如何上好计算机图形学的第一个算法

洪蕾

摘要：计算机图形学是一门理论性强又非常重视实验的课程，教学难度较大。良好的开端是成功的一半，本文针对图形学的第一个算法，通过引例“逐点比较法”绘制直线进行了课程教学设计。实践结果表明，此次教学内容成功激发了学生的兴趣，让学生体会到了学习的乐趣，对后续课程的教学起到了积极的作用。

关键词：计算机图形学；教学；直线生成

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）34-0137-02

1 概述

计算机图形学是研究如何利用计算机显示、生成和处理图形的原理、方法、技术的一门学科，是计算机科学中发展最活跃、应用最广泛的分支之一。该课程理论性强，难度大，另一方面，又非常重视实验，是典型的理论和实践紧密结合的一门专业课程。良好的开端是成功的一半，如何上好图形学的第一个算法，吸引学生的兴趣，让学生体会到学习的乐趣对后续的学习过程非常重要。

2 上好計算机图形学第一个算法的思路

利用计算机能够生成非常复杂的图形，但无论图形多复杂，它都是由基本图形组合而成，因此，“直线的生成”是图形学中的第一个算法，是生成复杂图形的基础。在直线的生成算法中，有三个经典算法：数值微分算法，中点画线算法和Bresenham画线算法。在屏幕上画线是怎么回事？屏幕是由一个一个像素点构成的，这些像素点构成一个M行乘N列的点阵，每个像素点可以显示不同的颜色，因为像素点很小，所以人的眼睛并没有感到明显的颗粒状，在屏幕上画直线意味着决定像素点阵中有哪些像素要显示成直线的颜色。由于每一个点都是完整的，不可能点亮半个点，所以最终确定的点是逼近于原始直线若干个整数点，如图1所示。这也解释了为什么在电脑上画直线会出现直线不直，有锯齿状的原因。

3 结论

直线的生成是计算机图形学中的第一个算法，很多学生此时可能还对显示器的显示原理、计算机的绘制图形的过程很陌生。大部分老师往往单刀直入，直接从数值微分算法（DDA画线法）开始讲解画直线的过程。本文设计了一个引例“逐点比较法”绘制直线，该算法浅显易懂，把高中数学的知识引用了过来作为开场，对吸引学生注意激发他们的兴趣起到了积极的作用。紧接着，我们从算法效率的角度分析，为新的方法和知识的引出起到了积极的作用。实践表明，这一节课的设计为“计算机图形学”的教学开了个好头。

参考文献：

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