计算机图形学在线CAI系统的研究与开发

论文摘要

伴随网络技术的发展,计算机辅助教学不断深入人心。为加快教育信息化进程,培养学习者的自主学习能力和创新精神,在线教学系统逐渐成为CAI研究的热点领域。然而,其中也存在一些问题,如在线教学管理平台种类繁多、内容呈现形式单一、师生互动不够等。计算机图形学作为一门理论性很强的课程,对借助计算机和网络虚拟演示出可视化良好的2D/3D图形学算法则更是一大挑战。本文对计算机图形学的教学特点及教学改革进行了探讨,对在线教学的发展、在线教学平台的架构以及系统交互的重要性等问题进行深入分析和研究,对课程资源管理和图形算法演示平台的创建过程进行了具体阐述。以社会建构主义学习理论为基础,在基于PHP的Moodle平台上采用SCORM等技术完成了整个计算机图形学在线教学系统的开发。利用SCORM 2004标准中的SN(顺序与导航)特性,通过对源代码的修改和二次开发,为学校提供一种较经济且实用的在线教学平台建设方案。采用多种虚拟现实技术如VRML、X3D、OpenGL等,实现对计算机图形学算法的模拟演示,帮助学生加强对图形学算法的理解和掌握。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究动机
• 1.3 研究目的
• 1.4 研究方法与步骤
• 1.5 论文的章节安排
• 第二章 理论知识探讨
• 2.1 在线教学
• 2.1.1 在线教学的内涵及发展
• 2.1.2 在线教学与传统教学的比较
• 2.2 在线教学平台
• 2.2.1 在线教学平台架构
• 2.2.2 国内外在线教学平台发展概况
• 2.3 Moodle教学平台
• 2.3.1 Moodle系统特色
• 2.3.2 与现有平台的比较
• 2.4 LDAP技术
• 2.4.1 LDAP服务器组成和工作过程
• 2.4.2 LDAP目录的结构
• 2.5 SCORM规范
• 2.5.1 SCORM规范在本在线教学系统中的应用
• 2.5.2 SCORM 2004 SN与LSAL Sequencing模板
• 2.6 可视化技术
• 2.6.1 Java与OpenGL
• 2.6.2 虚拟现实技术
• 2.7 本章小结
• 第三章 系统分析与设计
• 3.1 计算机图形学教学探索
• 3.1.1 计算机图形学教学存在的问题
• 3.1.2 计算机图形学教学改革
• 3.2 系统需求分析
• 3.2.1 系统业务需求分析
• 3.2.2 系统功能需求分析
• 3.3 系统设计
• 3.3.1 概念设计
• 3.3.2 功能设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 在线教学系统的实现
• 4.1 安装配置在线教学平台
• 4.1.1 安装HTTP服务器
• 4.1.2 正式安装Moodle
• 4.1.3 外网访问设置
• 4.2 在线教学平台操作与演示
• 4.3 Moodle中文化修正
• 4.4 LDAP服务器架设及认证实现
• 4.4.1 Windows环境下OpenLDAP的设置
• 4.4.2 帐号整合验证
• 4.5 SCORM课件制作
• 4.5.1 课件制作
• 4.5.2 课件验证
• 4.6 本章小结
• 第五章 图形编辑演示模块的实现
• 5.1 用Java和OpenGL实现图形学算法演示
• 5.1.1 模块实现的基类
• 5.1.2 基本图元绘制算法
• 5.1.3 二维/三维图形变换
• 5.1.4 曲线/曲面生成造型
• 5.1.5 真实感图形显示
• 5.2 三维虚拟场景的创建和演示
• 5.2.1 用VRML实现
• 5.2.2 用X3D实现
• 5.3 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果