2018图形学教学软件开发与实现

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图形学教学软件开发与实现2 需求分析
2.1 计算机图形学教学软件现状以及未来的发展
随着现代教育技术的发展，多媒体技术在高等教育中获得了广泛应用。多媒体技术能帮助教师更系统、更有条理地讲授知识点，更形象、细致地解决难点问题，使枯燥的内容变得生动，深奥的理论变得通俗易懂。[3]Flash MX是一种用于制作、编辑动画和电影片段的软件。它不但能制作一般的动画，且可以制作出带有背景声音，具有较强交互性的电影。Flash MX的简单易用，使得它成为制作多媒体教学软件的首选。
计算机图形学涉及大量算法，这些算法是构成图形学的基础，正确理解和掌握它们是学习图形学的基本要求。这门课程是高校计算机系学生的主干课程之一，是一门相当生动有趣的课程。各算法由浅入深，均有一定的外延和内涵。而教材中一般只有算法文字描述或伪码程序，既抽象又不直观，因此成为学习上的难点。计算机作为一种工具主要以文字、声音、图形、影像等方式呈现各种知识信息，但是教学序列的形成、教育心理的把握等影响教学效果的因素却体现在教学软件的科学性与教育性，以及艺术性与技术性上。[4]
近年来，多媒体技术和CAI的发展使学习的形式生动活泼，各种各样的教学软件不断涌现。但当今图形学课件中有关基本算法的讲解部分，基本上没有变化。计算机图形学算法的传统教学和学习方式抽象不直观，让学习者难以理解，因此成为学习上的难点。用Flash MX实现的算法仿真演示可以处理部分算法实例同步显示算法执行的每一部中间过程和对输入图形的处理结果，并且可以随意调解程序的执行速度及单步执行，形象直观，对学习者掌握算法提供了很大的帮助。相信随着时代的发展，多媒体软件教学将在大学教育中不断发展，并在一定程度上将教学的电子化推上一个发展的高峰。[5]
2.2 计算机图形学教学软件介绍
2.2.1 内容和功能说明（www.Lw61.com 原创设计论文）
本教学软件内容包括王志喜老师提供的计算机图形学讲义的第一章计算机图形学概论，第二章视频显设备，第三章图元的显示，第五章二维几何变换，第六章二维观察，第八章图形用户接口和交互式构图技术，第十章三维体的表示，第十一章三维几何变换，第十二章三维观察，第十三章可见面判别算法，第十四章光照模型与面绘制算法，第十五章OpenGL编程入门，第十六章VRML基础教程，第十七章使用Java3D实现三维图像，还包括计算机图形学习题以及习题答案。
每一章节包括相应的讲义和例题讲解以及算法的动态实例。第一章概论基本以幻灯片形式为主，在最后显示3个分形动态实例。第三章绘制了DDA算法实例，Bresenham算法实例，正负画圆法，中心圆算法，中心椭圆算法，扫描线多边形填充算法，奇偶性规则，非零环绕数规则，检测相邻像素，8-连通区域，逼近法填充图元动态显示。第五章绘制平移、旋转动态显示。第六章生动讲解线段剪裁的各种算法。第八章绘制网格连线图，橡皮条方法实例。第十章绘制活动的三棱椎、二次贝塞尔曲线，三次贝塞尔曲线，分形树实例。
本多媒体教学软件以计算机替代或帮助教师执行全部或部分教学任务，模拟教师的教学行为，形成有序的教学信息，向学习者传授知识，可以提高教学效率和增强教学效果。[6]本软件实现的功能主要为：根据教学需要，可随意控制播放单章节内容。大部分是采用交互式按钮控制页面跳转，播放教学软件内容。其中，一些算法的动态演示是可以自行选择播放察看或是跳过；而一小部分的例题讲解使用动态自动显示。