《计算机图形学基础》第一次作业参考答案

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计算机图形学基础课后答案

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计算机图形学基础课后答案1. 什么是计算机图形学?计算机图形学是研究如何使用计算机表示、生成、操作和渲染图像的科学和技术领域。

它涵盖了很多方面,包括图像的数学表示、3D建模与渲染、光线追踪、图像处理、动画等。

计算机图形学通常用于创建和处理图像、动画和视觉效果。

2. 计算机图形学的应用领域有哪些?计算机图形学的应用领域非常广泛,包括但不限于以下几个方面:1.游戏开发:计算机图形学在游戏开发中起着非常重要的作用,可以实现逼真的游戏场景和角色设计。

2.电影和电视广告制作:计算机图形学在电影和电视广告中被广泛应用,可以实现令人惊叹的特效和视觉效果。

3.虚拟现实和增强现实:计算机图形学可以用于创建虚拟现实和增强现实的场景和效果,使用户可以沉浸在虚拟环境中。

4.医学图像处理:计算机图形学在医学图像处理中可以用于大脑扫描、X光片分析等,帮助医生进行诊断。

5.工程设计:计算机图形学可以用于工程设计中的建模和渲染,例如建筑设计、汽车设计等。

6.数据可视化:计算机图形学可以用于将数据以图形的方式展示,帮助人们理解和分析复杂的信息。

3. 什么是光栅化?光栅化是计算机图形学中将连续的几何形状转换为离散数据的过程。

在光栅化过程中,3D对象被映射到2D屏幕上的像素阵列中,以便显示和渲染。

在光栅化过程中,首先将3D对象的几何形状进行投影,以确定如何在2D屏幕上呈现。

然后,使用扫描线算法或边界填充算法等方法,将几何形状转换为像素阵列,并确定像素的颜色和亮度。

光栅化是计算机图形学中的关键步骤,它可以使计算机能够实时处理和显示图形,并在屏幕上呈现各种特效和细节。

4. 什么是图形渲染管线?图形渲染管线是计算机图形学中的一个核心概念,它描述了图形生成和渲染的过程。

图形渲染管线通常包括几个关键阶段,每个阶段都负责图形处理的一个特定方面。

典型的图形渲染管线包括以下阶段:1.顶点输入:将3D对象的顶点数据作为输入,其中包括顶点的位置、法线、颜色等信息。

计算机图形学基础(第2版)课后习题答案__陆枫

计算机图形学基础(第2版)课后习题答案__陆枫

第一章绪论概念:计算机图形学、图形、图像、点阵法、参数法、图形的几何要素、非几何要素、数字图像处理;计算机图形学和计算机视觉的概念及三者之间的关系;计算机图形系统的功能、计算机图形系统的总体结构。

第二章图形设备图形输入设备:有哪些。

图形显示设备:CRT的结构、原理和工作方式。

彩色CRT:结构、原理。

随机扫描和光栅扫描的图形显示器的结构和工作原理。

图形显示子系统:分辨率、像素与帧缓存、颜色查找表等基本概念,分辨率的计算第三章交互式技术什么是输入模式的问题,有哪几种输入模式。

第四章图形的表示与数据结构自学,建议至少阅读一遍第五章基本图形生成算法概念:点阵字符和矢量字符;直线和圆的扫描转换算法;多边形的扫描转换:有效边表算法;区域填充:4/8连通的边界/泛填充算法;内外测试:奇偶规则,非零环绕数规则;反走样:反走样和走样的概念,过取样和区域取样。

5.1.2 中点Bresenham 算法(P109)5.1.2 改进Bresenham 算法(P112)习题解答习题5(P144)5.3 试用中点Bresenham算法画直线段的原理推导斜率为负且大于1的直线段绘制过程(要求写清原理、误差函数、递推公式及最终画图过程)。

(P111)解:k<=-1 |△y|/|△x|>=1 y为最大位移方向故有构造判别式:推导d各种情况的方法(设理想直线与y=yi+1的交点为Q):所以有:y Q-kx Q-b=0 且y M=y Qd=f(x M-kx M-b-(y Q-kx Q-b)=k(x Q-x M)所以,当k<0,d>0时,M点在Q点右侧(Q在M左),取左点 P l(x i-1,y i+1)。

d<0时,M点在Q点左侧(Q在M右),取右点 Pr(x i,y i+1)。

d=0时,M点与Q点重合(Q在M点),约定取右点Pr(x i,y i+1) 。

所以有递推公式的推导:d2=f(x i-1.5,y i+2)当d>0时,d2=y i+2-k(x i-1.5)-b 增量为1+k=d1+1+k当d<0时,d2=y i+2-k(x i-0.5)-b 增量为1=d1+1当d=0时,5.7 利用中点Bresenham 画圆算法的原理,推导第一象限y=0到y=x圆弧段的扫描转换算法(要求写清原理、误差函数、递推公式及最终画图过程)。

计算机图形学基础(第2版)课后习题答案__陆枫

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第一章绪论概念:计算机图形学、图形、图像、点阵法、参数法、图形的几何要素、非几何要素、数字图像处理;计算机图形学和计算机视觉的概念及三者之间的关系;计算机图形系统的功能、计算机图形系统的总体结构。

第二章图形设备图形输入设备:有哪些。

图形显示设备:CRT的结构、原理和工作方式。

彩色CRT:结构、原理。

随机扫描和光栅扫描的图形显示器的结构和工作原理。

图形显示子系统:分辨率、像素与帧缓存、颜色查找表等基本概念,分辨率的计算第三章交互式技术什么是输入模式的问题,有哪几种输入模式。

第四章图形的表示与数据结构自学,建议至少阅读一遍第五章基本图形生成算法概念:点阵字符和矢量字符;直线和圆的扫描转换算法;多边形的扫描转换:有效边表算法;区域填充:4/8连通的边界/泛填充算法;内外测试:奇偶规则,非零环绕数规则;反走样:反走样和走样的概念,过取样和区域取样。

5.1.2 中点Bresenham 算法(P109)5.1.2 改进Bresenham 算法(P112)习题解答习题5(P144)5.3 试用中点Bresenham算法画直线段的原理推导斜率为负且大于1的直线段绘制过程(要求写清原理、误差函数、递推公式及最终画图过程)。

(P111)解:k<=-1 |△y|/|△x|>=1 y为最大位移方向故有构造判别式:推导d各种情况的方法(设理想直线与y=yi+1的交点为Q):所以有:y Q-kx Q-b=0 且y M=y Qd=f(x M-kx M-b-(y Q-kx Q-b)=k(x Q-x M)所以,当k<0,d>0时,M点在Q点右侧(Q在M左),取左点 P l(x i-1,y i+1)。

d<0时,M点在Q点左侧(Q在M右),取右点 Pr(x i,y i+1)。

d=0时,M点与Q点重合(Q在M点),约定取右点Pr(x i,y i+1) 。

所以有递推公式的推导:d2=f(x i-1.5,y i+2)当d>0时,d2=y i+2-k(x i-1.5)-b 增量为1+k=d1+1+k当d<0时,d2=y i+2-k(x i-0.5)-b 增量为1=d1+1当d=0时,5.7 利用中点Bresenham 画圆算法的原理,推导第一象限y=0到y=x圆弧段的扫描转换算法(要求写清原理、误差函数、递推公式及最终画图过程)。

计算机图形学基础答案

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计算机图形学基础参考答案一、 判断题(10x1=10分)1、 构成图形的要素可分为两类:刻画形状的点、线、面、体的非几何要素与反映物体表面属性或材质的明暗、色彩等的几何要素。

( 错误 )2、 参数法描述的图形叫图形;点阵法描述的图形叫图像。

( 正确 )3、 EGA/VGA 为增强图形显示效果的一种图形处理软件的名称。

( 错误 )4、 对山、水等不规则对象进行造型时,大多采用过程式模拟方法。

( 正确 )5、 若两个图形是拓扑等价的,则一个图形可通过做弹性运动与另一个图形相重合。

( 正确 )6、 0阶参数连续性和0阶几何连续性的定义是相同的。

( 正确 )7、 Bezier 曲线可做局部调整。

( 错误 )8、 字符的图形表示分为点阵和矢量两种形式。

( 正确 )9、 LCD 表示发光二极管显示器。

( 错误 )10、 使用齐次坐标可以将n 维空间的一个点向量唯一的映射到n+1维空间中。

( 错误 ) 二、 填空题(15x2=30分)1、目前常用的PC 图形显示子系统主要由3个部件组成:(1)帧缓冲存储器、(2)显示控制器、(3)ROM BIOS 。

2、 图形的输入设备有(4)键盘、鼠标、光笔(至少写三种);图形的显示设备有(5)CRT 显示器、LCD 、投影仪(至少写三种)。

3、常用坐标系一般可以分为:建模坐标系、用户坐标系、(6观察坐标系、(7)规格化设备坐标系、(8)设备坐标系。

4、在多边形的扫描转换过程中,主要是通过确定穿越多边形区域的扫描线的覆盖区间来填充,而区域填充则是从(9)给定的位置开始涂描直到(10)指定的边界条件为止。

5、一个交互式计算机图形系统应具有(11)计算 、(12)存储、(13)对话、(14)输入和输出等五个方面的功能。

三、 简答题(5x6=30分)1、 请列举常用的直线段裁减算法(四种)。

答:答:直接求交算法、编码算法、中点再分算法、Cyrus-Beck 算法。

2、 考虑三个不同的光栅系统,分辨率依次为480640⨯,10241280⨯,20482560⨯。

计算机图形学课后习题答案

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计算机图形学课后习题答案计算机图形学课后习题答案计算机图形学是一门研究计算机生成和处理图像的学科,它在现代科技和娱乐领域扮演着重要的角色。

在学习这门课程时,我们通常会遇到一些习题,用以巩固所学知识。

本文将提供一些计算机图形学课后习题的答案,希望能对大家的学习有所帮助。

1. 什么是光栅化?如何实现光栅化?光栅化是将连续的几何图形转换为离散的像素表示的过程。

它是计算机图形学中最基本的操作之一。

实现光栅化的方法有多种,其中最常见的是扫描线算法。

该算法通过扫描图形的每一条扫描线,确定每个像素的颜色值,从而实现光栅化。

2. 什么是反走样?为什么需要反走样?反走样是一种减少图像锯齿状边缘的技术。

在计算机图形学中,由于像素是离散的,当几何图形的边缘与像素格子不完全对齐时,会产生锯齿状边缘。

反走样技术通过在边缘周围使用不同颜色的像素来模拟平滑边缘,从而减少锯齿状边缘的出现。

3. 什么是光照模型?请简要介绍一下常见的光照模型。

光照模型是用来模拟光照对物体表面的影响的数学模型。

常见的光照模型有以下几种:- 环境光照模型:模拟环境中的整体光照效果,通常用来表示物体表面的基本颜色。

- 漫反射光照模型:模拟光线在物体表面上的扩散效果,根据物体表面法线和光线方向计算光照强度。

- 镜面反射光照模型:模拟光线在物体表面上的镜面反射效果,根据光线方向、物体表面法线和观察者方向计算光照强度。

- 高光反射光照模型:模拟光线在物体表面上的高光反射效果,通常用来表示物体表面的亮点。

4. 什么是纹理映射?如何实现纹理映射?纹理映射是将二维图像(纹理)映射到三维物体表面的过程。

它可以为物体表面增加细节和真实感。

实现纹理映射的方法有多种,其中最常见的是将纹理坐标与物体表面的顶点坐标关联起来,然后通过插值等技术将纹理映射到物体表面的每个像素上。

5. 什么是投影变换?请简要介绍一下常见的投影变换方法。

投影变换是将三维物体投影到二维平面上的过程。

常见的投影变换方法有以下几种:- 正交投影:将物体投影到一个平行于观察平面的平面上,保持物体在不同深度上的大小不变。

计算机图形学基础课后部分习题答案

计算机图形学基础课后部分习题答案

计算机图形学基础第一章1.名词解释:图形:从客观世界物体中抽象出来的带有颜色信息及形状信息的图和形。

图像:点阵法:是用具有灰度或颜色信息的点阵来表示的一种方法。

参数法:是以计算机中所记录图形的形状参数与属性参数来表示图像的一种方法。

2.图形包括那两方面的要素,在计算机中如何表示他们?构成图形的要素可以分为两类:一类是刻画形状的点、线、面、体等几何要素;另一类是反映物体本身固有属性,如表面属性或材质的明暗、灰度、色彩等非几何要素。

3.什么叫计算机图形学?分析计算机图形学,数字图像处理和计算机视觉学科间的关系。

计算机图形学是研究怎样利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。

【关系图在课本第一页】4,有关计算机图形学的软件标准有哪些?计算机图形核心系统(GKS)及其语言联编、计算机图形元文件(CGM),计算机图形接口(CGI),基本图形转换规范(IGES)、产品数据转换(STEP)6.试发挥你的想象力,举例说明计算机图形学有哪些应用范围,解决的问题是什么?【具体参照课本第5页】第二章1.名词解释LCD: 就是Liquid Crystal Display,它是利用液晶的光电效应,通过施加电压改变液晶的光学特性,从而造成对入射光的调剂,使通过液晶的透射光或反射光受所加电压的控制,达到显示的目的。

LED: 即Liquid-Emitting Diode, 采用二极管激发的光来显示图像。

随机扫描:采用随机定位的方式控制电子束运动光栅扫描:示器显示图形时,电子束依照固定的扫描线和规定的扫描顺序进行扫描。

电子束先从荧光屏左上角开始,向右扫一条水平线,然后迅速地回扫到左边偏下一点的位置,再扫第二条水平线,照此固定的路径及顺序扫下去,直到最后一条水平线,即完成了整个屏幕的扫描。

刷新:刷新是经过一段时间后,信息可能丢失,需要重写,为了使信息储存更长的时间,必须不断的刷新每个储存单元中储存的信息,也就是将各储存单元中的数据读出之后,再写回到元单元中,对各储存单元中的电容器进行充电.刷新频率:刷新率是指电子束对屏幕上的图像重复扫描的次数。

计算机图形学基础(第2版)课后习题答案__陆枫

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第一章绪论概念:计算机图形学、图形、图像、点阵法、参数法、图形的几何要素、非几何要素、数字图像处理;计算机图形学和计算机视觉的概念及三者之间的关系;计算机图形系统的功能、计算机图形系统的总体结构。

第二章图形设备图形输入设备:有哪些。

图形显示设备:CRT的结构、原理和工作方式。

彩色CRT:结构、原理。

随机扫描和光栅扫描的图形显示器的结构和工作原理。

图形显示子系统:分辨率、像素与帧缓存、颜色查找表等基本概念,分辨率的计算第三章交互式技术什么是输入模式的问题,有哪几种输入模式。

第四章图形的表示与数据结构自学,建议至少阅读一遍第五章基本图形生成算法概念:点阵字符和矢量字符;直线和圆的扫描转换算法;多边形的扫描转换:有效边表算法;区域填充:4/8连通的边界/泛填充算法;内外测试:奇偶规则,非零环绕数规则;反走样:反走样和走样的概念,过取样和区域取样。

5.1.2 中点Bresenham 算法(P109)5.1.2 改进Bresenham 算法(P112)习题解答习题5(P144)5.3 试用中点Bresenham算法画直线段的原理推导斜率为负且大于1的直线段绘制过程(要求写清原理、误差函数、递推公式及最终画图过程)。

(P111)解:k<=-1 |△y|/|△x|>=1 y为最大位移方向故有构造判别式:推导d各种情况的方法(设理想直线与y=yi+1的交点为Q):所以有:y Q-kx Q-b=0 且y M=y Qd=f(x M-kx M-b-(y Q-kx Q-b)=k(x Q-x M)所以,当k<0,d>0时,M点在Q点右侧(Q在M左),取左点 P l(x i-1,y i+1)。

d<0时,M点在Q点左侧(Q在M右),取右点 Pr(x i,y i+1)。

d=0时,M点与Q点重合(Q在M点),约定取右点Pr(x i,y i+1) 。

所以有递推公式的推导:d2=f(x i-1.5,y i+2)当d>0时,d2=y i+2-k(x i-1.5)-b 增量为1+k=d1+1+k当d<0时,d2=y i+2-k(x i-0.5)-b 增量为1=d1+1当d=0时,5.7 利用中点Bresenham 画圆算法的原理,推导第一象限y=0到y=x圆弧段的扫描转换算法(要求写清原理、误差函数、递推公式及最终画图过程)。

计算机图形学1及答案

计算机图形学1及答案

计算机图形学1及答案计算机图形学1及答案计算机图形学作业I一.判断题1.齐次坐标提供了坐标系变换的有效方法,但仍然无法表示无穷远的点;(×)2.若要对某点进行比例、旋转变换,首先需要将坐标原点平移至该点,在新的坐标系下做比例或旋转变换,然后在将原点平移回去;(√)3. 相似变换是刚体变换加上等比缩放变换;(√)4. 保距变换是刚体变换加上镜面反射;(√)5. 射影变换保持直线性,但不保持平行性。

(×)二、填空题1.透视投影的视见体为四棱锥形状;平行投影的视见体为长度无限的四棱柱形状。

2.字符的图形表示可以分为点阵和矢量两种形式。

3.仿射变换保持直线的平行性。

4.刚体变换保持长度,角度,面积等不变。

5.保角变换保持任意两点间的距离不变。

三、单项选择题1. 分辨率为1024×1024的显示器各需要多少字节位平面数为24的帧缓存?(D )A. 512KB;B. 1MB;C. 2MB;D. 3MB ;2. 在透视投影中,主灭点的最多个数是( C )A 1;B 2;C 3;D 43. 以下关于图形变换的论述不正确的是( D )A. 平移变换不改变图形大小和形状,只改变图形位置;B. 拓扑关系不变的几何变换不改变图形的连接关系和平行关系;C.旋转变换后各图形部分间的线性关系和角度关系不变,变换后直线的长度不变D.错切变换虽然可引起图形角度的改变,但不会发生图形畸变;2 0T14. 使用下列二维图形变换矩阵:将产生变换的结果为(D)A. 图形放大2倍;B. 图形放大2倍,同时沿X、Y坐标轴方向各移动1个绘图单位;C.沿X坐标轴方向各移动2个绘图单位;D.沿X坐标轴方向放大2倍,同时沿X、Y 坐标轴方向各平移1个绘图单位。

5. 下列有关投影的叙述语句中,正确的论述为(B )A. 透视投影具有近小远大的特点;B. 平行投影的投影中心到投影面距离是无限的;C. 透视投影变换中,一组平行于投影面的线的投影产生一个灭点;D. 灭点可以看作是无限远处的一个点在投影面上的投影。

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《计算机图形学基础》第一次作业参考答案
一、名词解释
1、计算机图形学:是使用计算机通过算法和程序在显示设备上构造出图形来,是真实物体或虚构物体的图形综合技术。

2、图像处理:是景物或图象的分析技术,它所研究的是计算机图形学的逆过程。

包括图象增强、模式识别、景物分析、计算机视觉等,并研究如何从图象中提取二维或三维物体的模型。

3、逐点比较法:这是绘图仪经常采用的一种方法,就是在绘图过程中,绘图笔每画一笔,就与规定图形进行比较,然后决定下一步的走向,用步步逼近的方法画出规定的图形。

4、造型技术:要在计算机中构造三维物体的一幅图像,首先必须在计算机中构造出该物体的模型,这一模型是由一批几何数据及数据之间的拓朴关系来表示,这就是造型技术。

二、简答
1、计算机图形系统的组成包括哪些?
答:计算机图形系统由硬件和软件两部分组成,硬件包括:主计算机、图形显示器以及I/O交互工具和存储设备;软件包括操作系统、高级语言、图形软件和应用软件。

现代计算机图形系统与一般计算机系统最主要的差别是具有图形的输入、输出设备以及必要的交互工具,在速度和存储容量上具有较高的要求。

另外,人也是这个系统的组成部分。

2、简述图形软件的组成。

答:图形软件系统应该具有良好的结构,要有合理的层次结构的模块结构,以便于设计、维护和调试。

1、零级图形软件:是最底层的软件,主要解决图形设备与主机的通讯、接口等问题,又称设备驱动程序,是一些最基本的输入、输出子程序,要求程序质量高,它是面向系统的,而不是面向用户的。

2、一级图形软件:又称基本子程序,包括生成基本图形元素,对设备进行管理的各程序模块,既面向系统又面向用户。

3、二级图形软件:也称功能子程序,是在一级图形软件基础上编制的,其主要任务是建立图形数据结构,定义、修改和输出图形;以及建立各图形设备之间的联系,要具有较强的交互功能,它是面向用户的。

(以上三级通常称为支撑软件)
4、三级图形软件:是为解决某种应用问题的图形软件,是整个应用软件的一部分,通常由用户编写或与设计者一起编写。

三、算法实现
写出Bresenham方法生成直线的C语言算法。

答案:
int bres_line(int x1,int y1,int x2,int y2,int color)
{
int oldcolor,itag;
int dx,dy,tx,ty,inc1,inc2,d,curx,cury;
oldcolor=setcolor(color);
setpixel(x1,y1);
if(x1==x2&&y1==y2)
{setcolor(oldcolor);return(1);}
itag=0;
dx=abs(x2-x1);dy=abs(y2-y1);
if(dx<dy)
{itag=1;iswap(&x1,&y1);iswap(&x2,&y2);iswap(&dx,&dy);} tx=(x2-x1)>0?1:-1;
ty=(y2-y1)>0?1:-1;
curx=x1;cury=y1;
inc1=2*dy;inc2=2*(dy-dx);
d=inc1-dx;
while(curx!=x2)
{if(d<0){d+=inc1;}
else{cury+=ty;d+=inc2;}
if(itag) setpixel(cury,curx);
else setpixel(curx,cury);
curx+=tx;
}
setcolor(oldcolor);
return(0);
}
void iswap(int *a,int *b)
{int tmp; tmp=*a;*a=*b;*b=tmp;}。

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