主题词
胸怀祖国，为国担当
标题
勇攀科学高峰，努力实现中国梦——计算机图形硬件及算法发展
课程信息
第2章 计算机图形系统及图形硬件
教师信息
计算机科学与技术学院，涂铮铮，付燕平，江波
图片
一、课程思政目标
介绍计算机图形学硬件的发展历程和现状，将中国的先进人才对计算机图形学发展所做的贡献及中国企业在计算机图形学硬件方面的成果，适时适量地引入课堂，使得学生在掌握计算机图形学相关知识的同时，激发学生的民族自豪感，树立中国特色社会主义核心价值观，为中国大国崛起、实现中国梦而认真学习。同时不回避我国在计算机图形学方向发展起步较晚的历史事实，启发学生感受到肩负的重任，培养学生的家国情怀、民族振兴的时代使命感，激励学生发奋图强、勇攀科学高峰、为国争光、为实现中国特色社会主义共同理想而不懈努力。该案例支撑安徽大学课程思政元素指标点1-3：中国特色社会主义共同理想；2-2：民族精神;3-2：民族振兴；4-1：家国情怀。
课程思政元素指标体系 |
1 价值引领 | 2 文化传承 | 3 时代使命 | 4 公民道德 | 5 地域特色 |
1.1 | 1.2 | 1.3 | 2.1 | 2.2 | 2.3 | 2.4 | 2.5 | 2.6 | 3.1 | 3.2 | 3.3 | 3.4 | 4.1 | 4.2 | 4.3 | 4.4 | 4.5 | 4.6 | 4.7 | 4.8 | 4.9 | 5.1 | 5.2 | 5.3 |
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二、教学设计
1、 案例教学设计流程图
2、案例阐释
授课教师通过“勇攀科学高峰，努力实现中国梦---计算机图形硬件及算法发展”的案例讲解“计算机图形系统及图形硬件”章节中的重要知识点，穿插课程思政元素，培养学生的家国情怀、激发学生的学习和科研热情。主要围绕以下几个方面展开：
（1）图形硬件发展与中国图形硬件企业
上世纪五十年代美国MIT的旋风一号（whirlwind I）计算机配备了世界上第一台图形显示设备---阴极射线管（CRT）来显示一些简单的图形，图形硬件由此开始逐步发展起来，陆续出现了光栅图形显示器、键盘、鼠标、打印机等各类图形硬件。
随着我国改革开放的不断深化，科学技术不断进步，计算机图形学的理论和技术迅速发展，并取得了可喜的成果。在硬件方面，我国研制出具有国际先进水平的一系列绘图机、数字化仪和图形显示器。我国也能生产出具有高分辨率的光栅图形显示器、全色的图形图像处理卡、国际上广泛应用的Sun SPANC 系列工作站、HP 9000/800系列工作站等。这些年，国内涌现出一批卓越的图形硬件企业，如：图形显示器品牌TCL、长虹、创维等，打印机品牌汉印，手写板品牌汉王科技，显示屏品牌京东方等。
其中值得一提的是，中国企业京东方带领中国显示屏产业实现了从无到有、从有到大、从大到强。目前全球每四个智能终端就有一块显示屏来自京东方。近年来，京东方在智能手机液晶显示屏、平板电脑显示屏、笔记本电脑显示屏、显示器显示屏、电视显示屏等五大应用领域的产量均位列全球前列，体现了中国人努力拼搏的民族精神，更体现出我国在实现中国梦的伟大道路上不断前进。
（2）图形学发展过程中的中国学者
中国的计算机图形学发展最早可以追溯到20世纪80年代末期，清华大学、浙江大学等率先开始了对计算机图形学技术的研究，但是由于经济发展程度以及对外开放程度等原因，计算机图形学的相关研究在中国发展起步较晚，但依然如火如荼地展开了，其中涌现出很多中国人才。如现任香港中文大学（深圳）校长讲座教授的沈向洋就是中国计算机图形学领域的第一批人才之一，还有清华大学计算机系教授胡事民、浙江大学教授周昆、浙江大学教授鲍虎军等都是我国计算机图形学方向的中流砥柱。正是有这些杰出人才的贡献和引领，我国计算机图形学领域蓬勃发展，并吸引越来越多的青年学者和学生们投入到该方向和相关行业中，为祖国计算机图形学领域的发展添砖加瓦。
（3）计算机图形学算法发展与中国人提出的经典算法
上世纪80年代末，清华大学、浙江大学等率先开始了对计算机图形学算法及技术的研究，计算机图形学此时在中国处于萌芽阶段。1990年开始，图形学在中国迎来了发展，中国图形学学者们在贝塞尔曲线、非均匀有理B样条曲线及计算机真实感图形渲染算法方面都取得了一些成果。近二十年，中国计算机图形学发展逐渐走入了正轨，中国学者在计算机图形学方面提出了很多世界一流水平的理论和算法。如清华大学胡事民教授在几何处理方面，提出基于积分不变量和特征敏感度量的几何处理框架、带噪音抑制的高质量三维场景重建以及基于机器学习的高效高质量模型重建方法；在真实感图形绘制和动画仿真方面，提出基于内在特征的流体调制方法、基于SPH的多流体与流固耦合方法，以及全局环境光照的球面分段常量基函数等。相关成果发表在ACM SIGGRAPH、CVPR及ACM Transactions on Graphics、IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence、IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics等重要的国际刊物和会议上。计算机图形学方向科学研究的发展也带动了中国计算机图形学行业及其产业结构更加专业化、标准化、商业化、智能化。这些优秀的中国学者及他们的钻研精神启迪、激励着学生们要勇于突破自我，刻苦钻研专业知识，勇攀科研高峰，做最好的自己；也熏陶着学生们要胸怀祖国，立志为国担当，为实现中国特色社会主义共同理想而不懈努力。