《计算机图形学》练习试题及参考答案(六)

《计算机图形学》练习试题及答案

一、名词解释

1、齐次坐标系

2、光顺性

3、种子填充算法

4、镜面反射光

5、投影变换

6、光线跟踪

7、复合变换

8、走样

9、几何造型技术

10、虚拟现实

二、简答题

1、前截面距离F和后截面距离B定义了什么?

2、计算机动画的制作主要步骤

3、计算机图形显示器和绘图设备表示颜色的方法各是什么颜色系统?它们之间的关系如何?

4、图形软件主语言的选择应考虑哪些因素?

5、制定CGI,CGM,IGES标准的目的分别是什么?

6、自由曲面的表示通常有哪两种?

7、什么叫做走样?什么叫做反走样?反走样技术包括那些?

8、简述区域连贯性、扫描线的连贯性以及边的连贯性。

9、简述Bezier曲线的不足之处。

10、建立图形软件可采用哪三种方法?

11、在观察空间中,如何确定投影的类型和方向?

12、简述编码裁剪法(即Cohen-Sutherland线段裁剪法)的算法过程。

三、应用题

1、分析边标志算法的实现过程,并写出其算法的C语言描述。

2、简述深度缓存算法及其特点。

3、假设在观察坐标系下窗口区的左下角坐标为(wxl=10,wyb=10),右上角坐标为(wxr=50,wyt=50)。设备坐标系中视区的左下角坐标为(vxl=10,vyb=30),

右上角坐标为(vxr=50,vyt=90)。已知在窗口内有一点p(20,30),要将点p映射

到视区内的点p`,请问p`点在设备坐标系中的坐标是多少?(本题10分)

4、如下表是采用DDA算法画出(0,0)到(5,2)的直线的数据,请填写空格处。

i xi yi yi+0.5 int(yi+0.5)

1 0 0 0.5 0

2 1

3 2

4 3

5 4

6 5 2 2.5 2

5、已知三角形ABC各顶点的坐标A(1,2)、B(5,2)、C(3,5),相对直线Y=4做对称变换后到达A’、B’、C’。

试计算A’、B’、C’的坐标值。(要求用齐次坐标进行变换,列出变换矩阵)

6、试对下图中的多边形进行裁剪,用图表示裁剪过程。

7、计算机图形系统包含哪些外部设备?

8、简述消隐算法的分类。

9、设窗口左下角点坐标为(XW1,YW1),宽为LW ,高为HW ,视区左下角点坐标为(XV1,YV1),宽为LV ,高为HV ,已知窗口中有一点A(XA,YA),在视区中对应的坐标为A ’(X’A,Y’A)。试计算A ’的坐标值。(要求用齐次坐标进行变换,列出变换矩阵,列出计算式子,不要求计算结果)

10、采用扫描线算法对多边形进行填充,请写出EL 、AEL 的结构,并分析扫描线算法的步骤和处理扫描线的步骤。

11、种子点填充算法如下:

● 初始化:种子像素入栈,当栈非空 时,重复2~4的步骤 ● 栈顶像素出栈

● 将出栈像素置为多边形颜色

● 按右、上、左、下顺序依次检查与

● 出栈像素相邻的四个像素,若其中某个像素不在边界上且未置成多边形色,则该像素入栈

● 当堆栈为空时,算法终止

试填写堆栈的变化过程

复习题参考答案

一、名词解释 1、齐次坐标系

就是N 维向量由N+1维向量来表示。一个N 维向量的齐次坐标表示不惟一,由哑坐标决定大小。

2、光顺性

有两条含义:一是指曲线的切矢量和曲率的连续性;另一条是指保凸性。

3、种子填充算法

根据已知多边形区域内部的一个象素点来找到区域内其它象素点,从而对多边形区域内部进行填充。

θo

(X V1,Y V1)

(X W1,Y W1)

A

4、镜面反射光

一个理想的光泽表面,仅仅在反射角等于入射角时,光线才会被反射。只有在反射方向上,观察者才能看到从镜面反射出来的光线,而在其它方向都看不到反射光。

5、投影变换

就是把三维立体(或物体)投射到投影面上得到二维平面图形。

6、光线跟踪

光线跟踪是自然界光照明物理过程的近似逆过程,即逆向跟踪从光源发出的光经环境景物间的多次反射、折射后投射到景物表面,最终进入人眼的过程

7、复合变换

图形作一次以上的几何变换,变换结果是每次的变换矩阵相乘;任何一复杂的几何变换都可以看作基本几何变换的组合形式。

8、走样

在光栅显示设备上,由于象素点和象素点之间是离散的,因此用象素点阵组合出的图形,与真实景物之间必然存在一定的误差。比如,直线或曲线往往呈现锯齿状,细小物体在图上显示不出来等。这种现象就是图形的走样

9、几何造型技术

研究如何构造直线段、多边形、多面体、多项式曲线、自由曲面等几何模型的理论、方法和技术称为几何造型技术。

10、虚拟现实

虚拟现实是指用计算机技术来生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉或嗅觉等感觉世界,让用户可以从自己的视点出发,利用自然的技能和某些设备对这一生成的虚拟世界客体进行浏览和交互考察。

二、简答题

1、前截面距离F和后截面距离B定义了什么?

前截面距离F和后截面距离B分别是从观察参考点VPR沿观察平面法向VPN到前截面和后截面的距离,前截面和后截面将无限的观察空间截成有限的观察空间,即裁剪空间。

2、计算机动画的制作主要步骤

计算机动画的制作主要包含如下步骤:

1)创意。根据设计的需要,由导演设计好动画制作的脚本。

2)预处理。扫描外部图像,输入外部资料。

3)场景造型。

4)设定材质和光源。

5)设置动画。

6)运动图像的绘制。

7)动画播放。

8)后处理

9)动画的录制。

10)配音(包括背景音乐和台词)

3、计算机图形显示器和绘图设备表示颜色的方法各是什么颜色系统?它们之间的关系如何?

计算机图形显示器是用RGB方法表示颜色,而绘图设备是用CMY方法来表示颜色的。它们之间的关系是:两者都是面向硬件的颜色系统,前者是增性原色系统,后者是减性原色系统,后者是通过在黑色里加入一种什么颜色来定义一种颜色,而后者是通过指定从白色里减去一种什么颜色来定义一种颜色

4、图形软件主语言的选择应考虑哪些因素?

(1)图形处理系统主要应用于工程技术领域,因此应该选择在这些领域中较为通用的高

级语言;

(2)图形软件包是模块结构,因此最好选择模块化结构的高级语言;

(3)图形处理的应用范围很广,需要各方面的软件支持,因此要选择支持性软件(如数学

软件包、数据库管理等)比较丰富的高级语言;

(4)图形处理常常要采用相当复杂的数据结构,因此要选择数据类型比较灵活和丰富的

高级语言;

(5)图形处理要和许多图形外部设备打交道,因此要选择输入输出功能比较强的高级语

言;

(6)图形处理要求响应速度快,因此又要选择目标程序质量比较高的高级语言。

5、制定CGI,CGM,IGES标准的目的分别是什么?

制定CGI标准的目的是提供控制图形硬件的一种与设备无关的方法。在用户程序和虚拟设备之间,以一种独立于设备的方式提供图形信息的描述和通信。它可看作图形设备驱动程序的一种标准。

制定CGM标准的目的是规定生成、存储、传送图形信息的通用格式。

制定IGES标准的目的是为了解决在不同图形系统间进行数据传送的问题。

6、自由曲面的表示通常有哪两种?

自由曲面的表示通常有两种:一种为参数曲面,如Bezier曲面、B样条曲面、NURBS曲面等;另一种为隐式曲面。

7、什么叫做走样?什么叫做反走样?反走样技术包括那些?

答:走样指的是用离散量表示连续量引起的失真。

为了提高图形的显示质量。需要减少或消除因走样带来的阶梯形或闪烁效果,用于减少或消除这种效果的方法称为反走样。

其方法是①前滤波,以较高的分辨率显示对象;②后滤波,即加权区域取样,在高于显示分辨率的较高分辨率下用点取样方法计算,然后对几个像素的属性进行平均得到较低分辨率下的像素属性。

8、简述区域连贯性、扫描线的连贯性以及边的连贯性。

答:区域连贯性:对于一个多边形及两条扫描线,会有如下情况:两条扫描线之间的长形区域被多边形的边分割成若干个梯形,位于多边形内部和外部的梯形相间排列。扫描线的连贯性:多边形与扫描线相交,其交点数为偶数,相邻两交点间的线段有些位于多边形内,有些位于多边形外,且两者间隔排列。边的连贯性:相邻两条扫描线与多边形的的同一条边相交,其交点可按递增一个常量来计算,如:x2=x1+1,则y2=y1+1/k (k为该多边形边的斜率)。

9、简述Bezier曲线的不足之处。

答:当Bezier曲线的n次多项式逼近方法中当n较大时,计算量也就迅速增大,而且计算结果也不稳定。同时,其特征多边形的顶点离开得很远,造型时不利于精确控制。若是采用插值形式,除了计算量更加庞大以外,曲线的保形性也难以保证。

10、建立图形软件可采用哪三种方法?

(1)图形程序包

(2)修改高级语言

(3)专用高级图形语言

11、在观察空间中,如何确定投影的类型和方向?

投影类型由参数pt可以确定,如果是透视投影,则投影中心就是投影参考点PRP;如果是平行投影,投影方向是从投影参考点PRP指向窗口中心CW。其中,投影参考点PRP是观察坐标系中的三维点。

12、简述编码裁剪法(即Cohen-Sutherland线段裁剪法)的算法过程。

由Dan Cohen和Ivan Sutherland提出的区域编码判断方法,采用四位数码来标识线段的端点与窗口区域的关系,然后:

(1)检查线段P1P2是否为完全可见,或完全不可见,对于这两种情况或完全取之,或完全弃之,否则“2”。

(2)找到P1P2在窗口外的一个端点P1(或P2);

(3)用窗口的边与P1P2的交点取代端点P1(或P2);

(4)P1P2线段是否完全可见,若是,则结束,否则转到“2“继续执行。

三、应用题

1、分析边标志算法的实现过程,并写出其算法的C语言描述。

答:边标志算法可以克服象素被重复访问这一缺点。其实现过程分为两步:1)勾画轮廓线,在每条扫描线上建立各区段的边界象素对;2)填充这些边界象素之间的全部象素。

算法的C语言描述如下:

# define FALSE 0

edgefill(Polydef)

{

对多边形每条边转换;

inside=FALSE;

for(每条与多边形Polydef相交的扫描线)

for(扫描线上每个象素点)

{ if(象素点被打上边标志) inside=!(inside);

if (inside!=FALSE) putpixel(x,y,color);

else putpixel (x,y,bcolor);

}

}

2、简述深度缓存算法及其特点。

答:深度缓存算法是一种典型的、也是最简单的图象空间的消隐算法。在屏幕空间坐标系中,

轴为观察方向,通过比较平行于 轴的射线与物体表面交点的 值(又称为深度值),用深度缓存数组记录下最小的 值,并将对应点的颜色存入显示器的帧缓存。

深度缓存算法最大的优点是简单。它在 、 、 方向上都没有进行任何排序,也没有利用任何相关性。算法复杂性正比于 。在屏幕大小,即 一定的情况下,算法的计算量只与多边形个数 成正比。

另一个优点是算法便于硬件实现,并可以并行化。

3、假设在观察坐标系下窗口区的左下角坐标为(wxl=10,wyb=10),右上角坐标为(wxr=50,wyt=50)。设备坐标系中视区的左下角坐标为(vxl=10,vyb=30), 右上角坐标为(vxr=50,vyt=90)。已知在窗口内有一点p(20,30),要将点p 映射 到视区内的点p`,请问p`点在设备坐标系中的坐标是多少?(本题10分) 解:○1将窗口左下角点(10,10)平移至观察坐标系的坐标原点,平移矢量为(-10,-10)。 ○2针对坐标原点进行比例变换,使窗口的大小和视区相等。比例因子为: Sx=(50-10)/(50-10)=1; Sy=(90-30)/(50-10)=1.5。 ○3将窗口内的点映射到设备坐标系的视区中,再进行反平移,将视区的左下角点移回到设备坐标系中原来的位置(10,30),平移矢量为(10,30)。

p`点在设备坐标系中的坐标是(20,60)。

4、如下表是采用DDA 算法画出(0,0)到(5,2)的直线的数据,请填写空格处。

i xi yi yi+0.5 int(yi+0.5) 1 0 0 0.5 0 2 1 3 2 4 3 5 4 6

5

2

2.5

2

解:

i xi yi yi+0.5 int(yi+0.5) 1 0 0 0.5 0 2 1 0.4 0.9 0 3

2

0.8

1.3

1

⎥⎦⎤⎢⎣⎡=11500

5.10001⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅--=•=1301001

0110005.1000111010

01

00

012

1T T T 1]

60 [20115

005.100011]. 30 [201150

05.10

01

1].y [x 1]y [x p`====⎥⎦

⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡

4 3 1.2 1.7 1

5 4 1.

6 2.1 2 6

5

2

2.5

2

5、已知三角形ABC 各顶点的坐标A(1,2)、B(5,2)、C(3,5),相对直线Y=4做对称变换后到达A ’、B ’、C ’。 试计算A ’、B ’、C ’的坐标值。(要求用齐次坐标进行变换,列出变换矩阵) 解:

(1)将坐标系平移至P1 (0,4)点

⎥⎥

⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=140010001A T (2) 以X 轴对称

⎥⎥

⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=100010001B T (3)将坐标系平移回原处

⎥⎥

⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎣⎡=140010001C T

(4) 变换矩阵:T=TA*TB*TC= ⎥⎥⎥⎦⎤

⎢⎢⎢⎣

⎡-180010001 (5) 求变换后的三角形ABC 各顶点的坐标A ’、B ’、C ’

A ’:

[][][][]

1611800100011211211''=⎥⎥⎥

⎦⎤

⎢⎢⎢⎣⎡-⨯=⨯=T Y X A

A

XA'=1, Y A'=6

B ’:

[][][][]

165180010001125125

1'=⎥⎥⎥

⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⨯=⨯=T Y X B B

XB'=5, Y B'=6

C ’:

[][][][]

1331800100011531531''=⎥⎥⎥

⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⨯=⨯=T Y X C

C

XA'=3, Y A'=3

6、试对下图中的多边形进行裁剪,用图表示裁剪过程。

依次用窗口的左、上、右、下四条边界进行裁剪:

7、计算机图形系统包含哪些外部设备? 图形输入设备:概念、特点

图形显示设备:概念、结构原理、工作方式、特点 图形绘制设备:概念、特点

8、简述消隐算法的分类。

答:1.物体空间的消隐算法:物体空间是物体所在的空间,即规范化投影空间。这类算法是将物体表面上的 个多边形中的每一个面与其余的 个面进行比较,精确求出物体

上每条边或每个面的遮挡关系。计算量正比于

2.图象空间的消隐算法:图象空间就是屏幕坐标空间,这类算法对屏幕的每一象素进行判断,以决定物体上哪个多边形在该象素点上是可见的。若屏幕上有 个象素点,物体

表面上有 个多边形,在该类消隐算法计算量正比于

9、设窗口左下角点坐标为(XW1,YW1),宽为LW ,高为HW ,视区左下角点坐标为(XV1,YV1),宽为LV ,高为HV ,已知窗口中有一点A(XA,YA),在视区中对应的坐标为A ’(X ’A,Y ’A)。试计算A ’的坐标值。(要求用齐次坐标进行变换,列出变换矩阵,列出计算式子,不要求计算结果)

解:1)将坐标系平移至(XW1,YW1)点:

1

1

1000

101A W W T X Y ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥--⎣⎦

θo

(X V1,Y V1)

(X W1,Y W1)

A

2)作比例变换:

000

000

1v w v

B w L L H T H ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦

3)将坐标系平移至视区左下角(XV1,YV1):1

1

1

000

101V V Tc X Y ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥--⎣⎦

4)旋转视区θ度:

cos sin 0sin cos 000

1D T θ

θθ

θ⎡⎤

⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥⎣⎦

5)变换矩阵为:T=TA*TB*TC*TD

6)求变换后的A ˊ点:''

11A A A A X Y X Y T ⎡⎤⎡⎤=•⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦

10、采用扫描线算法对多边形进行填充,请写出EL 、AEL 的结构,并分析扫描线算法的步骤和处理扫描线的步骤。

答: 活化边AET :指与当前扫描线相交的多边形的边,也称为活性边。 Ymax X △X(即1/k)

边的分类表ET :把有效边按与扫描线交点x 坐标递增的顺序存放在一个链表中,此链表称为有效边表。

有效边表的每个结点:

Ymax X 1/k next 算法步骤:

(1)确定多边形所占有的最大扫描线数,得到多边形顶点的最小和最大y 值(ymin 和ymax )。 (2)从y=ymin 到y=ymax ,每次用一条扫描线进行填充。 (3)对一条扫描线填充的过程可分为四个步骤: a.求交 b.排序 c.交点配对 d.区间填色 11、

解:堆栈变化过程如下:

1 (2,3)

2 (2,2), (3,3), (2,4), (1,3)

3 (2,2), (3,3), (2,4), (1,2) (1,4)

4 (2,2), (3,3), (2,4), (1,2)

5 (2,2), (3,3), (2,4), (2,2)

6 (2,2), (3,3), (2,4), (2,1), (3,2)

7 (2,2), (3,3), (2,4), (2,1), (3,3,)

8 (2,2), (3,3), (2,4), (2,1)

9 (2,2), (3,3), (2,4)

10 (2,2), (3,3)

11 (2,2)

《计算机图形学》模拟试卷二

一、【单项选择题】(本大题共10小题,每小题2分,共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在答题卷相应题号处。

1、触摸屏是()设备。

[A] 输入[B] 输出

[C] 输入输出[D] 既不是输入也不是输出

2、下列有关平面几何投影的叙述语句中,正确的论述为()。

[A] 透视投影与平行投影相比,视觉效果更有真实感,而且能真实地反映物体的精确的

尺寸和形状

[B] 透视投影变换中,一组平行线投影在与之平行的投影面上,可以产生灭点

[C] 在三维空间中的物体进行透视投影变换,可能产生三个或者更多的主灭点

[D] 在平面几何投影中,若投影中心移到距离投影面无穷远处,则成为平行投影

3、对于由P0P1P2三点所决定的二次B样条曲线,下列叙述中错误的是()。

[A] 起始点位于(P0+P2)/2处

[B] 终止点位于(P2+P1)/2处

[C] 若P0P1P2三点共线时,该曲线是一条线段

[D] 起始点的切矢为:P1-P0

4、分辨率为1024×1024的显示器需要多少字节位平面数为16的帧缓存?()

[A] 512KB[B] 1MB[C] 2MB[D] 3MB

5、下列不是常见位图文件类型的是哪一项?()

[A] PCX[B] TIFF[C] HSV[D] BMP

6、n次B样条曲线具有()阶参数连续性。

[A] n-2 [B] n-1 [C] n [D] n+1

7、用编码裁剪法裁剪二维线段时,判断下列直线段采用哪种方法?假设直线段的两个端点M、N的编码分别为0101和1010()。

[A] 直接保留[B] 直接舍弃

[C] 对MN再分割求交[D] 无法判断

8、包围盒的主要用途在于()。

[A] 多边形裁剪[B] 区域填充

[C] 消隐[D] 几何变换

9、三维旋转变换的旋转轴()。

[A] 仅限于X轴[B] 投影平面及景物之外

[C] 景物上[D] 空间任意点

10、计算机图形显示器一般使用什么颜色模型?()

[A] RGB[B] CMY[C] HSV[D] HLS

二、【判断题】(本大题共5小题,每小题2分,共10分)正确的填T,错误的填F,填在答题卷相应题号处。

11、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。()

12、B样条的所有优点都在非均匀有理B样条中保留()

13、基本光线跟踪算法主要跟踪漫反射光。()

14、Bezier曲线具有变差缩减性。()

15、在平行投影中不产生灭点。()

三、【填空题】(本大题共10小题,每小题2分,共20分)请将答案填写在答题卷相应题号处。

16、表现三维形体的模型有线框模型、()和()。

17、三视图投影包括正投影、()、()。

18、区域可分为()向连通区域和()向连通区域。

19、计算机中字符由一个()唯一标识。

20、计算机字库分为()型和()型两种。

21、光栅图形显示器具有闪烁和()现象。

四、【名词解释】(本大题共4小题,每小题5分,共20分)请将答案填写在答题卷相应题号处。

22、投影变换

23、图像

24、几何造型

25、走样

五、【作图题】(本大题共1小题,每小题15分,共15分)请将答案填写在答题卷相应题号处。

26、如下图所示四边形ABCD,求绕P(5,4)点逆时针旋转90度的变换矩阵,并求出各端点坐标,画出变换后的图形。

六、【计算题】(本大题共1小题,每小题15分,共15分)请将答案填写在答题卷相应题号处。

27、已知三角形ABC各顶点的坐标A(1,4)、B(3,4)、C(4,1),相对直线P1P2(坐标分别为:P1 (2,-1) 、P2 (8,5) )做对称变换后到达A'、B'、C'。

试计算A'、B'、C'的坐标值。(要求用齐次坐标表示,列出各步变换矩阵及计算结果)

《计算机图形学》模拟试卷二答案

一、【单项选择题】(本大题共10小题,每小题2分,共20分)

二、【判断题】(本大题共5小题,每小题2分,共10分)

三、【填空题】(本大题共10小题,每小题2分,共20分)

16、 (表面模型); (实体模型);

17、 (水平投影); (侧投影);

18、 (4); (8);

19、 (数字编码(编码));

20、 (矢量); (点阵); 21、 (锯齿);

四、【名词解释】(本大题共4小题,每题5分,共20分) 22、标准答案:

把三维物体变为二维图形表示的变换称为投影变换。 有两类基本的投影变换:平行投影和透视投影。 复习范围或考核目标:课件第5章第4节。 23、标准答案:

指计算机内以位图(Bitmap)形式存在的灰度信息。 复习范围或考核目标:课件第1章第3节。 24、标准答案:

是一项研究在计算机中如何表达物体模型形状的技术。 复习范围或考核目标:课件第3章第2节。 25、标准答案:

用离散量(像素)表示连续的量(图形)而引起的失真,叫走样。 复习范围或考核目标:课件第2章第6。

五、【作图题】(本大题共1小题,每题15分,共15分) 26、标准答案:

变换后各点坐标分别为(8,3)、(6,6)、(2,6)、(5,0),根据坐标画图即可。 复习范围或考核目标:课件第3章第2节

⎥⎥

⎥⎦⎤

⎢⎢⎣⎡•⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢

⎢⎣⎡-•⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=14501000110

0090cos 90sin 090sin 90cos 145010001

T ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=119001010⎥⎥⎥⎥⎥⎦

⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢

⎢⎣⎡--•⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣

11065216613

8119001010114

717137114

六、【计算题】(本大题共1小题,每小题15分,共15分) 27、标准答案:

(1) P 1 P 2与X 轴的夹角为: 4518

25

1==---=arctg arctg θ (2)将P 1 (2,-1)点平移至坐标系原点

⎥⎥

⎥⎦

⎢⎢⎢⎣⎡-=1120100011T

(3) 将P 2绕原点转-θ角使直线P 1 P 2与X 轴重合

⎥⎥⎥⎥⎥⎥

⎥⎦

⎤⎢⎢⎢

⎢⎢⎢

⎢⎣

⎡-

=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=10

02

2220222210

0cos sin 0sin cos 2θθ

θ

θT (4) 以X 轴作对称变换

⎥⎥

⎥⎦

⎢⎢⎢⎣⎡-=1000100013T

(5) P 2再绕原点转θ角

⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣

⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=100

02

222022

2

210

0cos sin 0sin cos 4θθ

θ

θT (6)将直线P 1 P 2平移回原处

⎥⎥

⎥⎦

⎢⎢⎢⎣⎡-=1120100015T

(7) 变换矩阵:T=T 1×T 2×T 3×T 4×T 5=⎥⎥⎥⎦

⎢⎢⎢⎣⎡-100301310

(8) 求变换后的三角形ABC 各顶点的坐标A '、B '、C '

A ’: [][][]1271411''-=⨯=T Y X A A

B ’: [][][]1071431'=⨯=T Y X B B

C ’: [][][]1141141''=⨯=T Y X C

C

复习范围或考核目标:课件第4章第1节。

华科计算机图形学试卷附答案

一、填空1×21=21分 1.计算机中表示带有颜色及形状信息的图和形常用点阵法和参数法,其中用参数法描述的图形称为图形 ,用点阵法描述的图形称为图像 . 2.在显示技术中,我们常常采用颜色查找表调色板提高总的光强等级. 3.常用的交互式绘图技术有回显、约束、网格和引力域橡皮筋技术;草拟技术;拖动;旋转;形变 . 4. 按所构造的图形对象来划分,可以分为规则对象和不规则对象 . 5. 字符的图形表示可以分为点阵字符和矢量字符两种形式. 6.常用的反走样方法包括过取样和区域取样 . 7.文字裁减的策略包括字符精度、串精度和笔划,像素精度 . 8.平面几何投影根据投影中心与投影面的距离可以分为平行投影和透视投影 . 二、名词解释3×5=15分 1. 造型技术:研究如何在计算机中建立恰当的模型表示不同图形对象的技术. 2. 边界填充:对于边界表示法表示的区域,由于边界由特殊颜色指定,填充算法可以逐个像素地向外处理,直到遇到边界颜色为止,这种方法称为边界填充算法. 3. 视区:将窗口映射到显示设备上的坐标区域称为视区. 4. 外部裁减:保留落在裁剪区域外的图形部分、去掉裁剪区域内的所有图形,这种裁剪过程称为外部裁剪,也称空白裁剪. 5. 灭点:透视投影中,不平行于投影面的平行线的投影会汇聚到一个点,这个点称为灭点. 三、简答与计算6×5=30分 1.阴极射线管CRT的从结构上看,分为哪几部分请简述各部分的功能.

答:阴极射线管从结构上主要分为三个部分: 1电子枪:产生一个沿管轴Z轴方向前进的细电子束轰击荧光屏. 2偏转系统:使电子束发生偏转; 3荧光屏:偏转后的电子束轰击荧光屏,使荧光屏相应位置的荧光粉发光,从而显示图形. 2.基于光栅扫描的显示子系统由哪几个逻辑部件组成它们的功能分别是什么 答:PC图形显示子系统主要由三个部件组成: 1帧缓冲存储器帧缓存:用来存储像素颜色灰度值,即显示存储器显存.它由显示控制器直接访问以刷新屏幕,存放的点阵数据格式取决于设定的显示工作方式. 2显示控制器,又称视频控制器,它的主要功能是依据设定的显示工作方式,自主地,反复不断地读取帧缓冲存储器中的图像点阵数据,将他们转换成R,G,B三色信号并配以同步信号送至显示器,即可刷新屏幕. 3ROM BIOS:其中包含少量的固化软件,用于支持显示控制器建立所要求的显示环境. 3.利用正则集的概念描述实体的定义 答:根据客观存在的三维形体的性质,三维空间中的物体是一个内部连通的三维点集,也就是由其内部的点集及紧紧包着这些点的表皮组成.而物体的表皮具有连通性、有界性、非自相交性、可定向性、闭合性等性质.由内部点构成的点集的闭包就是正则集,三维空间的正则集就是正则形体.如果正则形体的表面是二维流形,即对于实体表面上的任意一点,都

计算机图形学试题及答案汇总

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(集合要素)与反映物体表面属性或材质 的明暗、色彩等的(非几何要素)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 (增强图形适配器)/VGA (视频图形阵列)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(液晶显示器)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⨯.欲存储每个像素12位,这些 系统各需要多大的帧缓冲器(字节数)? 答:480640⨯需要的帧缓存为KB 4508/12480640=⨯⨯ 10241280⨯需要的帧缓存为KB 19208/1210241280=⨯⨯ 20482560⨯需要的帧缓存为KB 76808/1220482560=⨯⨯ 3、 什么叫做走样?什么叫做反走样?反走样技术包括那些? 答:走样指的是用离散量表示连续量引起的失真. 为了提高图形的显示质量。需要减少或消除因走样带来的阶梯形或闪烁效果,用于减少或消除这种效果的方法称为反走样。 其方法是①前滤波,以较高的分辨率显示对象;②后滤波,即加权区域取样,在高于显示分辨率的较高分辨率下用点取样方法计算,然后对几个像素的属性进行平均得到较低分辨率下的像素属性。 4、 试说明一致缩放(s x =s y )和旋转形成可交换的操作对. 答:⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-•⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=1000cos sin 0sin cos 1000cos sin 0sin cos 10 00001θ θθθθθθθy y x x y x s s s s s s T ⎥⎥⎥⎦ ⎤⎢⎢⎢⎣ ⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡•⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=10 00cos sin 0sin cos 10 000010 00cos sin 0sin cos 2θθθθθθθθ y x y x y x s s s s s s T

计算机图形学考试试题及答案

计算机图形学考试试题及答案 一、选择题 1. 下列关于计算机图形学的描述中,错误的是: A. 计算机图形学是研究如何有效地生成、处理和显示图像的学科。 B. 计算机图形学可以应用于游戏开发、虚拟现实、动画制作等领域。 C. 计算机图形学的基础是绘画和几何学。 D. 计算机图形学不涉及数字图像处理和计算机视觉。 2. 下列哪个算法用于绘制三维图形中的曲线和曲面? A. Bresenham算法 B. Bezier曲线算法 C. DDA直线绘制算法 D. Cohen-Sutherland算法 3. 下列哪个变换矩阵用于实现平移操作? A. 缩放矩阵 B. 旋转矩阵 C. 平移矩阵 D. 投影矩阵

4. 在光栅化过程中,下列哪个步骤不是必需的? A. 三角形剖分 B. 顶点着色 C. 法向量计算 D. 光照模型计算 5. 下列哪个算法用于实现隐藏面消除? A. DDA算法 B. Bresenham算法 C. Z-buffer算法 D. Bezier曲线算法 二、填空题 1. 在计算机图形学中,RGB表示红、绿、蓝三原色,而CMYK表示青、洋红、黄、黑四原色。其中,RGB颜色模型中的最大亮度为______,而CMYK颜色模型中的最大亮度为______。 2. 给定一个二维平面上的点P,坐标为(x,y),经过平移变换后得到新的点P',平移矩阵表示为T,若T=[1 0 a; 0 1 b; 0 0 1],则点P'的坐标为(x', y') = (______, ______)。

3. 在计算机图形学中,三维物体的旋转变换通常使用欧拉角或四元数表示。若分别使用ZYZ和XYZ欧拉角顺序进行旋转,最终得到的物体姿态可能会有差异,这被称为______问题。 三、简答题 1. 简要描述计算机图形学的基本原理和应用领域。 2. 什么是光线追踪技术?它在哪些领域得到了广泛应用? 3. 简要解释什么是纹理映射(Texture Mapping),并举例说明其在计算机图形学中的应用。 四、案例分析题 某游戏开发公司需要设计一款3D角色扮演游戏,需要在游戏中实现一个充满细节的室外场景,包括树木、草地、山脉等。请根据以下要求,回答相关问题: 1. 你会选择使用哪种算法或技术来实现室外场景的模拟和渲染,为什么? 2. 如何实现树木和草地的绘制和动态效果? 3. 如何实现山脉的逼真效果,并解决远近景的渲染问题? 五、编程题 请使用C++编程语言,结合计算机图形学库OpenGL编写一个简单的图形程序,实现一个旋转的立方体,并添加灯光效果。要求立方体能够在窗口中旋转,并显示出光照效果。

《计算机图形学》练习测试题及参考答案

《计算机图形学》测试题 一、名词解释:(每个4分) 1.计算机图形学 2.图象处理 3.模式识别 4.计算几何 5.凸多边形 6.种子填充算法 7.窗口 8.视区 9.光顺性 10.拟合 11.多项式插值 12.小挠度曲线 13.图形变换 14.齐次坐标系 15.凸包 16.轮廓线 17.等值线 18.图形的翼边表示 19.ER模型 20.图形消隐 21.本影 22.半影 23.用户坐标系 24.规范化设备坐标系 25.构造 26.约束技术 27.光线跟踪 28、走样 29、CRT(Cathode Ray Tube) 30、隔行(interlaced)扫描 31、输入模式 32、取样方式(sample mode) 33、区域 34、边界表示法 35、复合变换 36、二维复合平移 37.二维复合比例 38.二维复合旋转 39.视区(Viewport) 40、投影变换

41、平面几何投影 42. 参数图 43. 像素图 44.人机界面 45.地理信息系统 46.虚拟现实 47.几何造型技术 48.扫描转换 49. 插值曲线 50.逼近曲线 51. 用户接口 52. 交互技术 53. 交互式图形系统的基本交互任务 54. 定位任务 55. 选择任务 56. 拾取任务 57 .选择技术 58. 菜单技术 59. 文字输入任务 60. 数值输入任务 61.动画 62.帧 63.场 64. 消隐 65.物体空间的消隐算法 66. 漫反射光

67. 环境光 68. 镜面反射光 二、选择题(每题2分) 1、计算机图形学与计算几何之间的关系是( )。 A)学术上的同义词B)计算机图形学以计算几何为理论基础 C)计算几何是计算机图形学的前身D).两门毫不相干的学科 2、计算机图形学与计算机图象学的关系是( )。 A)计算机图形学是基础,计算机图象学是其发展 B)不同的学科,研究对象和数学基础都不同,但它们之间也有可转换部分 C)同一学科在不同场合的不同称呼而已 D)完全不同的学科,两者毫不相干 3、触摸屏是( )设备。 A)输入B)输出C)输入输出D)既不是输入也不是输出 4.计算机绘图设备一般使用什么颜色模型?( ) A)RGB;B)CMY;C)HSV ;D)HLS 5. 计算机图形显示器一般使用什么颜色模型?( ) A)RGB;B)CMY;C)HSV ;D)HLS 6.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?( ) A)512KB;B)1MB;C)2MB ;D)3MB 7.哪一个不是国际标准化组织(ISO)批准的图形标准?( ) A)GKS;B)PHIGS;C)CGM ;D)DXF 8.下述绕坐标原点逆时针方向旋转a角的坐标变换矩阵中哪一项是错误的? ( ) | A B | | C D | A) cos a; B) sin a; C) sin a; D) cos a 9、在多边形的逐边裁剪法中,对于某条多边形的边(方向为从端点S到端点P)与某条裁剪线(窗口的某一边)的比较结果共有以下四种情况,分别需输出一些顶点.请问哪种情况下输出的顶点是错误的? ( ) A)S和P均在可见的一侧,则输出S和P. B)S和P均在不可见的一侧,则输出0个顶点. C)S在可见一侧,P在不可见一侧,则输出线段SP与裁剪线的交点. D)S在不可见的一侧,P在可见的一侧,则输出线段SP与裁剪线的交点和P. 10、在物体的定义中对边的哪条限制不存在? ( ) A) 边的长度可度量且是有限的 B) 一条边有且只有两个相邻的面 C) 一条边有且只有两个端点 D) 如果一条边是曲线,那么在两个端点之间不允许曲线自相交 11.下述哪一条边不是非均匀有理B样条(NURBS)的优点? ( ) A) NURBS比均匀B样条能表示更多的曲面 B) 对于间距不等的数据点,用NURBS拟合的曲线比用均匀B样条拟合的曲线更光滑

计算机图形学试题及答案完整版..

名词解释 将图形描述转换成用像素矩阵表示的过程称为扫描转换。 1.图形 2.像素图 3.参数图 4.扫描线 5.构造实体几何表示法 6.投影 7.参数向量方程 8.自由曲线 9.曲线拟合 10.曲线插值 11.区域填充 12.扫描转换 三、填空 1.图形软件的建立方法包括提供图形程序包、和采用专用高级语言。 2.直线的属性包括线型、和颜色。 3.颜色通常用红、绿和蓝三原色的含量来表示。对于不具有彩色功能的显示系统,颜色显示为。 4.平面图形在内存中有两种表示方法,即和矢量表示法。 5.字符作为图形有和矢量字符之分。 6.区域的表示有和边界表示两种形式。 7.区域的内点表示法枚举区域内的所有像素,通过来实现内点表示。 8.区域的边界表示法枚举区域边界上的所有像素,通过给赋予同一属性值来实现边界表示。 9.区域填充有和扫描转换填充。 10.区域填充属性包括填充式样、和填充图案。 11.对于图形,通常是以点变换为基础,把图形的一系列顶点作几何变换后,

连接新的顶点序列即可产生新的变换后的图形。 12.裁剪的基本目的是判断图形元素是否部分或全部落在之内。 13.字符裁剪方法包括、单个字符裁剪和字符串裁剪。 14.图形变换是指将图形的几何信息经过产生新的图形。 15.从平面上点的齐次坐标,经齐次坐标变换,最后转换为平面上点的坐标,这一变换过程称为。 16.实体的表面具有、有界性、非自交性和闭合性。 17.集合的内点是集合中的点,在该点的内的所有点都是集合中的元素。 18.空间一点的任意邻域内既有集合中的点,又有集合外的点,则称该点为集合的。 19.内点组成的集合称为集合的。 20.边界点组成的集合称为集合的。 21.任意一个实体可以表示为的并集。 22.集合与它的边界的并集称集合的。 23.取集合的内部,再取内部的闭包,所得的集合称为原集合的。 24.如果曲面上任意一点都存在一个充分小的邻域,该邻域与平面上的(开)圆盘同构,即邻域与圆盘之间存在连续的1-1映射,则称该曲面为。 25.对于一个占据有限空间的正则(点)集,如果其表面是,则该正则集为一个实体(有效物体)。 26.通过实体的边界来表示一个实体的方法称为。 27.表面由平面多边形构成的空间三维体称为。 28.扫描表示法的两个关键要素是和扫描轨迹。 29.标量:一个标量表示。 30.向量:一个向量是由若干个标量组成的,其中每个标量称为向量的一个分量。 四、简答题 1. 什么是图像的分辨率? 7. 什么是中点分割裁剪法?

《计算机图形学》练习试题及参考答案(六)

《计算机图形学》练习试题及答案 一、名词解释 1、齐次坐标系 2、光顺性 3、种子填充算法 4、镜面反射光 5、投影变换 6、光线跟踪 7、复合变换 8、走样 9、几何造型技术 10、虚拟现实 二、简答题 1、前截面距离F和后截面距离B定义了什么? 2、计算机动画的制作主要步骤 3、计算机图形显示器和绘图设备表示颜色的方法各是什么颜色系统?它们之间的关系如何? 4、图形软件主语言的选择应考虑哪些因素? 5、制定CGI,CGM,IGES标准的目的分别是什么? 6、自由曲面的表示通常有哪两种?

7、什么叫做走样?什么叫做反走样?反走样技术包括那些? 8、简述区域连贯性、扫描线的连贯性以及边的连贯性。 9、简述Bezier曲线的不足之处。 10、建立图形软件可采用哪三种方法? 11、在观察空间中,如何确定投影的类型和方向? 12、简述编码裁剪法(即Cohen-Sutherland线段裁剪法)的算法过程。 三、应用题 1、分析边标志算法的实现过程,并写出其算法的C语言描述。 2、简述深度缓存算法及其特点。 3、假设在观察坐标系下窗口区的左下角坐标为(wxl=10,wyb=10),右上角坐标为(wxr=50,wyt=50)。设备坐标系中视区的左下角坐标为(vxl=10,vyb=30), 右上角坐标为(vxr=50,vyt=90)。已知在窗口内有一点p(20,30),要将点p映射 到视区内的点p`,请问p`点在设备坐标系中的坐标是多少?(本题10分) 4、如下表是采用DDA算法画出(0,0)到(5,2)的直线的数据,请填写空格处。 i xi yi yi+0.5 int(yi+0.5) 1 0 0 0.5 0 2 1 3 2 4 3 5 4 6 5 2 2.5 2 5、已知三角形ABC各顶点的坐标A(1,2)、B(5,2)、C(3,5),相对直线Y=4做对称变换后到达A’、B’、C’。 试计算A’、B’、C’的坐标值。(要求用齐次坐标进行变换,列出变换矩阵) 6、试对下图中的多边形进行裁剪,用图表示裁剪过程。 7、计算机图形系统包含哪些外部设备? 8、简述消隐算法的分类。

计算机图形学试题及答案

一、 判断题(10x 1=10分) 1、 0阶参数连续性和0阶几何连续性的定义是相同的。( 正确 ) 2、 Bezier 曲线可做局部调整。( 错误 ) 3、 字符的图形表示分为点阵和矢量两种形式。( 正确 ) 4、 LCD 表示(液晶显示器)发光二极管显示器。( 错误 ) 5、 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、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。 2、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。 3、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、 什么叫做走样?什么叫做反走样?反走样技术包括那些? 答:走样指的是用离散量表示连续量引起的失真。 为了提高图形的显示质量。需要减少或消除因走样带来的阶梯形或闪烁效果,用于减少或消除这种效果的方法称为反走样。 其方法是①前滤波,以较高的分辨率显示对象;②后滤波,即加权区域取样,在高于显示分辨率的较高分辨率下用点取样方法计算,然后对几个像素的属性进行平均得到较低分辨率下的像素属性。 2、 试说明一致缩放(s x =s y )和旋转形成可交换的操作对。 答:???? ? ???? ?-=??????????-???????????=10 00cos sin 0sin cos 10 0cos sin 0sin cos 10 00001θθθθ θθθθ y y x x y x s s s s s s T 因为s x =s y ,故有T 1=T 2,所以一致缩放(s x =s y )和旋转可以形成可交换的操作对。 5、用参数方程形式描述曲线曲面有什么优点? 答:①点动成线;②可以满足几何不变性的要求;③可以避免斜率带来的问题; ④易于定界;⑤可以节省工作量;⑥参数变化对各因变量的影响明显。 四、 利用中点Bresenham 画圆算法的原理推导第一象限从y=x 到x=0圆弧段的扫描转换算法(要求写清原理、误差函数、递推公式)。(10分) 解:x 方向为最大走步方向,x i+1=x i -1,y i+1由d 确定 d i =F(x m ,y m )=(x i -1)2+(y i +0.5)2-R 2 ⑴ d i <0时,点在圆内,x i+1=x i -1, y i+1= y i +0.5 d i+1=F(x m ,y m )= (x i -2)2+(y i +1.5)2-R 2 =x i 2-4x i +4+y i 2+3y i +1.52-R 2 =(x i -1)2-2x i +3+(y i +0.5)2+2y i +2-R 2 = d i -2x i +2y i +5 = d i +2(y i -x i )+5 ⑵ di ≥0时,点在圆外,x i+1=x i -1,y i+1=y i d i+1=F(x m ,y m )=(x i -2)2+(y i +0.5)2-R 2 =x i 2-4x i +4+(y i +0.5)2-R 2 = di -2xi+3 五、 如下图所示多边形,若采用改进的有效边表算法进行填充,试写出该多边形的ET 表和当扫描线Y=4时的AET 表。 (本题10分) 解:ET 表: 六、假设在观察坐标系下窗口区的左下角坐标为(wxl=10,wyb=10),右上角坐标为(wxr=50,wyt=50)。设备坐标系中视区的左下角坐标为(vxl=10,vyb=30),

计算机图形学试题及答案

《计算机图形学》练习试题及参考答案 15、平面上给定三个顶点Qi (i=0,1,2),试构造一条插值这三个顶点的二次Bezier 曲线。要求简述基本原理并画出示意图。 解:由曲线端点性质,知可以取Bezier 曲线的两端点P 0=Q 0,P 2=Q 2,下面构造P 1 点: 因为P(t)= P 0(1-t)2+ 2P 1(1-t)t+ P 2t 2,令l1=|Q 0Q 1|, l2=|Q 1Q 2|,,则可以取t1=l1/(l1+l2),有: P (t1)=Q 1 从而可以求得:222 1212012 112 ()2l l Q l Q l Q P l l +--= 这样就可以以P 0P 1P 2这特征多边形画出二次Bezier 曲线。 16、给定顶点P 0P 1P 2P 3P 4P 5P 6构成的控制多边形,绘出三次B 样条曲线的形状示意图。 要求:简要说明作图过程,保留作图辅助线,作出(或文字说明)曲线上各特征点的切线矢量。 P1 P0 P2 Q 0 Q 1 Q 2

画出以P 0P 1P 2 P 3决定的地0段3次样条曲线: M 1为P 0P 2的中点,A 点位于P 1M 1的1/3处,A 点的切矢平行于P 0P 2,且等于P 0P 2的1/2,A 点的二阶导数矢量为中线矢量P 1M 1的两倍;M 2为P 2P 3的中点,B 点位于P 2M 2的1/3处,A 点的切矢平行于P 1P 3,且等于P 1P 3的1/2,B 点的二阶导数矢量为中线矢量P 2M 2的两倍; 正确标出A 、B 两点、 指出A 、B 点的切矢、 指出A 、B 点的二阶导数矢量 以同样的方法画出其它样条曲线。 16、如图,取正方形四个顶点P 0,P 1,P 2,P 3作为特征多边形顶点,采用二次B 样条曲线绘出光滑封闭曲线的形状示意图。采用三次B 样条曲线绘出光滑封闭曲线的形状示意图。 要求:简要说明作图过程,保留作图辅助线,作出(或文字说明)曲线上各特征点的切线矢量。 1)作图简述:先画由P 0P 1P 2三点所决定的一段曲线。取P 0P 1中点,该点的切矢方向及大小都与P 0P 1向量相同。另外,取P 1P 2中点,该点的切矢方向及大小都与P 1P 2向量相同,在两个中点之间画一曲线,端点切矢由两上中点的切矢所决定。 同法绘出另外三段曲线。 2)作图简述:画出以P 0P 1P 2P 3所决定的首段曲线。M 为P 0P 2中点,也即 P 1P 3中点。A 点位于P 1M 的1/3处,B 点位于P 2M 的1/3处。A 点的切矢平行于P 2P 0且等于其1/2,B 点的切矢平行于P 1P 3且等于其1/2。A 点的二阶导数矢量为P 1P 3,B 点的二阶导数矢量为P 2P 0。从而可以画出曲线段AB 。 同法可以绘出另外三段曲线。 三次B 样条曲线 P 0 P 1

计算机图形学试题及答案(汇总)

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(集合要素)与反映物体表面属性或材质 的明暗、色彩等的(非几何要素)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 (增强图形适配器)/VG A(视频图形阵列)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、 Bez ier 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、 L CD 表示(液晶显示器)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⨯。欲存储每个像素12位,这 些系统各需要多大的帧缓冲器(字节数)? 答:480640⨯需要的帧缓存为KB 4508/12480640=⨯⨯ 10241280⨯需要的帧缓存为KB 19208/1210241280=⨯⨯ 20482560⨯需要的帧缓存为KB 76808/1220482560=⨯⨯ 3、 什么叫做走样?什么叫做反走样?反走样技术包括那些? 答:走样指的是用离散量表示连续量引起的失真. 为了提高图形的显示质量。需要减少或消除因走样带来的阶梯形或闪烁效果,用于减少或消除这种效果的方法称为反走样。 其方法是①前滤波,以较高的分辨率显示对象;②后滤波,即加权区域取样,在高于显示分辨率的较高分辨率下用点取样方法计算,然后对几个像素的属性进行平均得到较低分辨率下的像素属性。 4、 试说明一致缩放(sx =s y )和旋转形成可交换的操作对。 答:⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-•⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=1000cos sin 0sin cos 10 00cos sin 0sin cos 10 00001θ θθθθθθθy y x x y x s s s s s s T ⎥⎥⎥⎦ ⎤⎢⎢⎢⎣ ⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡•⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=10 00cos sin 0sin cos 10 000010 00cos sin 0sin cos 2θθθθθθθθ y x y x y x s s s s s s T

计算机图形学试题及答案

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⨯.欲存储每个像素12位,这些系统 各需要多大的帧缓冲器〔字节数〕? 答:480640⨯需要的帧缓存为KB 4508/12480640=⨯⨯ 10241280⨯需要的帧缓存为KB 19208/1210241280=⨯⨯ 20482560⨯需要的帧缓存为KB 76808/1220482560=⨯⨯ 3、 什么叫做走样?什么叫做反走样?反走样技术包括那些? 答:走样指的是用离散量表示连续量引起的失真. 为了提高图形的显示质量.需要减少或消除因走样带来的阶梯形或闪烁效果,用于减少或消除这种效果的方法称为反走样. 其方法是①前滤波,以较高的分辨率显示对象;②后滤波,即加权区域取样,在高于显示分辨率的较高分辨率下用点取样方法计算,然后对几个像素的属性进行平均得到较低分辨率下的像素属性. 4、 试说明一致缩放〔s x =s y 〕和旋转形成可交换的操作对. 答:⎥⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎢⎣ ⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-•⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=10 00cos sin 0sin cos 10 0cos sin 0sin cos 10 00001θθθθ θθθθ y y x x y x s s s s s s T 因为s x =s y ,故有T 1=T 2,所以一致缩放〔s x =s y 〕和旋转可以形成可交换的操作对. 5、用参数方程形式描述曲线曲面有什么优点? 答:①点动成线;②可以满足几何不变性的要求;③可以避免斜率带来的问题; ④易于定界;⑤可以节省工作量;⑥参数变化对各因变量的影响明显.

计算机图形学试题及答案

一、 判断题(10x1=10分) 1、 0阶参数连续性和0阶几何连续性的定义是相同的。( 正确 ) 2、 Bezier 曲线可做局部调整。( 错误 ) 3、 字符的图形表示分为点阵和矢量两种形式。( 正确 ) 4、 LCD 表示(液晶显示器)发光二极管显示器。( 错误 ) 5、 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、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。 2、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。 3、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、 什么叫做走样?什么叫做反走样?反走样技术包括那些? 答:走样指的是用离散量表示连续量引起的失真。 为了提高图形的显示质量。需要减少或消除因走样带来的阶梯形或闪烁效果,用于减少或消除这种效果的方法称为反走样。 其方法是①前滤波,以较高的分辨率显示对象;②后滤波,即加权区域取样,在高于显示分辨率的较高分辨率下用点取样方法计算,然后对几个像素的属性进行平均得到较低分辨率下的像素属性。 2、 试说明一致缩放(s x =s y )和旋转形成可交换的操作对。 答:⎥⎥⎥⎦⎤ ⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-•⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=1000cos sin 0sin cos 1000cos sin 0sin cos 10 00001θθθθ θθθθ y y x x y x s s s s s s T ⎥⎥⎥⎦ ⎤⎢⎢⎢⎣ ⎡-=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡•⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=10 00cos sin 0sin cos 10 000010 00cos sin 0sin cos 2θθθθθθθθ y x y x y x s s s s s s T 因为s x =s y ,故有T 1=T 2,所以一致缩放(s x =s y )和旋转可以形成可交换的操作对。 5、用参数方程形式描述曲线曲面有什么优点? 答:①点动成线;②可以满足几何不变性的要求;③可以避免斜率带来的问题; ④易于定界;⑤可以节省工作量;⑥参数变化对各因变量的影响明显。 四、 利用中点Bresenham 画圆算法的原理推导第一象限从y=x 到x=0圆弧段的扫描转换算法(要求写清原理、误差函数、递推公式)。(10分) 解:x 方向为最大走步方向,x i+1=x i -1,y i+1由d 确定 d i =F(x m ,y m )=(x i -1)2+(y i +0.5)2-R 2 ⑴ d i <0时,点在圆内,x i+1=x i -1, y i+1= y i +0.5 d i+1=F(x m ,y m )= (x i -2)2+(y i +1.5)2-R 2 =x i 2-4x i +4+y i 2+3y i +1.52-R 2 =(x i -1)2-2x i +3+(y i +0.5)2+2y i +2-R 2 = d i -2x i +2y i +5 = d i +2(y i -x i )+5 ⑵ di ≥0时,点在圆外,x i+1=x i -1,y i+1=y i d i+1=F(x m ,y m )=(x i -2)2+(y i +0.5)2-R 2 =x i 2-4x i +4+(y i +0.5)2-R 2 = di -2xi+3 五、 如下图所示多边形,若采用改进的有效边表算法进行填充,试写出该多边形的ET 表和当扫描线Y=4时的AET 表。(本题10分) 六、

计算机图形学试卷及答案

1、在CRT 显示器系统中, 是控制电子束在屏幕上的运动轨迹; A. 阴极 B. 加速系统 C. 聚焦系统 D. 偏转系 统 2、分辨率为1024×1024的显示器需要多少字节位平面数为16的帧缓存 A. 512KB B. 1MB C. 2MB D. 3MB 3、计算机图形显示器一般使用什么颜色模型 A. RGB B. CMY C. HSV D. HLS 4、下面哪个不属于图形输入设备 A. 键盘 B. 绘图仪 C. 光笔 D. 数据手套 5、多边形填充算法中,错误的描述是 ; A. 扫描线算法对每个象素只访问一次,主要缺点是对各种表的维持和排序 的耗费较大 B. 边填充算法基本思想是对于每一条扫描线与多边形的交点,将其右方象素取补 C. 边填充算法较适合于帧缓冲存储器的图形系统 D. 边标志算法也不能解决象素被重复访问的缺点 6、 在扫描线填色算法中,扫描线与顶点相交时,对于交点的取舍问题,下述说法正确的是 ; A. 当共享顶点的两条边分别落在扫描线的两边时,交点只算2个 B. 当共享交点的两条边在扫描线的同一边时,若该点是局部最高点取1个 C. 当共享交点的两条边在扫描线的同一边时,若该点是局部最低点取2个 D. 当共享顶点的两条边分别落在扫描线的两边时,交点只算0个 7、在多边形的逐边裁剪法中,对于某条多边形的边当前处理的顶点为P,先前已处理的多边形顶点为S 与某条裁剪线窗口的某一边的比较结果共有以下四种情况,分别需输出一些顶点;请问哪种情况下输出的顶点是错误的 A. S 和P 均在可见的一侧,则输出点P B. S 和P 均在不可见的一侧,则输出0个顶点 C. S 在可见一侧,P 在不可见一侧,则输出线段SP 与裁剪线的交点和点S D. S 在不可见的一侧,P 在可见的一侧,则输出线段SP 与裁剪线的交点和P 8、使用下列二维图形变换矩阵:,将产生变换的结果为 ; 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 ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=111010002T

计算机图形学考试题及答案

一、填空题(每空1分) 1、分辨率为2048×1024,能显示256种颜色的显示器,至少需要选用帧缓存 容量为 2 MB。 2、彩色显示器使用颜色模型,而彩色打印机使用颜色模型。 3、在图形文件中,常用来描述图形元素(点,线,圆,弧等);而在光栅扫 描图形显示器中,采用显示所有图形。 4、当三维物体用透视变换方程投影到观察平面上,物体中不与观察平面平行 任一簇平行线投影成收敛线,其收敛点为。物体的平行于某一坐标轴的平行线的灭点为。 5、可见光的波长为纳米。 6、在简单光照模型中,一个点光源照射到物体表面上一点,再反射出来的光, 可分为三部分、和。 7、在文件大小上,位图图像要比矢量图形文件。 二、选择题(有的为多选题,每题2分) (1)在下列有关CRT显示器的叙述中,正确的论述为(ABD ) A、CRT由五部分组成:电子枪、聚焦系统、加速系统、磁偏转系统和荧光 屏; B、电子枪:发射电子流并控制其强弱; C、聚焦系统:将电子束引向荧光屏特定的位置。 D、加速系统:使电子束加速到应有的速度; E、磁偏转系统:将电子流聚焦成很窄的电子。; (2)下述用数值微分法(DDA)画斜率的绝对值小于1的直线的C语言子程序中哪一行有错(D ) V oid drawLineWithDDA(int x1, int y1, int x2, int y2, int color) { A、int x, y; B、float k = (float)(y2-y1)(x2-x1); C、for(x=x1,y=y1;x<=x2;x++) { putpixel (x, y, color); } D、y+=k; } (3)使用下列二维图形变换矩阵,将产生的变换结果为( 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;

《计算机图形学》练习题答案

《计算机图形学》练习题 1.直线扫描转换的Bresenham 算法 (1) 请写出生成其斜率介于0和1之间的直线的Bresenham 算法步骤。 (2) 设一直线段的起点和终点坐标分别为(1,1)和(8,5),请用Bresenham 算法生成此直线段,确定所有要绘制象素坐标。 (1)✍输入线段的两个端点,并将左端点存储在(x0,y0)中 ✍将(x0,y0)装入帧缓存,画出第一个点 ✍计算常量?x, ?y, 2?y, and 2?y-2?x,并得到决策参数的第一个值: p0 = 2?y - ?x ④从k=0开始,在沿线路径的每个xk 处,进行下列检测: 如果pk < 0,下一个要绘制的点就是(xk +1,yk) ,并且pk+1 = pk + 2?y 否则下一个要绘制的点就是(xk +1, yk +1),并且 pk+1 = pk + 2?y- 2?x ⑤重复步骤4,共 ?x-1次 (2)m=(5-1)/(8-1)=0.57 ∆x=7 ∆y=4 P0=2∆y-∆x=1 2∆y=8 2∆y-2∆x=-6 k pk (xk+1,yk+1) 0 1 (2,2) 1 -5 (3,2) 2 3 (4,3) 3 -3 (5,3) 4 5 (6,4) 5 -1 (7,4) 6 7 (8,5) 2.已知一多边形如图1所示,其顶点为V 1、V 2、V 3、V 4、V 5、V 6,边为E 1、E 2、E 3、E 4、E 5、E 6。用多边形的扫描填充算法对此多边形进行填充时(扫描线从下到上)要建立边分类表(sorted edge table)并不断更新活化边表(active edge list)。 (1) 在表1中填写边分类表中每条扫描线上包含的边(标明边号即可); (2) 在表2中写出边分类表中每条边结构中各成员变量的初始值 (3) 指出位于扫描线y=6,7,8,9和10时活化边表中包含那些边,并写出这些边中的x 值、y max 值、和斜 率的倒数值1/m 。 表1边分类表 x 4 8 1 图1多边形的边和顶点 y 1 4 8 2 3 5 6 7 9 10 2 3 5 6 7 9 10 V 1 V 2 V 3 V 4 V 5 V 6 E 1 E 2 E 3 E 4 E 5 E 6

相关文档
最新文档