职业院校计算机图形生成算法的可视化探究

费立伟山东服装职业学院

职业院校计算机图形生成算法的可视化探究

费立伟
山东服装职业学院

摘要：近年来，随着计算机应用的普及，职业院校对计算机教学工作越来越重视。其中，计算机图形学是计算机中一门重点学科，并且计算机图形学中涵盖了许多算法，长期教学实践表明，传统教学方法过于陈旧，不能为学生加深理解提供便利，同时也会降低学生学习计算机知识的积极性。鉴于此，本课题笔者重点对计算机图形生成算法的可视化进行了探究，希望以此弥补传统教学的不足，进而为计算机整体教学的优化提供有效凭据。

关键词：计算机；图形生成；可视化

一、可视化教学的作用分析

可视化教学属于计算机教学中的一种新型教学方法，该教学方法主要是在借助多媒体及网络教学平台的基础上，通过“可视化”将抽象的知识简单化、形象化，从而为学生在理解层面提供便利，以此使学生迅速学习到相关知识。显然，可视化教学的作用是非常明显的，总结起来主要体现在三大方面：（1）使传统教学模式得到有效改善。传统计算机教学模式存在较为单一的缺点，而可视化教学很好地利用了多媒体及网络平台，全新的教学方法能够提高学生参与的积极性，从而为教学的优化提供保证。（2）有助于学生学习到丰富的计算机知识。通过可视化教学全过程，能够让学生详细地观察到计算步骤，从而加深理解，掌握算法内容，进一步构建系统化的计算机基础知识体系。

二、计算机图形生成算法的可视化实现路径探究

1可视化算法的整体思路分析

计算机图形生成算法的可视化需建立在了解教学目标方法及内容的前提下进行，结合有效性高、简单直观的教学模式，进一步使可视化教学目标得到有效实现。具体整体层面分析，可归纳为三个环节：其一，基于图形生成界面对单独的窗口进行设置，主要工作体现在两方面，一方面将图形生成表现出来，另一方面将算法文本显示出来。其二，对于教师来说，需要充分掌握图形生成过程，保证学生能够观察到算法的全过程，并以循序渐进、由浅入深的方式让学生掌握相关知识。其三，充分结合图形与算法，基于计算机任务执行中，使可视化目标得到有效实现。

2在生存虚拟栅格的基础上对坐标系进行构建

在计算机图形生成算法的可视化教学过程中，为了使“可视化”的教学目标得到有效实现，需做好C语言程序设计工作，进一步做好调试，以此保证程序可以稳定、安全地运行。在图形生成之后，需要利用计算机对图像进行绘制，主要是对基于线条上的每一个点的坐标进行绘制，进而连接这些点，以此确保绘制工作的顺利完成[3]。除此之外，在运行中还需要确保学生能够清晰地观察到图形。

3把握图形生成，同时控制演示过程

对图形生成进行掌握，同时对演示过程进行控制显得极为重要。主要是为了图形生成过程跨度过大的情况得到有效避免，同时为学生理解提供便利。所以，在程序设计过程中，教师便需要对每一个环节及步骤进行分解，以规范步骤为原则，向学生演示计算机图形生成的整体过程。

4使算法和图形窗口有机结合

算法与图形窗口有机结合指的是2个窗口算法执行与图形生成之间保持高度的一致性。在计算机算法对某一项任务进行执行时，保证图形窗口可以产生图形。与此同时，为了使窗口的统一得到有效实现，教师需及时对算法作出有效修正。比如：在绘制直线图形过程中，可在算法中设计出一个函数，同时在图形窗口中设计出一个函数，以此使相应的任务能够顺利完成，进一步使算法和图形之间保持高度的一致性。

三、具体案例分析

1可视化教学框架分析

可视化教学框架模型，实现步骤为：（1）利用FLASH可视化编程工具，对算法每一步的关键帧加以制作，以此使算法执行过程能够实现分布可视化，进一步采取相应的技术，使算法动画演示模块得到有效生成[4]。（2）对通常会使用到的多媒体教学软件加以利用，如PowerPoint等，将上述步骤中已经获取的可视化算法模块串联起来。（3）对人机交互设计进行优化，进一步使具备可视化效果的教学软件得到有效生成。对于可视化教学框架来说，它的实现使教学工作能够顺利开展，同时也利于学生理解。

2实际案例分析

将“1/4圆弧的生成”作为本次探讨的案例，其算法本质为：对1/4圆弧相应的函数方程加以应用，圆的函数方程为：x2＋y2＝R2；在构建每一个像素逼近点的基础上，进一步使圆弧能够有效构建出来。圆弧的构建需利用到下列公式：

为了使以上算法的执行全过程能够较为清晰、直观地呈现在大家面前，笔者利用FLASH软件对其可视化模块进行了制作，图2便是圆弧生成法效果图示。

在可视化模块的制作过程中，通常会对界面设计的便捷性进行考虑，结合图2可知，可视化模块清晰可见、直观自然，在教学过程中教师无需将大量的时间花费在软件模块执行模式的研究方面，从而使教学工作的开展更加流畅、顺利。与此同时，为了能够充分把握教学过程，设置了“开始演示”、“停止”及“返回”三个按钮，教学过程中教师只需点击按钮便可掌控教学速度。

四、结语

本次研究在分析可视化教学作用的基础上，进一步对算机图形生成算法的可视化实现路径进行了探究。认识需遵循四大步骤，即为：（1）明确可视化算法的整体思路；（2）在生成虚拟栅格的基础上对坐标系进行构建；（3）把握图形生成，同时控制演示过程；（4）使算法和图形窗口有机结合。对以上四大步骤进行完善，才能够使计算机图形生成算法的可视化得到有效实现，以此为学生理解提供便利，进一步为计算机图形学教学的顺利开展奠定良机。

参考文献:

[1]李皓铖.计算机图像学算法可视化教学系统设计与实现[J].电脑知识与技术,2013,34:7750-7752.

[2]金星驰.龚光军.董玉德.图形生成与变换算法可视化的原理与方法(英文)[J].西安工程大学学报,2014,01:94-101.

作者简介:费立伟（1977-），女，山东日照人，讲师，本科，山东服装职业学院信息工程系，研究方向:计算机图形图像、数据库。