紋理繪制過(guò)程；紋理采樣屬性；DXT紋理壓縮。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：紋理坐標(biāo)生成。課程教學(xué)要求：了解紋理映射的用途，概念；掌握Direct3D紋理繪制過(guò)程；理解紋理采樣屬性及DXT紋理壓縮方法。六、復(fù)雜3維模型繪制課程教學(xué)內(nèi)容：將3維模型輸出為Direct3D數(shù)據(jù)文件；在Direct3D程序中載入X文件；繪制Direct3D多邊形網(wǎng)格。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：紋理坐標(biāo)生成。課程教學(xué)要求：掌握將程序輸出到文件的方法，了解Direct3D繪制多邊形網(wǎng)格的方法。七、Shader編程初步課程教學(xué)內(nèi)容：Shade的概念；HLSL的使用。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)：HLSL編程。課程教學(xué)要求：了解CPU和GPU的差別；掌握HLSL的簡(jiǎn)單編程。三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及基本要求實(shí)驗(yàn)課程是本課程的主要組成部分，通過(guò)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)，有助于學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的基本原理，掌握DirectX3D庫(kù)的使用。序號(hào)內(nèi)容學(xué)時(shí)1DirectX3D初步22圖元繪制43三維觀察24顏色和光照65紋理映射46復(fù)雜3維模型繪制27Shader編程初步4合計(jì)24四、教學(xué)方法與手段教學(xué)形式以講授方式為主+多媒體輔助。五、教學(xué)學(xué)時(shí)分配章節(jié)與內(nèi)容課時(shí)作業(yè)量備注一DirectX3D初步4實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)二圖元繪制8實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)三觀察4實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)四顏色和光照12實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)五紋理映射8實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)六復(fù)雜3維模型繪制4實(shí)驗(yàn)2學(xué)時(shí)七Shader編程初步8實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)合計(jì)48六、考核方式與成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)1、考核方法：考試。2、成績(jī)?cè)u(píng)定：總評(píng)成績(jī)=期終成績(jī)（70%）+平時(shí)成績(jī)（30%），平時(shí)成績(jī)不合格者取消考試資格。七、教學(xué)參考資源參考書目：1.鄭阿奇編著.DirectX3D游戲編程實(shí)用教程.電子工業(yè)出版社出版社,2011年。2.DanGinsburg，BudiPurnomo，DaveShreine著,姚軍譯.OpenGLES