北京理工大学慕课下载：Python科学计算三维可视化
类型：公开课
主讲人： 黄天羽，北京理工大学计算机学院教授，北京市高等学校青年教学名师，博导，美国宾夕法尼亚大学公派访问学者，2007 年 4 月获得北京理工大学计算机应用专业博士学位，留校任教北京理工大学。主讲课程为《Python语言程序设计》、《软件工程基础训练》、《动画原理与实现》、《虚拟现实技术与应用》、《数字表演基础与应用》、《人群建模与仿真》，主持建设2门国家级一流课程，获北京市教育教学成果奖2项，指导学生获得全国“互联网+”比赛金奖、“挑战杯”比赛银奖。研究方向包括虚拟现实、计算机仿真、数字表演等。
学院介绍： 北京理工大学，简称“北理工”，是隶属于中华人民共和国工业和信息化部、副部级建制的全国重点大学，中管高校，位列国家“双一流”、“211工程”、“985工程”重点建设高校，入选高等学校学科创新引智计划、高等学校创新能力提升计划、卓越工程师教育培养计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、新工科研究与实践项目、中国政府奖学金来华留学生接收院校、高等学校科技成果转化和技术转移基地，是工业和信息化部高校联盟、全国高等军工院校课程思政联盟、中国人工智能教育联席会、卓越联盟高校、延河高校人才培养联盟成员。
北京理工大学前身是1940年成立于延安的自然科学院，历经晋察冀边区工业专门学校、华北大学工学院等办学时期，1949年定址北京并接收中法大学校本部和数理化三个系，1952年定名为北京工业学院，1988年更名为北京理工大学。
课程介绍： Visualization is the sight of Data! 对于很多科学和工程问题，三维可交互的表达将是分析和深入理解问题的重要步骤，也是数据最好的可视化方式。科学计算揭示真理，一起来让真理更加立体吧！ ——“弹指之间·享受创新”，通过8周学习，你将掌握使用Python语言通过三维效果表达科学和工程数据的能力。
Visualization is the sight of Data。对于很多科学和工程问题，三维可交互的表达将是分析和深入理解问题的重要步骤，也是数据最好的可视化方式，科学计算揭示真理，一起来让真理更加立体吧！
本课程面向科学和工程背景的编程学习者，讲解利用Python语言对科学计算数据进行表达和三维可视化展示的技术和方法，帮助学习者掌握利用三维效果表达科学和工程数据的能力。
本课程介绍Python计算生态中最优秀的科学计算分析和三维可视化技术，三维可视化在理学、工程、医学等学科领域应用极其广泛，包括必修内容和选修内容两部分。
必修内容包括：
（1）Python第三方库TVTK，讲解科学计算三维表达和可视化的基本概念；
（2）Python第三方库Mayavi，讲解科学计算三维表达和可视化的使用方法；
（3）Python第三方库TraitUI，讲解交互式科学计算三维效果应用的开发方法。
选修内容介绍：
Python第三方库SciPy，初步介绍最强大的科学计算工具箱。
可视化案例展示：
三维数据展示：
该课程希望传递”理解和运用计算生态，培养集成创新思维”的理念，重点培养学习者运用当代最优秀第三方专业资源，快速分析和解决问题的能力。
“人生苦短，不要刀耕火种”，嵩老师教你直面问题和需求，用最好的工具解决它！
授课目标:
利用Python语言对科学计算数据进行表达和三维可视化展示的技术和方法，帮助学习者初步理解和掌握利用三维效果表达科学和工程数据的能力。
预备知识:
本课程需要学习者具备Python语言编程的基本知识和初步技能，建议Python零基础学习者先修嵩天、黄天羽、礼欣老师主讲的“Python语言程序设计”课程。具体地，学习者需要预先掌握Python的数字类型、字符串类型、分支、循环、函数、列表类型、字典类型、文件和第三方库使用等概念和编程方法。
本课程涉及第三方库Numpy的初级应用，想深入学习该领域知识的同学可以选修嵩天老师的“Python数据分析与展示”专题课程。
课程列表:
【第〇周】三维可视化之前奏
“三维可视化”课程内容导学
【第一周】三维可视之基础运用
1.1 TVTK入门
1.2 TVTK管线与数据加载
1.3 VTK介绍（拓展）
【第二周】三维可视之基础实战
2.1 TVTK可视化实例
2.2 TVTK可视化实战练习
2.3 VTK/ITK的简单应用（拓展）
【第三周】三维可视之高级进阶
3.1 Mayavi入门
3.2 Mlab基础
3.3 Mayavi三维可视化（拓展）
【第四周】三维可视之进阶实战
4.1 Mayavi可视化实例
4.2 可视化实战练习
4.3 Mayavi高级动画
【第五周】三维可视化之交互界面
5.1 Traits基础
5.2 Traits UI入门
【第六周】三维可视化之界面实战
6.1 TraitsUI与Mayavi实例
6.2 界面实战练习
【第七周】三维可视之运算
7.1 SciPy基础一
7.2 SciPy基础二
7.3 SciPy可视化实例
