计算机图形学考试简答题复习.

计算机图形学考试简答题复习1、简述计算机动画的概念，它经历了哪几个阶段的发展？(2分)计算机动画是指采用图形与图像的处理技术，借助于编程或动画制作软件生成一系列的景物画面，其中当前帧是前一帧的部分修改。

计算机动画是采用连续播放静止图像的方法产生物体运动的效果。

60年代: 二维计算机辅助动画系统70年代: 三维图形与动画的基本技术的开发;80年代: 优化70年代出现的模型和阴影技术;90年代: 动力学仿真技术、三维仿真演员系统2、计算机图形学、图象处理、计算机视觉这三者之间有什么联系和区别？(2分)1. 数字图像处理主要研究的内容数字图像处理（digital image processing）是用计算机对图像信息进行处理的一门技术，使利用计算机对图像进行各种处理的技术和方法。

数字图像处理主要研究的内容有以下几个方面：1) 图像变换由于图像阵列很大，直接在空间域中进行处理，涉及计算量很大。

因此，往往采用各种图像变换的方法，如傅立叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等间接处理技术，将空间域的处理转换为变换域处理，不仅可减少计算量，而且可获得更有效的处理（如傅立叶变换可在频域中进行数字滤波处理）。

目前新兴研究的小波变换在时域和频域中都具有良好的局部化特性，它在图像处理中也有着广泛而有效的应用。

2) 图像编码压缩图像编码压缩技术可减少描述图像的数据量（即比特数），以便节省图像传输、处理时间和减少所占用的存储器容量。

压缩可以在不失真的前提下获得，也可以在允许的失真条件下进行。

编码是压缩技术中最重要的方法，它在图像处理技术中是发展最早且比较成熟的技术。

3) 图像增强和复原图像增强和复原的目的是为了提高图像的质量，如去除噪声，提高图像的清晰度等。

图像增强不考虑图像降质的原因，突出图像中所感兴趣的部分。

如强化图像高频分量，可使图像中物体轮廓清晰，细节明显；如强化低频分量可减少图像中噪声影响。

图像复原要求对图像降质的原因有一定的了解，一般讲应根据降质过程建立"降质模型"，再采用某种滤波方法，恢复或重建原来的图像。

4) 图像分割图像分割是数字图像处理中的关键技术之一。

图像分割是将图像中有意义的特征部分提取出来，其有意义的特征有图像中的边缘、区域等，这是进一步进行图像识别、分析和理解的基础。

虽然目前已研究出不少边缘提取、区域分割的方法，但还没有一种普遍适用于各种图像的有效方法。

因此，对图像分割的研究还在不断深入之中，是目前图像处理中研究的热点之一。

5) 图像描述图像描述是图像识别和理解的必要前提。

作为最简单的二值图像可采用其几何特性描述物体的特性，一般图像的描述方法采用二维形状描述，它有边界描述和区域描述两类方法。

对于特殊的纹理图像可采用二维纹理特征描述。

随着图像处理研究的深入发展，已经开始进行三维物体描述的研究，提出了体积描述、表面描述、广义圆柱体描述等方法。

6) 图像分类（识别）图像分类（识别）属于模式识别的范畴，其主要内容是图像经过某些预处理（增强、复原、压缩）后，进行图像分割和特征提取，从而进行判决分类。

图像分类常采用经典的模式识别方法，有统计模式分类和句法（结构）模式分类，近年来新发展起来的模糊模式识别和人工神经网络模式分类在图像识别中也越来越受到重视。

2. 计算机图形学(Computer Graphics，简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。

计算机图形学的研究内容非常广泛，如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法、非真实感绘制，以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。

3. 计算机视觉既是工程领域，也是科学领域中的一个富有挑战性重要研究领域。

计算机视觉是一门综合性的学科，它已经吸引了来自各个学科的研究者参加到对它的研究之中。

其中包括计算机科学和工程、信号处理、物理学、应用数学和统计学，神经生理学和认知科学等。

计算机视觉的挑战是要为计算机和机器人开发具有与人类水平相当的视觉能力。

机器视觉需要图象信号，纹理和颜色建模，几何处理和推理，以及物体建模。

一个有能力的视觉系统应该把所有这些处理都紧密地集成在一起。

[Neg91]作为一门学科，计算机视觉开始于60年代初，但在计算机视觉的基本研究中的许多重要进展是在80年代取得的。

现在计算机视觉已成为一门不同于人工智能、图象处理、模式识别等相关领域的成熟学科。

计算机视觉与人类视觉密切相关，对人类视觉有一个正确的认识将对计算机视觉的研究非常有益。

为此我们将先介绍人类视觉。

3、请简述矢量图形与点阵图形相比，有那些不同？(2分)点阵图形是由一个个像素来组成的图形,局部放大图形所看到马赛克就是像素,点阵图形能纪录下图像无规律的微妙层次变化,通常是一些纪实的照片.而矢量图形的图像是以曲线及节点来标示图形,可以无限放大而不影响其精度,如Coreldraw, Freehand 及Flash 所画出来的图形均属此类,照片要变成矢量图形就必须经过处理.(矢量图形并不适于纪录真实,层次变化复杂的图像的)4、请简述计算机图形学与计算机几何的区别之处。

(2分)计算几何研究几何模型和数据处理的学科，着重讨论几何形体的计算机表示、分析和综合，研究如何方便灵活、有效地建立几何形体的数学模型以及如何更好地存储和管理等。

5、请简述计算机图形学与多媒体技术有什么不同之处？(2分)计算机图形和多媒体，不是用软件，主要是写那些软件。

图元映射，编码方式什么的6、简述虚拟现实技术有哪些特征？(2分)多感知性（Multi-Sensory）所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。

理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。

浸没感（Immersion）又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。

交互性（Interactivity）指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度（包括实时性）。

构想性（Imagination）强调虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。

由于浸没感、交互性和构想性三个特性的英文单词的第一个字母均为I，所以这三个特性又通常被统称为3I特性。

7、试简述计算机图形学在你使用计算机时或从事工作中、经历的生活中，有哪些影响？(2分)计算机美术与设计计算机动画艺术8、试描述你所熟悉的计算机图形系统的硬软件环境。

(2分)计算机图形系统是计算机硬件、图形输入输出设备、计算机系统软件和图形软件的集合。

例如：计算机硬件采用PC、操作系统采用windows2000，图形输入设备有键盘、鼠标、光笔、触摸屏等，图形输出设备有CRT、LCD等，安装3D MAX图形软件。

9、简述光栅扫描中的电子束有哪两种扫描方式？它们有什么不同？(2分)隔行、逐行扫描两种方式10、简要说明图形和图象的区别。

(2分)图形和图象的区别图形是指由外部轮廓线条构成的向量图，有时还要使用实心或有等级变化和色彩填充的区域，如corel draw 产生的cdr 还有象autocad 产生的dwg，dxf，以及很常用的plt（特指hpgl）文件。

它们的特点是：通常文件量较小，描述的对象可以任意缩放而不会失真，从本质上讲，它是由数学的坐标和公式来描述的，但一般只能描述轮廓不是非常复杂，色彩不是很丰富的对象，如几何图形，工程图纸等，否则文件量将变得很大，而效果却不理想。

图象则是指由许多点阵构成的点位图，在特定的领域有时也称光栅图。

如windows 画笔所产生的bmp，其他如gif，tiff，jpg等等。

它的特点是：通常文件量较大，所描述得对象会因为缩放而损失细节或产生“锯齿”。

它本质上是将对象以一定的分辨率分解后，再将每一个点的色彩信息进行数字化描述，它主要用来描述轮廓和色彩非常丰富的对象，如照片，绘画。

它的重要参数是分辨率和色彩深度，根据每点的色彩深度可分位二值，灰度，256色，真彩等格式。

图形和图象在一定的条件下是可以转化的。

这种转化可以从两个方面来说明，第一是对象和输入输出设备之间的硬转化；第二是对象文件格式之间的软转化。

11、简述RGB颜色模型如何与CMY颜色模型进行转换？(2分)12、在图形设备上如何输出一个点？为输出一条任意斜率的直线，一般受到哪些因素影响？(2分)若图形设备是光栅图形显示器，光栅图形显示器可以看作是一个像素的矩阵，光栅图形显示器上的点是像素点的集合。

在光栅图形显示器上输出一条任意斜率的直线，主要受到以下因素的影响：（1）光栅图形显示器的分辨率；（2）线宽、线型；（3）直线的扫描转换的算法。

13、比较扫描转换填充和区域填充有什么不同？(2分)14、简要说明窗口与视口的区别。

(2分)窗口是整个你所能画东西的地方。

视口是窗口中的一部分，用来察看窗口中的一部分东西。

15、什么是窗口？什么是视区？什么是观察变换？(2分)窗口(Window)：用户坐标系中需要进行观察和处理的一个坐标区域称为窗口。

视区(Viewport)：窗口映射到显示设备上的坐标区域称为视区。

要将窗口内的图形在视区中显示出来，必须经过将窗口到视区的变换（Window-Viewport Transformation）处理，这种变换就是观察变换（Viewing Transformation）。

16、已知窗口（wxl=-0.5,wxr=0.5,wyb=0.0,wyt=1.0）及视口（vxl=0,vxr=1280,vyb=1024,vyt=0），求窗口中一点P(0.25,0.25)变换至视口中P*的坐标值。

(2分)17、简述线段裁剪要注意哪两个方面？(2分)18、如何判断线段是否完全在窗口内？(2分)Choen-Sutherland线段裁剪算法19、根据中点分割裁剪算法以图解形式叙说裁剪过程（P1[80,-50]，P2[180,50]，（已知：XL=0，XR=100，YB=0，YT=50）。

(2分)20、真实感图形模型主要包括哪三个方面？这三方面具体用于计算物体的哪些特性？(2分)简单光线明暗处理纹理映射21、简述分形几何和传统几何有什么区别？(2分) ⑴从整体上看，分形几何图形是处处不规则的。

例如，海岸线和山川形状，从远距离观察，其形状是极不规则的。

⑵在不同尺度上，图形的规则性又是相同的。

上述的海岸线和山川形状，从近距离观察，其局部形状又和整体形态相似，它们从整体到局部，都是自相似的。

当然，也有一些分形几何图形，它们并不完全是自相似的。

其中一些是用来描述一般随即现象的，还有一些是用来描述混沌和非线性系统的。