РОБОЧА ПРОГРАМА

дисципліни «ОСНОВИ РОБОТИ З ВЕКТОРНИМИ І РАСТРОВИМИ ОБ’ЄКТАМИ»

ступінь вищої освіти − бакалавр

галузь знань – 15 «Автоматизація та приладобудування»

спеціальність – 151 «Автоматизація та комп’ютерно–інтегровані технології»

Кафедра автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій

Форма

навчання

Курс

Семестр

Лекції

(год.)

Лабор. (год)

Практ.

(семін.)

(год.)

ІРС

(год.)

Самост.

робота

студ.

(год.)

Разом

(год.)

Залік

(сем.)

Екз.

(сем.)

Денна

180

Заочна

СТРУКТУРА РОБОЧОЇ ПРОГРАМИ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

«ОСНОВИ РОБОТИ З ВЕКТОРНИМИ ТА РАСТРОВИМИ ОБ’ЄКТАМИ»

1. Опис дисципліни «Основи роботи з векторними та растровими об’єктами»

Дисципліна

«Комп΄ютерна графіка»

Галузь знань, спеціальність, СВО

Характеристика навчальної дисципліни

Кількість кредитів – 6

галузь знань (шифр, найменування) – 15 «Автоматизація та приладобудування»

Статус дисципліни Нормативна

Мова навчання

українська

Кількість залікових

модулів – 2

Спеціальність

(шифр, найменування) –

151 «Автоматизація та комп’ютерно – інтегровані технології»

Рік підготовки:

2-й

Семестр:

3-й

Кількість змістових модулів – 2

Ступінь вищої освіти – бакалавр

Лекції:

Денна – 30 год.

Практичні заняття:

Денна – 60 год.

Загальна кількість

годин – 180

Самостійна робота:

Денна – 90 год.

Тижневих годин – 6,

з них аудиторних – 6

Вид підсумкового контролю – залік

2. Мета і завдання дисципліни

2.1. Мета вивчення дисципліни засвоїти основи комп’ютерної графіки.

2.2. Завдання вивчення дисципліни засвоїти базові прийоми роботи з растровими і векторними зображеннями.

2.3. Найменування та опис компетентностей, формування котрих забезпечує вивчення дисципліни

Інтегральна компетентність

Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми, що характеризуються комплексністю та невизначеністю умов, під час професійної діяльності у галузі автоматизації або у процесі навчання, що передбачає застосування теорій та методів галузі.

Загальні компетентності

ЗК1. Здатність проведення досліджень на відповідному рівні.

ЗК2. Здатність генерувати нові ідеї (креативність).

ЗК3. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.

ЗК4. Здатність працювати в міжнародному контексті

Спеціальні (фахові, предметні) компетентності спеціальності

СК4. Здатність аналізувати виробничо-технологічні системи і комплекси як об’єкти автоматизації, визначати способи та стратегії їх автоматизації та цифрової трансформації.

СК5. Здатність інтегрувати знання з інших галузей, застосовувати системний підхід та враховувати нетехнічні аспекти при розв’язанні інженерних задач та проведенні наукових досліджень.

2.4. Передумови для вивчення дисципліни

Пререквізити дисципліни:

1. Метрологія та загальнотехнічні вимірювання;

2. Фізика;

3. Електротехніка та електромеханіка;

4. Електроніка;

5. Проектування систем автоматизації;

6. Основи систем автоматизованого проектування;

7. Комп'ютерні технології та програмування.

2.5. Результати навчання

Після завершення вивчення дисципліни студент повинен:

знати:

- загальні поняття про механізми та алгоритми створення графічного зображення в ЕОМ;

- графічні оператори мови Паскаль.

вміти:

- писати програми на мові Паскаль;

- обробляти графічні дані.

Програма навчальної дисципліни

Змістовний модуль 1.

Тема 1. Поняття комп’ютерної графіки

Тема 2. Растрова графіка

Змістовний модуль 2.

Тема 4. Векторна графіка

Тема 5. Фрактальна графіка

4.Структура залікового кредиту з дисципліни «Основи роботи з векторними та растровими об’єктами »

(денна форма навчання)

	Кількість годин
	Лекції	Практичні заняття	Лабораторні заняття	Самостійна робота	Контрольні заходи
Змістовий модуль 1.
Тема 1. Поняття комп’ютерної графіки	2	-	-	20	Поточне опитування
Тема 2. Растрова графіка	12	20	-	25	Поточне опитування
Змістовний модуль 2.
Тема 3. Векторна графіка	8	20	-	25	Поточне опитування
Тема 4. Фрактальна графіка	8	20	-	20	Поточне опитування
Разом	30	60	-	90

5. Тематика практичних занять.

№ з/п	Назва теми	Кількість годин д/з
1	Синтез статичного і динамічного зображення засобами псевдографіки	8
2	Синтез статичного зображення в графічному режимі	7
3	Синтез динамічного зображення в графічному режимі	8
4	Перетворення двомірних координат	7
5	Динамічне перетворення двомірних координат	8
6	Тримірне перетворення координат	7
7	Динамічне перетворення тримірних координат	8
8	Контроль видимості елементів зображення	7
Разом		60

Практичне заняття № 1 (денна 8 год.)

Тема. Синтез статичного і динамічного зображення засобами псевдографіки

Мета: засвоїти особливості створення статичних і динамічних зображень

Питання для обговорення:

1. Синтез статичного і динамічного зображення

2. Опис середовища програмування

3. Лістинг програми зображення об’єкта

Практичне заняття № 2 (денна 7 год.)

Тема. Синтез статичного зображення в графічному режимі

Мета: навчитися створювати статичні зображення

Питання для обговорення:

1. Опис середовища програмування

2. Приклад складання програми об’єкта

3. Лістинг програми зображення об’єкта

Практичне заняття № 3 (денна 8 год.)

Тема. Синтез динамічного зображення в графічному режимі

Мета: навчитися створювати динамічні зображення

Питання для обговорення:

1. Опис середовища програмування

2. Приклад складання програми

3. Лістинг програми зображення об’єкта

Практичне заняття № 4 (денна 7 год.)

Тема. Перетворення двовимірних координат

Мета: навчитися створювати зображення, включаючи локальну систему координат

Питання для обговорення:

1. Опис середовища програмування

2. Приклад складання програми

3. Лістинг програми зображення об’єкта

Практичне заняття № 5 (денна 8 год.)

Тема. Динамічне перетворення двовимірних координат

Мета: навчитися створювати динамічне зображення, включаючи локальну систему координат

Питання для обговорення:

1. Опис середовища програмування

2. Приклад складання програми

3. Лістинг програми зображення об’єкта

Практичне заняття № 6 (денна 7 год.)

Тема. Тривимірне перетворення координат

Мета: навчитися створювати зображення в тривимірному перетворенні координат

Питання для обговорення:

1. Опис середовища програмування

2. Приклад складання програми

3. Лістинг програми зображення об’єкта

Практичне заняття № 7 (денна 8 год.)

Тема. Динамічне перетворення тривимірних координат

Мета: навчитися створювати динамічне зображення в тривимірних координатах

Питання для обговорення:

1. Опис середовища програмування

2. Приклад складання програми

3. Лістинг програми зображення об’єкта

Практичне заняття № 8 (денна 7 год.)

Тема. Контроль видимості елементів зображення

Мета: навчитися визначати умови коректного відображення моделюючого об'єкта на екрані з фіксацією в ревізуючій програмі

Питання для обговорення:

1. Опис середовища програмування

2. Приклад складання програми

3. Лістинг програми зображення об’єкта

6. Комплексне практичне індивідуальне завдання

У якості комплексного практичного індивідуального завдання з дисципліни «Основи роботи з векторними та растровими об’єктами» студенти створюють логотип або виконують індивідуальне завдання з вказаних нижче.

Метою їх виконання з дисципліни «Основи роботи з векторними та растровими об’єктами» є розвиток навичок самостійної роботи, систематизація знань, закріплення теоретичних знань та практичне застосування знань студента з навчального курсу.

Завдання 1.

Розкласти відрізок методом ЦДА. Написати програму, яка розкладає відрізок в растр з виконанням графічних операторів. Зробити висновки

Таблиця 1. Варіанти завдання

№ з/п	х₁	у₁	х₂	у₂
1	0	1	7	2
2	1	0	4	8
3	-5	0	1	2
4	0	-4	2	2
5	0	0	-1	-7
6	-8	2	0	0
7	2	-6	5	1
8	1	4	-1	0
9	-5	4	1	6
10	-4	-2	1	1
11	-7	3	0	-1
12	3	2	8	1
13	4	-1	-5	1
14	-3	-1	-8	0
15	10	0	0	2

Завдання 2

Використовуючи ЦДА [1] і алгоритм Брезенхема, напишіть програму для викреслювання відрізків з однієї довільної точки в іншу на псевдо буфера 3232. Використовуйте псевдобуфер кадру у вигляді одномірного масиву спочатку для зберігання зображення, а потім для виводу його з псевдобуфера на екран. Демонстраційний текст повинен складатися принаймні з 16 відрізків з початком у центрі кола і кінцями, рівномірно розташованими по колу. Забезпечте можливість встановлювати центр кола в довільну точку растра. Візуально порівняйте результати. Надрукуйте список активованих псевдобуферів для відрізка від (0;0) до (- 8;- 3) для обох алгоритмів. Як впливає на результат ініціалізація? Порівняйте обчислювальну ефективність двох алгоритмів шляхом хронометрування розкладання в растр 100 випадково вибраних відрізків.

Таблиця 2. Варіанти завдання

№ з/п	Розмір псевдобуфера	Кількість демонстраційних відрізків	Координати відрізка	Кількість вибраних відрізків
1	3232	12	(0;0) (-15;-2)	100
2	3232	16	(0;0) (-4;-3)	100
3	Те ж	15	(0;0) (-2;-4)	Те ж
4	Те ж	11	(0;0) (-4;-2)	Те ж
5	-//-	14	(1;1) (2;1)	-//-
6	-//-	12	(1;1) (4;2)	-//-
7	-//-	14	(1;1) (5;-3)	-//-
8	-//-	9	(1;4) (-4;3)	-//-
9	-//-	10	(1;4) (-7;3)	-//-
10	-//-	8	(1;4) (3;1)	-//-
11	-//-	10	(0;0) (1;4)	-//-
12	-//-	13	(0;0) (4;4)	-//-
13	-//-	6	(3;3) (5;2)	-//-
14	-//-	12	(3;0) (2;3)	-//-
15	-//-	18	(2;4) (-5;2)	-//-

Завдання 3.

Коло, розкладене в растр, можна одержати за допомогою алгоритму Брезенхема для генерації окружності, яке описане в [1]. Його можна також згенерувати шляхом розкладання в растр ребер вписаного багатокутника за допомогою алгоритму Брезенхема для відрізка. Напишіть програму, що реалізує обидва методи, і розкладіть в растр коло радіусом =15 на растрі 3232. Порівняйте результати для вписаних багатокутників з 4; 8; 16; 32; 64 і 128 сторонами для алгоритму генерації кола. Використовуйте псевдобуфер кадру у вигляді одномірного масиву спочатку для зберігання зображення, а потім для виводу його з псевдобуфера на дисплей. Передбачте видачу списку растрових точок, використовуючи формат «стрічка-колонка» для кожного алгоритму з припущенням, що початок координат (0;0) знаходиться в лівому нижньому куті. Результати порівняйте візуально і чисельно.

Таблиця 3. Варіанти завдань

№ з/п	Радіус кола	Розмір псевдобуфера	Сторони багатокутників	Кут розміщення початку координат (0;0)
1	26	3232	4,8,16,32,64,128	Лівий верхній
2	10	3232	4,8,16,32,64,128	Лівий верхній
3	12	Те ж	Те ж	Те ж
4	27	Те ж	Те ж	Те ж
5	17	-//-	-//-	-//-
6	30	-//-	2,4,8,16,32,64,128	Правий верхній
7	14	-//-	2,4,8,16,32,64,128	Правий верхній
8	18	-//-	Те ж	Те ж
9	28	-//-	Те ж	Те ж
10	25	-//-	-//-	-//-
11	14	-//-	4,8,16,32,64,128	Лівий нижній
12	8	-//-	4,8,16,32,64,128	Лівий нижній
13	7	-//-	те ж	Те ж
14	13	-//-	те ж	Те ж
15	19	-//-	-//-	-//-

7. Самостійна робота

№ з/п	Тематика	К-сть годин (д/з)
1	Алгоритм Брезенхема. Цілочисельний алгоритм Брезенхема	12
2	Загальний алгоритм Брезенхема. Алгоритм Брезенхема для генерації окружності	10
3	Зображення відрізків. Зображення літер	12
4	Заповнення багатокутників	10
5	Простий алгоритм із впорядкованим списком ребер. Алгоритм заповнення по ребрах	12
6	Алгоритм із списком ребер і прапором	10
7	Алгоритм заповнення з затравкою. Простий алгоритм заповнення з затравкою	12
8	Построковий алгоритм заповнення з затравкою	12
Разом:		90

9. Засоби оцінювання та методи демонстрування результатів навчання

У процесі вивчення дисципліни ««Основи роботи з векторними та растровими об’єктами» використовуються наступні засоби оцінювання та методи демонстрування результатів навчання:

^➢поточне опитування;

^➢залікове модульне тестування та опитування;

^➢презентації результатів виконаних завдань та досліджень;

^➢залік.

10. Критерії, форми поточного та підсумкового контролю

Підсумковий бал (за 100-бальною шкалою) з дисципліни ««Основи роботи з векторними та растровими об’єктами» визначається як середньозважена величина, залежно від питомої ваги кожної складової залікового кредиту:

Для екзамену (у 3-му семестрі)

Заліковий модуль 1

(модульне тестування)

Заліковий модуль 2

(модульне тестування)

Заліковий модуль 3

(підсумкова оцінка, враховуючи поточне опитування)

30%

40%

30%

_8-й_ тиждень

_15-й_ тиждень

15-й тиждень

Шкала оцінювання:

За шкалою ТНЕУ	За національною шкалою	За шкалою ECTS
90–100	відмінно	А (відмінно)
85–89	добре	В (дуже добре)
75-84	добре	С (добре)
65-74	задовільно	D (задовільно)
60-64	задовільно	E (достатньо)
35-59	незадовільно	FX (незадовільно з можливістю повторного складання)
1-34	незадовільно	F (незадовільно з обов’язковим повторним курсом)

11. Інструменти, обладнання та програмне забезпечення, використання яких передбачає навчальна дисципліна

№	Найменування	Номер теми
1.	Мультимедійний проектор, комп’ютер, програмне забезпечення Borland Turbo Pascal 7.0, Microsoft PowerPoint, Internet, Genie 3.0. MyTestX 10.2	1-4

ФАКУЛЬТЕТ КОМП’ЮТЕРНИХ ТА ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ

- графічні оператори мови Паскаль.

- писати програми на мові Паскаль;

- обробляти графічні дані.