《OpenGL、Direct3D 編程基礎》課程教學大綱

《OpenGL、Direct3D編程基礎》課程教學大綱課程代碼：ABXX0527課程中文名稱:OpenGL、Direct3D編程基礎課程英文名稱：IntroductiontoProgrammingwithOpenGLorDirect3D課程性質：專業(yè)必修課課程學分數：3課程學時數：48其中講課學時：24實驗學時：24授課對象：信息與計算科學本課程的前導課程：計算機圖形學，數據結構一、課程簡介OpenGL和Direct3D都是功能強大的軟件接口，用于生成高質量的計算機圖像，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用程序。在高校相關專業(yè)中開設本編程課程，主要培養(yǎng)學生掌握利用VC++和OpenGL或Direct3D進行圖形編程,特別是3D圖形編程的能力。通過本課程的學習,學生可以加深對前面所學的C/C++、Windows編程的理解，為今后從事游戲設計、CAD、可視化等工作打下良好的編程基礎。二、教學基本內容和要求一、DirectX3D初步課程教學內容：Direct3D基本概念；基于COM的DirectX；；Direct3D配置；Direct3D函數的語法。課程的重點、難點：Direct3D程序的基本結構。課程教學要求：了解DirectX和Direct3D，掌握簡單的Direct3D程序的編程方法，掌握Direct3D函數的基本語法。二、圖元繪制課程教學內容：3D坐標系；Direct3D基礎圖形表示；使用緩沖區(qū)繪制圖形。課程的重點、難點：在二維或三維空間中繪制幾何圖元，點、直線和多邊形。課程教學要求：掌握3D坐標系，了解基礎圖形的表示，掌握基本圖元的繪制命令，掌握使用緩沖區(qū)繪制圖形。三、觀察課程教學內容：Direct3D頂點坐標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、難點：頂點坐標變換的四個方法。課程教學要求：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變換和投影變換的算法。四、顏色和光照課程教學內容：顏色模式；指定繪制物體時使用的顏色；光照計算模型；DirectX3D支持的光源類型；設置物體表面材質屬性；Direct3D中設置光照。課程的重點、難點：光滑著色；基于Direct3D的光照編程。課程教學要求：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繪制帶有多種顏色的多邊形；了解光照計算模型；掌握設置光照及表面材質屬性的設置的方法，理解Direct3D中的光源類型。五、紋理映射課程教學內容：基本紋理概念；Direct3D紋理繪制過程；紋理采樣屬性；DXT紋理壓縮。課程的重點、難點：紋理坐標生成。課程教學要求：了解紋理映射的用途，概念；掌握Direct3D紋理繪制過程；理解紋理采樣屬性及DXT紋理壓縮方法。六、復雜3維模型繪制課程教學內容：將3維模型輸出為Direct3D數據文件；在Direct3D程序中載入X文件；繪制Direct3D多邊形網格。課程的重點、難點：紋理坐標生成。課程教學要求：掌握將程序輸出到文件的方法，了解Direct3D繪制多邊形網格的方法。七、Shader編程初步課程教學內容：Shade的概念；HLSL的使用。課程的重點、難點：HLSL編程。課程教學要求：了解CPU和GPU的差別；掌握HLSL的簡單編程。三、實驗教學內容及基本要求實驗課程是本課程的主要組成部分，通過實驗環(huán)節(jié)教學，有助于學生掌握計算機圖形學的基本原理，掌握DirectX3D庫的使用。序號內容學時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復雜3維模型繪制27Shader編程初步4合計24四、教學方法與手段教學形式以講授方式為主+多媒體輔助。五、教學學時分配章節(jié)與內容課時作業(yè)量備注一DirectX3D初步4實驗2學時二圖元繪制8實驗4學時三觀察4實驗2學時四顏色和光照12實驗6學時五紋理映射8實驗4學時六復雜3維模型繪制4實驗2學時七Shader編程初步8實驗4學時合計48六、考核方式與成績評定標準1、考核方法：考試。2、成績評定：總評成績=期終成績（70%）+平時成績（30%），平時成績不合格者取消考試資格。七、教學參考資源參考書目：1.鄭阿奇編著.DirectX3D游戲編程實用教程.電子工業(yè)出版社出版社,2011年。2.DanGinsburg，BudiPurnomo，DaveShreine著,姚軍譯.OpenGLES