中国科学技术大学《计算机图形学》本科课程

Computer Graphics (00106501)

(2025年春夏学期)

任课老师:刘利刚 教授

安徽省图形计算与感知交互重点实验室 (Graphics&Geometric Computing Laboratory)

数学科学学院 (School of Mathematical Sciences)

中国科学技术大学 (University of Science and Technology of China)


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即时信息

  • 2025年03月04日:【作业2】布置Homework2-ImageWarping(课程资料网/Homework/Homework2), 提交日期:2025年3月9日星期日
  • 2025年02月25日:【作业1】布置Homework1-MiniDraw(课程资料网/Homework/Homework1), 提交日期:2025年3月2日星期日
  • 2025年01月26日:【课前热身练习】布置C++课前热身练习务必一个一个独立练习,再与参考代码进行对比学习), 提交日期:2025年2月23日星期日
  • 2025年01月26日:【课程GitHub】发布课程作业GitHub
  • 2025年01月26日:【作业递交系统】作业递交系统  作业递交系统注册及使用说明
  • 2025年01月26日【课程QQ群】课程QQ群(965685304) 的昵称命名规则:“ID姓名”(ID与姓名之间无任何字符,如“01张三”),无ID号的旁听同学的ID号统一设为999(如“999李四”)
  • 2025年01月25日【学生ID号】学生课程ID号(会根据学生选课情况更新)
  • 2025年01月25日【课程资料下载】课程所有资料(PPT等)可在睿客网下载:课程相关资料下载
  • 2025年01月25日【课程主页】本课程主页开通
 
 

课程介绍

课程目标 C++编程:C++面向对象编程思想、图像编程基础、图形学编程基础等

计算机图形学:几何处理、真实感渲染、物理仿真、角色动画、GPU编程等

时间 周二下午6,7节(14:00-15:35),周四上午1,2节(07:50-09:25)
地点 东区第5教学楼104
授课教师 刘利刚
助教 吴汶政 (wuwzh@mail.ustc.edu.cn )
吴宇森 (wuyusen@mail.ustc.edu.cn )
高凡 (gao_f@mail.ustc.edu.cn )
学分 3
前置课程 微积分,线性代数,C/C++编程,数据结构
参考教材 参考教材(本课程的内容以计算机图形学的最新发展为主,以下教材仅仅为参考):
《3D计算机图形学基础》, [美]史蒂文小.戈特勒(Steven J.Gortler)著,夏时洪、高林译,清华大学出版社。
课程评分 平时作业 60% + 期末大作业 20% + 期末考试(闭卷)20%
致谢 课程中参考了许多其他相关课程PPT,在此表示致谢!
课程主页 http://staff.ustc.edu.cn/~lgliu/Courses/ComputerGraphics_2025_spring-summer/default.htm
 
 

课程内容

 

课程资料:

  • 【课程资料】中科大睿客网 (无须账号密码访问,如果不行,访问多次或换个浏览器试试)

 

课次

日期

内容

作业

课件

01

2025225

星期二

课程介绍

布置作业1: 画图小工具

CG01-Introduction

02

2025227

星期四

数学思维、抽象与建模、面向对象编程  

CG02-Math

CG03-Programming

03

202534

星期二

数据拟合 布置作业2: 图像变形 CG04-Fitting

04

202536

星期

图像处理、2D图形的光栅化 讲解作业1

CG05-ImageProcessing

CG06-Rasterization

05

2025311

星期二

图像矢量化、超限插值、重心坐标、Poisson图像编辑 布置作业3: 图像融合

CG07-Fitting (2)

CG08-PoissonEditing 

06

2025313

星期

采样、网格剖分、Triangle库 讲解作业2

CG09-Sampling&Meshes 

07

2025318

星期二

网格的半边结构、Laplace坐标、Tutte曲面参数化 布置作业4: Tutte曲面参数化 CG10-MeshProgramming

CG11-LaplacianCoordinates

CG12-Parameterization (1)

08

2025320

星期五

曲面参数化、分片可展 讲解作业3 CG12-Parameterization (2)

09

2025325

星期

ARAP曲面参数化、离散微分几何、数字几何处理 布置作业5: ARAP曲面参数化 CG13-ARAPParameterization

CG14-Discrete DifferentialGeometry

CG15-Digital GeometryProcessing

10

2025327

星期

渲染 讲解作业4 CG16-Rendering

11

202541

星期

局部光照模型、阴影图、延迟渲染、OpenGL   CG17-LocalShadingModel

CG18-ShadowMap

CG19-API-OpenGL

12

202543

星期日

GPU及发展历史 讲解作业5

 

CG20-GPU 

13

202449

星期

着色器编程、可编程渲染管线、GLSL着色语言 布置作业6: 着色器编程

 

CG21-Shader

CG22-GLSL-Programming

  

14

2024412

星期五

渲染方程、光线跟踪、光路追踪   CG23-RenderingEquation

CG24-RayTracing

CG25-PathTracing

15

2024416

星期

光路追踪、辐射度方法、纹理映射、实时渲染技术 布置作业7: 光路追踪渲染 CG26-Radiosity

CG27-TextureMapping

CG28-Real-time Rendering

16

2024419

星期五

计算机动画基础、关键帧动画介绍 讲解作业6 CG29-Animation

17

2024423

星期

质点弹簧布料仿真、有限元、弹性体仿真、碰撞处理 布置作业8: 质点弹簧布料仿真 CG30-MassSpring

CG31-Elastics

CG32-CollisionDetection

18

2024426

星期五

流体仿真介绍、NS方程、粒子法介绍 讲解作业7 CG33-Fluid-NS-Equation (1)

19

2024430

星期

时间离散、空间离散、SPH方法、压力求解的各种方法、边界处理 布置作业9: SPH流体仿真 CG33-Fluid-NS-Equation (2)

CG34-SPH

20

202457

星期

角色动画、人脸动画、数字人   CG35_CharAnimation

21

2024510

星期五

四元数与3D旋转、旋转动力学、刚体运动仿真 讲解作业8 CG36_Quaternions

CG37_RigidDynamics

22

2024514

星期

线性变换 布置作业10: 骨骼动画

布置课程大作业

CG38_Transformations 

23

2024517

星期五

变换的复合、三维视图、多视点几何 讲解作业9

CG39_3DViewports

CG40_Multi-view geometry 

24

2024521

星期

实时渲染引擎、游戏引擎、三维内容构建、体渲染   CG41_Rendering Engines

CG42_3DContents

CG43_Volume Rendering 

25

2024524

星期五

可微渲染、计算成像、全光函数、光场、光照估计 讲解作业10 CG44_Differential Rendering

CG45_Image based rendering

26

2024528

星期

NeRF、3D Gaussian Splatting、体系结构角度看代码性能  

CG46_NVS-NeRF-3DGS

CG47-CAD-CAE-CAM 

27

2024531

星期五

学长分享、其他介绍(图像合成、计算机视觉、 VR/AR、 机器人、计算艺术)

课程总结

  CG48_Others

CG49_Summary

28

2024614

星期五

期末大作业展示    

 

 

 
 

课程作业

Homeworks

  • C++课前热身练习, 务必一个一个独立练习,再与参考代码进行对比学习) ,提交日期:2025年2月23日星期日 

  •  

Projects

  • Project (期末大作业), 提交日期:2025年6月*日星期日
 
 

参考资料

Online C++ and coding resources
OpenGL
 
 

其他资源

图形学进阶学习资源

其他参考资源

 

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