如何給測繪工程專業的學生講授計算機圖形學

摘要:本文將計算機圖形學與測繪工程專業的特點相結合，給出了更加貼近測繪工程專業的計算機圖形學講授方法。實踐證明，通過分析測繪工程專業的主干課程及其與計算機圖形學的關聯，在講授計算機圖形學的過程中側重對與測繪工程相關知識的介紹，使學生感覺更加親切與實用，教學效果良好。

關鍵詞:計算機圖形學;測繪工程;主干課程

1背景

計算機圖形學是研究用計算機及其圖形設備來輸入、表示、變換、運算和輸出圖形的原理、算法及系統的學科[1-3]。許多與圖形圖像處理相關的專業都將計算機圖形學作為重要的專業課來講授，例如測繪工程專業。對于這種非計算機專業，如果按照傳統的講授方法(講授純計算機圖形學理論知識)，非計算機專業的學生會感覺迷茫，不知所學內容和其專業有何聯系，講授效果不太理想。

中國礦業大學(北京)的測繪工程學科是北京市重點學科，具有較高知名度。如何給測繪工程專業的學生上好計算機圖形學這門課，是個值得研究的問題。通過對測繪工程專業的課程設置進行分析，作者對其中與計算機圖形學相關的課程進行了梳理，并給出了這些課程與計算機圖形學之間的關系，在給測繪工程專業學生講授計算機圖形學的過程中側重將計算機圖形學的知識和上述相關課程進行關聯，使學生感覺更加親切和實用，教學效果良好。

2測繪工程專業的課程特點

測繪工程專業的研究內容包括:研究以現代空間和電子技術為手段，測定地球形狀、重力場和地面點的空間位置的技術;研究數字地球框架信息獲取、處理、分析、表達和應用的基本原理和方法;研究現代空間定位技術、數字攝影測量與遙感技術、地圖學與地理信息系統的基本理論。中國礦業大學(北京)的測繪工程專業部分課程設置如表1所示。

從測繪工程專業的上述課程設置不難看出，該專業和圖形圖像處理緊密相關，學習計算機圖形學的相關知識，對于學習表1中的相關課程都有益處。

3測繪工程專業部分課程與計算機圖形學的聯系

表1給出了測繪工程專業的部分課程，這些課程的內容多少都與計算機圖形學的教學內容有聯系。下面我們先看一下計算機圖形學課程的教學內容，如表2所示。計算機圖形學與表1所述的課程內容是有聯系的，如表3所示。

從表3中我們可以看出，計算機圖形學和測繪工程專業的很多課程有關聯。因此在計算機圖形學的講解過程中，如何與其他測繪工程專業課程關聯講解對加深學生的理解、激發學生的學習熱情至關重要。一般來講，計算機圖形學分理論講授與上機實驗兩部分內容，在講解過程中可以注意以下細節:

(1) 在介紹圖形設備的時候，可以有側重地介紹一些與測繪工程有關的儀器，如三維掃描儀、觸摸屏、坐標數字化儀、坐標量測儀等。

(2) 在講授基本圖形生成算法的時候，可以把計算機地圖制圖課程中的基本地圖符號(例如水風車、橋梁符號)作為講解載體。

(3) 反走樣技術(如提高分辨率，加權區域采樣等)對遙感概論的遙感圖像的特征提取，圖像運算，直方圖調整等提供了理論基礎，可從遙感概論尋找知識點作為反走樣技術的講解載體。

(4) 在攝影測量學當中要處理航空像片，需要用到三維坐標系統的轉換，在講解圖形變換的時候可結合攝影測量學中相關知識點進行講解。

(5) 幾何造型與真實圖形的部分內容為遙感概論的部分內容提供了理論基礎，在講授這部分內容的時候，可結合遙感概論的知識點講授。

(6) 圖形學實驗部分最好選擇與測繪工程相關的內容作為實驗載體。例如可以通過畫水風車、橋梁等基本地圖符號來完成基本圖形生成算法的實驗。水風車、橋梁地圖符號如圖1所示。

4結語

為測繪工程專業的學生講解計算機圖形學課程具有一定難度，原因不僅是因為計算機圖形學具有內容抽象、算法眾多的特點，而且在于講解該課程的過程中，如果不能與測繪工程的專業特點相結合，則會使學生感覺不到該課程的重要性和意義，從而違背開設這門課程的初衷。本文通過分析測繪工程的專業特點及課程設置情況，在計算機圖形學的講解過程中側重對測繪工程相關知識的穿插，以合適的測繪工程知識點作為計算機圖形學的講解載體，方便學生理解，獲得了學生的一致認同，教學實踐效果良好。

參考文獻:

[1] 孫家廣. 計算機圖形學[M]. 北京:清華大學出版社，2005.

[2] Donald Hearn，M.Pauline Baker. 計算機圖形學[M]. 3版. 北京:電子工業出版社，2007.

[3] Edward Angel. OpenGL編程基礎[M]. 北京:清華大學出版社，2008.

How to Teach Computer Graphics to the Students of Surveying Engineering Specialty

WANG Zhen-wu

(China University of Mining Technology， Beijing， School of Mechanical Electronic Information Engineer， Beijing 100083，China)

Abstract: This paper gives a new teaching method which is more closer to surveying engineering specialty according to integrate the features of surveying engineering specialty to computer graphics. The method highlights the application of computer graphics to the surveying engineering specialty through analyzing the connection between computer graphics and the main courses of surveying engineering specialty. The practice proves that this approach can mobilize students’ enthusiasm and have good teaching effects.

Key words: Computer Graphics; Surveying Engineering; main courses (編輯:姚彥如)