| Закреплена за кафедрой | Кафедра информатики |
|---|---|
| Направление подготовки | 02.03.02. Фундаментальная информатика и информационные технологии |
| Профиль | Программирование и информационные технологии |
| Форма обучения | Очная |
| Общая трудоемкость | 3 ЗЕТ |
| Учебный план | 02_03_02_Фундаментальная информатика и информационные технологии_ПиИТ-2025 |
|
|
||||||||||||||
Распределение часов по семестрам
| Курс (семестр) | 3 (6) | Итого | ||
|---|---|---|---|---|
| Недель | 22,5 | |||
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
| Лекции | 14 | 14 | 14 | 14 |
| Лабораторные | 26 | 26 | 26 | 26 |
| Сам. работа | 41 | 41 | 41 | 41 |
| Часы на контроль | 27 | 27 | 27 | 27 |
| Итого | 108 | 108 | 108 | 108 |
| 1.1. | Целью освоения дисциплины "Компьютерная графика" является получение представления об алгоритмических основах компьютерной графики, навыков работы с трассировщиками лучей и использования средств OpenGL для построения сцен и создания анимированных изображений. |
|---|
| Цикл (раздел) ООП: Б1.В.01 |
| ПК-1 | Способен к демонстрации общенаучных базовых знаний математических и естественных наук, фундаментальной информатики и информационных технологий |
| ПК-1.1 | Знает основы научно-исследовательской деятельности в области информационных технологий, имеет научные знания в теории информационных систем |
| ПК-1.2 | Умеет применять полученные знания в области фундаментальных научных основ теории информациии решать стандартные задачи в собственной научно-исследовательской деятельности |
| ПК-1.3 | Имеет практический опыт применения общенаучных знаний в научно-исследовательской работе |
| ПК-2 | Готов к включению в профессиональное сообщество; способность проводить под научным руководством локальные исследования на основе существующих методов в конкретной области профессиональной деятельности |
| ПК-2.1 | Знает принципы построения научной работы, методы сбора и анализа полученного материала, способы аргументации, владеет навыками подготовки научных обзоров, публикаций, рефератов и библиографий по тематике проводимых исследований на русском и английском языке |
| ПК-2.2 | Умеет решать научные задачи в связис поставленной целью и в соответствии с выбранной методикой |
| ПК-2.3 | Имеет практический опыт выступлений и научной аргументации при анализе объекта научной и профессиональной деятельности |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | основные понятия в области компьютерной графики; алгоритмические основы компьютерной графики. |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | применять возможности современных языков программирования для создания статических и анимированных изображений различной сложности. |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | создания статических и анимированных изображений различной сложности. |
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Основы работы в POV-Ray | ||||||
| 1.1. | Введение в POV-Ray | Лекции | 6 | 2 | Л1.1 | |
| 1.2. | Твердотельное моделирование в POV-Ray | Лабораторные | 6 | 2 | Л1.1 | |
| 1.3. | Твердотельное моделирование в POV-Ray | Сам. работа | 6 | 4 | Л1.1 | |
| 1.4. | Построение статических изображений в POV-Ray | Лабораторные | 6 | 2 | Л1.1 | |
| 1.5. | Построение статических изображений в POV-Ray | Сам. работа | 6 | 6 | Л1.1 | |
| 1.6. | Анимация в POV-Ray | Лабораторные | 6 | 8 | Л1.1 | |
| 1.7. | Анимация в POV-Ray | Сам. работа | 6 | 4 | Л1.1 | |
| Раздел 2. Алгоритмические основы компьютерной графики | ||||||
| 2.1. | Алгоритмы растровой развертки. Алгоритмы заполнения областей. | Лекции | 6 | 4 | Л1.1 | |
| 2.2. | Реализация алгоритмов отрисовки отрезков и заполнения областей | Лабораторные | 6 | 2 | Л1.1 | |
| 2.3. | Реализация алгоритмов отрисовки отрезков и заполнения областей | Сам. работа | 6 | 8 | Л1.1 | |
| 2.4. | Алгоритмы отсечения | Лекции | 6 | 4 | Л1.1 | |
| 2.5. | Реализация алгоритмов отсечения | Лабораторные | 6 | 4 | Л1.1 | |
| 2.6. | Реализация алгоритмов отсечения | Сам. работа | 6 | 6 | Л1.1 | |
| Раздел 3. Основы программирования с использованием OpenGL | ||||||
| 3.1. | Введение в OpenGL. Алгоритмы удаления невидимых линий и поверхностей. Отрисовка кривых. | Лекции | 6 | 4 | Л1.2 | |
| 3.2. | Отрисовка кривых и поверхностей средствами OpenGL | Лабораторные | 6 | 4 | Л1.2 | |
| 3.3. | Отрисовка кривых и поверхностей средствами OpenGL | Сам. работа | 6 | 6 | Л1.2 | |
| 3.4. | Основы анимации в OpenGL | Лабораторные | 6 | 4 | Л1.2 | |
| 3.5. | Основы анимации в OpenGL | Сам. работа | 6 | 7 | Л1.2 | |
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| Оценочные материалы для текущего контроля по разделам и темам дисциплины в полном объеме размещены в онлайн-курсе на образовательном портале «Цифровой университет АлтГУ» – https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=1262. ОЦЕНКА СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИИ ПК-1: Способен к демонстрации общенаучных базовых знаний математических и естественных наук, фундаментальной информатики и информационных технологий Вопрос 1. Укажите верное определение термина «Компьютерная графика». а. Компьютерная графика - специальная область информатики, описывающая методы и средства создания изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов. б. Компьютерная графика - совокупность методов, позволяющих получить описание изображения, поданного на вход, либо отнести заданное изображение к некоторому классу. в. Компьютерная графика - это способ построения изображения, в котором изображение представляется массивом простейших элементов. ОТВЕТ: а Вопрос 2. Что из нижеперечисленного не содержит информации неизобразительной природы ни на входе, ни на выходе? а. Распознавание образов. б. Обработка изображений. в. Компьютерная графика. ОТВЕТ: б Вопрос 3. Как называлась первая программа компьютерной графики? а. Sketchpad (Блокнот). б. Grapher. в. Adobe Photoshop. ОТВЕТ: а Вопрос 4. К достоинствам растровой графики не относится: а. реалистичная передача градаций цветов и полутонов. б. легкость вывода изображения на печать. в. малый объем памяти для хранения файлов. ОТВЕТ: в Вопрос 5. Какой из нижеперечисленных форматов не является форматом растрового изображения? а. SVG. б. BMP. в. PNG. г. JPEG. ОТВЕТ: а Вопрос 6. Базовым элементом векторной графики является: а. кисть. б. круг. в. контур. г. куб. ОТВЕТ: в Вопрос 7. К недостаткам векторной графики относится: а. отсутствие реалистичности изображения. б. возможность работать с отдельными фрагментами изображений. в. большой объем памяти, занимаемой файлами. ОТВЕТ: а Вопрос 8. Какая из перечисленных программ не является растровым редактором? а. Adobe Photoshop. б. The Gimp. в. Paint.NET. г. Inkscape. ОТВЕТ: г Вопрос 9. Какой векторный редактор признан индустриальным стандартом? а. Adobe Photoshop. б. Adobe Illustrator. в. Inkscape. ОТВЕТ: б Вопрос 10. Какое из перечисленных приложений не является векторным редактором? а. Adobe Photoshop. б. Adobe Illustrator. в. Inkscape. г. Gravit. ОТВЕТ: а Вопрос 11. В каком из перечисленных векторных редакторов в наибольшей степени используется искусственный интеллект? а. Sketch. б. Adobe Illustrator. в. Gravit. ОТВЕТ: б Вопрос 12. Какой тип графики не основан на математических вычислениях? а. Векторная графика. б. Фрактальная графика. в. Растровая графика. ОТВЕТ: в Вопрос 13. Примером фрактала какого типа служит снежинка Коха? а. Геометрический. б. Алгебраический. в. Стохастический. ОТВЕТ: а Вопрос 14. Что является слабой стороной фрактальной графики? а. Ограниченность материнских математических формул. б. Большой размер файлов. в. Бесконечная масштабируемость. ОТВЕТ: а Вопрос 15. Какое из следующих выражений неверно? а. Свет – это электромагнитные колебания определенной длины, излучаемые объектом или отраженные от поверхности объекта. б. Самосветящиеся объекты используют субстративное формирование оттенков. в. Цвет – это форма световой энергии, передаваемой в виде волн. ОТВЕТ: б ОЦЕНКА СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИИ ПК-2: Готов к включению в профессиональное сообщество; способность проводить под научным руководством локальные исследования на основе существующих методов в конкретной области профессиональной деятельности Вопрос 1. Укажите верное определение термина «Компьютерная графика». а. Компьютерная графика - специальная область информатики, описывающая методы и средства создания изображений с помощью программно-аппаратных вычислительных комплексов. б. Компьютерная графика - совокупность методов, позволяющих получить описание изображения, поданного на вход, либо отнести заданное изображение к некоторому классу. в. Компьютерная графика - это способ построения изображения, в котором изображение представляется массивом простейших элементов. ОТВЕТ: а Вопрос 2. Что из нижеперечисленного не содержит информации неизобразительной природы ни на входе, ни на выходе? а. Распознавание образов. б. Обработка изображений. в. Компьютерная графика. ОТВЕТ: б Вопрос 3. Как называлась первая программа компьютерной графики? а. Sketchpad (Блокнот). б. Grapher. в. Adobe Photoshop. ОТВЕТ: а Вопрос 4. К достоинствам растровой графики не относится: а. реалистичная передача градаций цветов и полутонов. б. легкость вывода изображения на печать. в. малый объем памяти для хранения файлов. ОТВЕТ: в Вопрос 5. Какой из нижеперечисленных форматов не является форматом растрового изображения? а. SVG. б. BMP. в. PNG. г. JPEG. ОТВЕТ: а Вопрос 6. Базовым элементом векторной графики является: а. кисть. б. круг. в. контур. г. куб. ОТВЕТ: в Вопрос 7. К недостаткам векторной графики относится: а. отсутствие реалистичности изображения. б. возможность работать с отдельными фрагментами изображений. в. большой объем памяти, занимаемой файлами. ОТВЕТ: а Вопрос 8. Какая из перечисленных программ не является растровым редактором? а. Adobe Photoshop. б. The Gimp. в. Paint.NET. г. Inkscape. ОТВЕТ: г Вопрос 9. Какой векторный редактор признан индустриальным стандартом? а. Adobe Photoshop. б. Adobe Illustrator. в. Inkscape. ОТВЕТ: б Вопрос 10. Какое из перечисленных приложений не является векторным редактором? а. Adobe Photoshop. б. Adobe Illustrator. в. Inkscape. г. Gravit. ОТВЕТ: а Вопрос 11. В каком из перечисленных векторных редакторов в наибольшей степени используется искусственный интеллект? а. Sketch. б. Adobe Illustrator. в. Gravit. ОТВЕТ: б Вопрос 12. Какой тип графики не основан на математических вычислениях? а. Векторная графика. б. Фрактальная графика. в. Растровая графика. ОТВЕТ: в Вопрос 13. Примером фрактала какого типа служит снежинка Коха? а. Геометрический. б. Алгебраический. в. Стохастический. ОТВЕТ: а Вопрос 14. Что является слабой стороной фрактальной графики? а. Ограниченность материнских математических формул. б. Большой размер файлов. в. Бесконечная масштабируемость. ОТВЕТ: а Вопрос 15. Какое из следующих выражений неверно? а. Свет – это электромагнитные колебания определенной длины, излучаемые объектом или отраженные от поверхности объекта. б. Самосветящиеся объекты используют субстративное формирование оттенков. в. Цвет – это форма световой энергии, передаваемой в виде волн. ОТВЕТ: б КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ: Каждое задание оценивается 1 баллом. Оценивание КИМ теоретического характера в целом: • «зачтено» – верно выполнено более 50% заданий; «не зачтено» – верно выполнено 50% и менее 50% заданий; • «отлично» – верно выполнено 85-100% заданий; «хорошо» – верно выполнено 70-84% заданий; «удовлетворительно» – верно выполнено 51-69% заданий; «неудовлетворительно» – верно выполнено 50% или менее 50% заданий. |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| Не предусматривается |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Промежуточная аттестация заключается в проведении в конце семестра экзамена по всему изученному курсу. Экзамен проводится в устной форме по билетам. В билет входит 2 вопроса теоретического характера. 1. Понятие компьютерной графики. Направления работы с изображениям (компьютерная графика, распознавание образов, обработка изображений). 2. История развития компьютерной графики. 3. Устройства вывода: классификация по принципам записи (обновления) изображений и по принципам отображения информации. 4. Технологии вывода: произвольное сканирование луча и растровое сканирование луча. 5. Направления компьютерной графики: изобразительная, обработка и анализ изображений, анализ сцен, когнитивная компьютерная графика. 6. Приложения компьютерной графики: моделирование, системы автоматизации научных исследований, бизнес, искусство, СМИ, досуг. 7. Физические принципы формирования оттенков: самосветящиеся и несамосветящиеся объекты. 8. Цветовые модели: RGB, CMY, YIQ. 9. Цветовые модели: HSV, HLS. 10. Методы предоставления графической информации. Растровая графика: понятие, достоинства и недостатки, характеристики растрового изображения. 11. Методы предоставления графической информации. Растровая графика: понятие, виды растра, графические форматы изображений. 12. Методы предоставления графической информации. Векторная графика: понятие, достоинства и недостатки, базовые элементы. 13. Методы предоставления графической информации. Векторная графика: понятие, форматы векторных изображения. 14. Методы предоставления графической информации. Фрактальная графика: понятия, типы фракталов, достоинства и недостатки, примеры. 15. Примеры и характеристики растровых редакторов. 16. Примеры и характеристики векторных редакторов. 17. Поддержка фрактальной графики. Использование систем Линденмайера для построения фрактальных изображений. КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ: «Отлично» (зачтено): студентом дан полный, в логической последовательности развернутый ответ на поставленные вопросы, где он продемонстрировал знания предмета в полном объеме учебной программы, достаточно глубоко осмысливает дисциплину, самостоятельно, и исчерпывающе отвечает на дополнительные вопросы, приводит собственные примеры по проблематике поставленного вопроса, решил предложенные практические задания без ошибок. «Хорошо» (зачтено): студентом дан развернутый ответ на поставленный вопрос, где студент демонстрирует знания, приобретенные на лекционных и лабораторных занятиях, а также полученные посредством изучения обязательных учебных материалов по курсу, дает аргументированные ответы, приводит примеры, в ответе присутствует свободное владение монологической речью, логичность и последовательность ответа. Однако допускаются неточности в ответе. «Удовлетворительно» (зачтено): студентом дан ответ, свидетельствующий в основном о знании процессов изучаемой дисциплины, отличающийся недостаточной глубиной и полнотой раскрытия темы, знанием основных вопросов теории, слабо сформированными навыками анализа явлений, процессов, недостаточным умением давать аргументированные ответы и приводить примеры, недостаточно свободным владением монологической речью, логичностью и последовательностью ответа. Допускается несколько ошибок в содержании ответа. «Неудовлетворительно» (не зачтено): студентом дан ответ, который содержит ряд серьезных неточностей, обнаруживающий незнание процессов изучаемой предметной области, отличающийся неглубоким раскрытием темы, незнанием основных вопросов теории, неумением давать аргументированные ответы. Выводы поверхностны. Студент не способен ответить на вопросы даже при дополнительных наводящих вопросах преподавателя. |
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Шикин Е.В., Боресков А.В. | Компьютерная графика. Полигональные модели: | М.: Диалог-МИФИ, 2005 | biblioclub.ru |
| Л1.2 | Боресков А. В. | Графика трехмерной компьютерной игры на основе OpenGL: | М.: Диалог-МИФИ, 2004 | biblioclub.ru |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Официальная страница PovRay | www.povray.org | ||
| Э2 | Официальная страница OpenGL | www.opengl.org | ||
| Э3 | Образовательный курс "Компьюдтерная графика" на платформе MOODLE | portal.edu.asu.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Visual Studio Microsoft Office 7-Zip AcrobatReader Microsoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| СПС КонсультантПлюс (инсталлированный ресурс АлтГУ или http://www.consultant.ru/); Электронная база данных «Scopus» (http://www.scopus.com); Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/); Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru); Портал исследовательской деятельности учащихся (www.researcher.ru); Российская национальная библиотека (http://www.nlr.ru:8101/ ); Научная библиотека МГУ им. М.В. Ломоносова (http://uwh.lib.msu.su/ Электронная база данных ZBMATH: https://zbmath.org/ | ||||
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
| Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
| 107Л | лаборатория информационных технологий - компьютерный класс - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 18 посадочных мест; компьютеры: марка HP, модель ProOne 400 - 18 единиц; проектор: марка SMART, модель UF70 - 1 единица; интерактивная доска: марка SMART Board модель SMB680 - 1 единица |
| 001вК | склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования | Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032 |
| Для успешного освоения содержания дисциплины необходимо посещать лекции, принимать активное участие в работе на лабораторных занятиях, а также выполнять задания, предлагаемые преподавателем для индивидуального выполнения или самостоятельного изучения. Для подготовки к зачету используйте перечень примерных вопросов и заданий, предложенный в ФОС. - В списке вопросов выделите те, которые были рассмотрены на лекции, лабораторных занятиях. Обратитесь к своим записям, выделите существенное. - Если в списке вопросов есть те, которые не рассматривались на лекции, лабораторном занятии, изучите их самостоятельно. Если есть сомнения, задайте вопросы на консультации. - Продумайте свой ответ на зачете, его логику. |