计算机图形学作业.doc

_计算机图形练习题注意：1.标注有“思考”的，无需写在作业本上 2.仔细阅读约定，按约定答题一概述章节练习题1. 术语翻译2D 二维图像、3D 三维图像、CG计算机图形、DIP（Digital Image Processing） 数字图像处理、real-time rendering、bitmap 实时渲染、CAD 计算辅助设计、CAM计算机辅助制造、CAI 计算机辅助教学、Non-Photorealistic Rendering（NPR） 非真实渲染、pixel 像素、picture element 图片元素、fractals 分形学、GIS（ Geographic Information System） 地理信息系统、Motion Sensing Game 体感游戏、GUI 图形用户界面2. 查资料思考，用12个软件名填写下表的每个空格商业软件免费/开源软件2Draster imageMULISIMQcadvector graphicsSvg-editCairomm3DCoreldrawInkscap二、图形系统章节练习题1. 术语翻译DC 数码相机、DSLR 单眼数位相机、motion capture（Mocap） 动作捕捉、raster image光栅图象、vector graphics矢量图像、3d scanner 三维扫描仪、3d printer 3d打印机、projector 投影仪、CRT 阴极射线管、LCD 液晶显示屏、Frame Buffer（FB） 帧缓冲器、Lookup Table 查找表2. 试列举常见的图形系统的IO设备输入：鼠标、扫描仪、数码相机、跟踪球、空间球、操作杆、触摸板、光笔输出：显示器、打印机、绘图仪3. 试比较 乌克兰建筑物3D投影艺术和【巡音】映像两种显示方式的不同4. 比较三种图像显示方式：随机、存储式、光栅。随机: 为了获得稳定的画面，必须不断地重复扫描显示文件优点：图形修改方便，交互性好,图形可以无级放大不会出现锯齿状缺点：不能产生多级灰度的真实感显示,图形的复杂程度受显示器扫描速度的限制存储式: 利用显示管本身来存储信息技术（随机扫描器使用了一个独立的存储器来存储图形信息）优点：图形保持时间长，比较稳定。电路结构简单，成本低。缺点：显示画面速度慢，不适宜动态修改，一次擦除整屏图形，交互性差。不能进行区域填充，图形复杂度受到限制。 光栅:把对应于屏幕上每个像素的信息都用存储器存起来，然后按地址顺序逐个刷新显示在屏幕上。 优点：不仅可以显示物体轮廓还可进行区域填充。可生成真实感图像缺点：从应用程序将图形的描述转换成帧缓存像素信息的过程比较费时，相应软件比较复杂。在显示斜线时会出现走样 5. FB的计算对于光栅显示系统，如果每个像素可多达24位（红、绿、蓝三基色，每种基色占8位：83=24位），那么每个像素可以显示的颜色总数是多少？如果系统的分辨率是1024*768，那么显卡的FB至少应该是多少？N=224 FB=1024768log224=18M6. 列举常用的颜色模型及适用范围。RGB：面向硬件，适用于显示设备CMY(K):适用于打印，绘制设备HSV：适用于画家本色原理直观的颜色描述HSL：基于颜色参数的模型7. 列举并比较：现在编程时，可以适用到得图形支撑软件（图形库）。openGL:用来描述场景的面向对象函数。VRML：可用来建立因特网上虚拟世界的三维图形。JAVA2D：创建JAVA applet中的二维场景。JAVA3D：创建三维web显示。Renderman Interface：可用来显示生成各种光照模型下的场景。三、基本图形元素章节练习题1. 术语翻译DDA 数字微分分析器、anti-aliasing 反走样、convex polygon 凸多边形、convcave polygon 凹多边形、Vector image 矢量图像、raster image 光栅图象、Edge Table 边表、Active Edge Table 活化边表、Flood fill algorithm 泛滥填充算法、seed fill algorithm 种子填充算法2. 使用DDA算法，1） 填写下表，绘制（0，0）-（5,10）之间的直线段。约定：a）对于浮点数运算，只取到小数点后2位，从第3位起直接舍弃；b）对于取整运算，只接取整数部分，舍弃小数点后的数字。2） m=10-0/5-0=2 y=1 xk+1=xk+1/m步骤计算坐标画点坐标xiyixiyi1000020.51013121241.53135242462.55257363683.573794848104.5949115105102） 考虑如何绘制（-5,10）-（0，0）之间的直线段（不用写在作业本上）3. 中点法与Bresenham画线法1）使用中点法，填写下表，绘制（0，0）-（5,10）之间的直线段。约定直线段恰好通过中点时，去水平方向的下一个点。步骤xy判据d10002011031204131052406251073608371094801049101151002） 约定下一候选点只能在四邻域上选取，推导Bresenham画线法，绘制斜率大于1的直线段（不用写在作业本上）3） 思考：中点法与Bresenham画线法有何关系？4. 使用扫描线填充算法，填充闭合多边形约定边结构为（以C语言描述）typedef struct int ymax; float xcurrent; float deltax; struct Edge *nextEdge; Edge;1） 填充由顺次链接的如下顶点构成的闭合多边形：（3,3）-（3,9）-（7,7）-（13,11）-（13,5）-（7,1）。要求a）列出ET；b）写出y=5时，AET赋值的过程；c）填写下表。约定：a）对于浮点数运算，只取到小数点后2位，从第3位起直接舍弃；b）对于取整运算，只接取整数部分，舍弃小数点后的数字2） 思考：扫描线填充算法与上面2题，有何关系。yAET填充13,7.00，-2.00-5，7.00，1.50(7,1)-(7,1)25. 使用泛滥填充算法，填充闭合多边形1） 约定a）像素领域读取方向如下图左；b）堆栈中已有像素不重复入栈；c）初始种子点选为6号点。填写下表2） 思考：泛滥填充算法，第一步需要判断种子点是否在多边形内部。如何判断？3） 思考：如果约定像素领域为8邻域，会如何？ 步骤堆栈填充像素编号低高162663744475s33575s22675s88775s99875sS975510776. 思考：扫描线填充法和种子填充法，分别适合于什么场合？7. 关于光栅图像、矢量图像1）思考：如何实现光栅图形的反走样？1提高分辨率。2区域采样。3半色调技术。2）查阅更多资料思考：给出光栅图像，如何做到无极放大？3）查阅更多资料思考：光栅图像、矢量图像有何区别？如何将光栅图像转换为矢量图像？光栅图也叫做位图、点阵图、像素图，简单的说，就是最小单位由像素构成的图，缩放时会失真。每个像素有自己的颜色，类似电脑里的图片都是像素图，你把它放很大就会看到点变成小色块了。这种格式的图适合存储图形不规则，而且颜色丰富没有规律的图，比如照片。矢量图也叫做向量图，记录的是点、线、面的位置和颜色信息，这样，图形放大不会失真，适合存