科目名 |
計算機援用設計製図（Ｉ・ＩＩ） |
JABEE科目 |
科目CODE 172 |
学年・学科等名 |
第4学年 制御情報工学科 |
担当教員 |
戸村豊明(8027) |
単位数・期間 |
3単位 前期（Ｉ）・後期（ＩＩ） |
総時間数 |
135時間(含：自学自習) |
教 科 書 名 |
林武文、加藤清敬：OpenGLによる3次元CGプログラミング、コロナ社、2005。 |
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補 助 教 材 |
プリント（毎週配布） |
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参 考 書 |
山口富士：CAD工学、培風館、1998。 OpenGL ARB : OpenGLプログラミングガイド、ピアソン・エデュケーション、2001。 |
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A 教育目標
現在、通常のパーソナルコンピュータ上でも動作する3次元CADは多数存在しているが、3次元CADの操作を正しく習得するためには、形状モデルの原理を充分理解しておく必要がある。この講義では、C言語と3次元CGのライブラリを用いて、3次元CADで取り扱われる形状モデルを生成・描画するソフトウェアを開発する事により、形状モデルの構造と操作に関する基本的な知識を習得する。
B 概要
3次元図形を描画するためのライブラリであるOpenGLを用いて、3次元CADで取り扱われる形状モデルを描画する方法と、形状モデルを作るための位相幾何学的操作を理解する。
C 本校の教育目標及び「環境・生産システム工学」教育プログラムによる学習・教育目標との対応
本校の教育目標 |
教育プログラム科目区分 |
学習・教育目標との対応（JABEE基準: d） |
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3 |
基礎工学科目 設計・システム系 |
A-1 （20％） |
D-1 （80％） |
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D 学習上の留意点
これまで学習してきたC言語によるプログラミングを、一通り復習しておく必要がある。特に構造体、ポインタ、関数のファイル分割は頻繁に使われるので、自信のない学生は充分復習しておくこと。
E 評価方法
毎週最後に提出するレポート（100％）で評価する。試験は実施しない。
F 授業内容 講義：前期（Ｉ）45時間・後期（ＩＩ）45時間、自学自習45時間 総時間数135時間
授業項目 |
時間 |
内 容 |
教育 プログラム |
1．Win32アプリケーション |
6 |
Windows上で動作する一般的なアプリケーションの構造と動作を理解する。 |
D-1 |
2．OpenGL |
3 |
OpenGLを用いて3次元図形を描画するアプリケーションの概要を理解する。 |
D-1 |
3．図形の描画方法 |
3 |
点、線、三角形、多角形といった3次元図形の描画方法、図形の色の設定方法を理解する。 |
D-1 |
4．座標系と投影法 |
3 |
3次元図形をウィンドウへ描画する過程で登場する座標系、および、図形の投影法（平行投影・透視投影）を理解する。 |
A-1 D-1 |
5．座標変換 |
6 |
並進・回転・拡大縮小といった座標変換の働きと、それらを組み合わせる方法を理解する。 |
A-1 D-1 |
6．シェーディング |
3 |
3次元図形の表面属性（環境光・拡散・鏡面反射）とその設定方法を理解する。 |
A-1 D-1 |
7．光源 |
3 |
光源（環境光、平行光源、点光源、スポットライト）とその設定方法を理解する。 |
A-1 D-1 |
8．基本立体 |
6 |
長方体、球、円柱、円錐といった基本立体の描画方法を理解する。 |
A-1 D-1 |
9．キーボード・マウス |
3 |
キーボードやマウスからの入力に応じて、個別の処理を実行する方法を理解する。 |
D-1 |
10．メニュー |
3 |
メニューの作り方とその処理方法を理解する。 |
D-1 |
11．ダイアログ |
6 |
ダイアログの作り方とその処理方法を理解する。 |
D-1 |
12．Winged Edgeデータ構造 |
3 |
ソリッドモデルのデータ構造の一つであるWinged Edgeデータ構造と、それをC言語で実装するための構造体を理解する。 |
A-1 D-1 |
13．面分・稜線・頂点の探索 |
3 |
Winged Edgeデータ構造において、指定された条件を満たす面分・稜線・頂点を見つける関数の働きを理解する。 |
A-1 D-1 |
14．Eulerオペレータ |
6 |
ソリッドモデルを作るための基本操作であるEulerオペレータの働きを理解する。 |
A-1 D-1 |
15．ソリッドモデルの実装 |
9 |
Winged Edgeデータ構造、形状要素探索関数、EulerオペレータをC言語で実装する。 |
D-1 |
16．ソリッドモデルの描画 |
3 |
ソリッドモデルをOpenGLの3次元図形として描画する方法を理解する。 |
D-1 |
17．ソリッドモデルのファイルへの読み書き |
3 |
ソリッドモデルの位相情報をファイルへ保存したり、ファイルから読み出す方法を理解する。 |
D-1 |
18．Eulerオペレータによる基本立体の自動生成 |
9 |
Eulerオペレータを使って基本立体を自動生成する方法を理解する。 |
A-1 D-1 |
19．ソリッドモデルの変形 |
9 |
2次元図形を持ち上げるか回転させる事によってソリッドモデルを作ったり、1つのソリッドモデルを複数に分割する方法を理解する。 |
A-1 D-1 |
◆自学自習 ・ 予習復習 ・ レポートの作成 |
45 |
自学自習時間として、日常の授業のための予習復習時間、授業時間内にレポートを提出できなかった場合にその課題に取り組む時間を総合して45時間と考えている。 |
A-1 D-1 |
G 関連科目：数学、工学概論、形状処理基礎、コンピュータグラフィックス
旭川高専2008 |