南京理工大学
《科学计算可视化》课程内容简介
课程编码 S106C011 课程类别 选修课
课程名称 科学计算可视化
英文名称 Visualization in Scientific Computing
开课院系 计算机科学与工程学院
开课季节 秋学期 授课方式 面授讲课
考核方式 考试 课件地址
考试方式 闭卷 成绩计算方法 期末100%
课程总学时 32 课程学分 2
实验学时 适用对象
课程类型 理论课 课程属性 必修
任 课 教 师
教师姓名性别所属院系职称年龄
张二华 计算机科学与工程学院 副教授 54

教学目标:
通过本课程的学习,使学生了解科学计算可视化的意义、应用领域、基本原理及主要方法,切实理解三维数据可视化的主要思路及关键技术,重点掌握体绘制方法中光线投射算法、足迹法、错切变型算法、三维纹理映射法的基本原理和具体计算步骤。结合演示实验体会三维数据可视化的应用效果、操作步骤及科学计算可视化程序设计的总体思路。
通过本课程的学习,培养和提高学生发现问题、分析问题和解决问题的素质,具备可视化方法研究及工程应用的能力。

课程内容:
1  绪论(2学时)
1.1  科学计算可视化的发展历史及意义
1.2  科学计算可视化的主要应用领域。
2三维图形学基础(4学时)
2.1  图形坐标系统
2.2  基本图元生成算法
2.3  光栅图形的反走样技术*
2.4  图形的裁剪
2.5  图形的几何变换*#
2.6  图形的观察变换*#
3三维数据的直接体绘制方法(14学时)
3.1  直接体绘制的基本原理*
3.2  光线投射算法*
3.3  足迹法*#
3.4  错切-变形算法*
3.5  基于三维纹理映射的体绘制方法*
3.6  并行可视化方法
3.7  混合绘制方法
4  二维标量场等值线的生成(1学时)
4.1  网格序列法*
4.2  单元剖分法
5  三维标量场等值面的生成(3学时)
5.1  Marching Cube(MC)方法*
5.2  Marching Tetrahedral(MT)方法
5.3  剖分立方体方法
6  由二维轮廓线重构三维形体(2学时)
6.1  凸轮廓线之间的三维形体重构*
6.2  非凸轮廓线之间的三维形体重构
6.3  多轮廓线之间的三维形体重构
7  三维矢量场的可视化(4学时)
7.1  传统实验型流场可视化方法简介
7.2  基于几何形状的矢量场可视化方法
7.3  基于颜色和光学特性的矢量场映射方法
7.4  基于纹理的矢量场映射方法*
7.5  特征可视化
8  课堂讨论(2学时)
三维数据可视化的基本原理、具体方法及程序设计思路

适用学生:
全日制硕士    非全日制硕士    留学硕士    进修硕士    硕博连读    本科直博    全日制博士    留学博士    进修博士    在职专硕    其他    

预修课程:
预修课程:
计算机图形学,数字信号处理,数字图像处理

参考书目:
教材:
     [1] 唐泽圣.三维数据场可视化. 清华大学出版社, 1999
     [2] 李思昆,蔡勋,王文珂等. 大规模流场科学计算可视化. 国防工业出版社, 2013
参考书:
     [1] D Hearn, M P Baker, W R Carithers著,蔡示杰,杨若瑜译. 计算机图形学(第四版).电子工业出版社, 2014
     [2]  Raymond C H Lo,William C Y Lo.OpenGL数据可视化参考手册.东南大学出版社,2017
     [3]  石教英,蔡文立. 科学计算可视化算法与系统. 科学出版社, 1996
     [4]  吕维雪,段会龙. 三维医学图像可视化及其应用. 浙江大学出版社, 2001

备注: