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文档简介
1、2011秋季计算机图形学考试复习题 得 分评 卷 人 一、填空题(共10分,每空1分)1、目前常用的PC图形显示子系统主要由3个部件组成: 帧缓冲存储器、显示控制器、ROM BIOS。2、 图形的输入设备有 键盘、鼠标、光笔(至少写三种);图形的显示设备有CRT显示器、LCD、投影仪(至少写三种)。3、形体的定义和图形的输入输出都是在一定的坐标系下进行的,通常这些坐标系分为:建模坐标系,用户坐标系,观察坐标系,规格化设备坐标系和 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 给定的位置 开始涂描直到 指定的边界条件 为止。5、
2、X扫描线算法中,每次用一条扫描线进行填充,对一条扫描线填充的过程可分为4个步骤:(求交)、(排序)、(交点配对)、(区间填色)。6、一个交互式计算机图形系统应具有 计算 、 存储 、 对话 、 输入 和 输出 等五个方面的功能。7. 将三维物体变为二维图形的变换称为(投影变换),其有两种基本方式:(平行投影)、(透视投影)。8、用一组型值点来指定曲线曲面的形状时,形状完全通过给定的型值点列,用该方法得到的曲线曲面称为曲线曲面的(拟和),而用控制点列来指定曲线曲面的形状时,得到的曲线曲面不一定通过控制点列,该方法称为曲线曲面的(逼近)。9、对于基本几何变换,一般有平移、旋转、反射和错切等,这些基
3、本几何变换都是相对于(坐标原点)和(坐标轴)进行的几何变换。 得 分评 卷 人 二、选择题(共20分,每题2分)1计算机图形学与计算机图象学的关系是( B )。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 2 分辨率为2048×1024的显示器需要多少字节位平面数为32的帧缓存?( B )A)64KB;B)8MB;C)32MB;D)16MB 3下列有关反走样的叙述,错误的是( A )A)减少或克服图形失真的
4、技术叫做反走样;B)提高分辨率是反走样的方法之一;C)半色调技术是利用多级光强提高视觉分辨率的技术;D)对于多灰度或多彩色显示器,图形的边缘可采用模糊技术而改善锯齿显示效果。4计算机绘图设备一般使用什么颜色模型?( A )A)RGB;B)CMY; C)HSV;D)HLS 5使用下列二维图形变换矩阵,将产生变换的结果为( D )A)沿Y坐标轴方向放大2倍,同时沿X、Y坐标轴方向各平移2个绘图单位;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和Y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
5、移2个绘图单位。6下面关于深度缓存消隐算法(Z-Buffer)的论断哪一条不正确? ( B )A)深度缓存算法并不需要开辟一个与图像大小相等的深度缓存数组B)深度缓存算法不能用于处理对透明物体的消隐C)深度缓存算法能并行实现D)深度缓存算法中没有对多边形进行排序 7双线性法向插值法(Phong Shading)有何优点?( B )A)法向计算精确 B)高光域准确C)对光源和视点没有限制 D)速度较快8图形软件系统提供给用户三种基本的输入方式,不包含的选项是( B )A)请求方式; B)采样方式;C)事件方式; D)随机方式。9双二次Bezier曲面的4条边界都是抛物线,其特征网格有(
6、 B )个顶点。A)8; B)9; C)10; D)1610种子填充算法中,正确的叙述是( C )A)它是按扫描线的顺序进行象素点的填充B)四连接算法可以填充八连接区域C)四连接区域内的每一象素可以通过上下左右四个方向组合到达D)八连接算法不能填充四连通区域11下列有关曲线和曲面概念的叙述语句中,错误的论述为( B )A)实体模型和曲面造型是CAD系统中常用的主要造型方法,曲面造型是用参数曲面描述来表示一个复杂的物体B) 参数形式和隐含形式都是精确的解析表示法,在计算机图形学中,它们同样好用C) 从描述复杂性和形状灵活性考虑,最常用的参数曲面是3次有理多项式的曲面D) 在曲线和曲面定义时,使用
7、的基函数应有两个重要性质:凸包性和仿射不变性12在简单光反射模型中,由物体表面上点反射到视点的光强下述哪几项之和?( C )(1)环境光的反射光强;(2)理想漫反射光强;(3)镜面反射光强;(4)物体间的反射光强。A)(1)和(2) B)(1)和(3) C)(1)(2)和(3) D)(1)(2)(3)和(4)13下面给出的四个选项中,( A )不是Bezier曲线具有的性质。A) 局部性 B) 几何不变性 C) 变差缩减性 D) 凸包性14、触摸屏是(C)设备。A、输入B、输出C、输入输出D、既不是输入也不是输出15、反射光是由(D)组成的。A、漫反射光和环境光B、透射光和散射光C、镜面反射光
8、和环境光D、漫反射光、环境光和镜面反射光16. 如图所示,扫描线y=1、y=2、y=3分别与多边形的顶点A、B、C相交,则交点的个数按扫描线y=1、y=2、y=3的顺序依次为( D )A) 0、0、1 B) 2、2、1 C) 0、0、2 D) 2、0、117. 当用n+1个控制多边形的顶点来构造Bezier曲线和B样条曲线时,所构造的Bezier曲线和B样条曲线的次数依次是( D )图1A) n次、n次B) n+1次、n+1次C) n次、n-1次 D) n次、与控制多边形的顶点个数无关 得 分评 卷 人 三、判断题(共10分,每题1分)请给正确的打“”,错误的打“×”。1凡满足几何连
9、续的曲线同时满足参数 条件,反之则不成立。 (×)2Gouraud光照模型能够表示出高光部位的亮度。 (×)3齐次坐标系不能表达图形中的无穷远点。 (×)4NURBS曲线方法不能够提供标准解析曲线和自由曲线的统一数学表达。 (×)5光的三基色为:红绿蓝。 ()6椭圆的Bresenham生成算法中,第一象限的上下部分分界点由2b2X=2a2Y决定。()7区域填充、消隐是凸包计算的主要用途。 (×)8图形消隐中的深度存储算法,占用较多的内存空间,且未利用连贯性。 (×)9一次Bezier曲线其实就是连接起点到终点的折线段。 (×
10、)10Bezier曲线具有对称性质。 () 得 分评 卷 人 四、简答题(共15分,每题5分)1、走样与反走样的定义是?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。其方法是前滤波,以较高的分辨率显示对象;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.如下图所示,裁减窗口为正方形,采用逐边裁件算法,依次按左、下、右、上的顺序,用四条窗口边界裁减多边形ABCDE。试写出每条框口边界裁减
11、后输出的新的多边形的顶点序列。图2答:左边界裁减后:ABCD12 下边界裁减后:4B56D123 右边界裁减后:4B7D123 上边界裁减后:4B7891233、Bezier曲线在端点处的一阶导数为:p(0)=n(P1-P0),p(1)=n(Pn-Pn-1),二阶导数为:p”(0)=n(n-1)(P2-P1)-(P1-P0),p”(1)=n(n-1)(Pn-2-Pn-1)-(Pn-1-Pn)。写出如图2所示的两段三次Bezier曲线在连接点处的G1,G2连续性条件。答:因为是三次Bezier曲线,所以有n=3。根据G1连续性条件有:p(1)=a* p(0)即:Q1-Q0= a*(P3-P2)又
12、根据G2连续性条件有:p”(1)b*p”(0)即:Q0-2Q1+Q2=b*(P1-2P2P3) 得 分评 卷 人 五、计算题(共30分,每小题10分)1、如图3所示的多边形,若采用改进的有效边表算法进行填充,试画出该多边形的ET表。图3解:ET表如下: (以下略。要给出了y为各个不同数值时的AET表,及绘制的扫描线表)2、已知点P(xp,yp)及直线L的方程Ax+By+C=0,试推导一个相对L作对称变换的变换矩阵,使点P的对称点为P=P*T。 ()(本题15分)解:图43、如图3所示,物体ABCDEFGH进行如下变换,写出其变换矩阵并求出复合变换后顶点的齐次坐标。(本题10分)平移使点C与点P
13、(1,1,0)重合;绕z轴正向旋转60°。解:平移点C与点P重合的平移矩阵为:绕z轴旋转60°矩阵:所以,复合变换后顶点的规范化齐次坐标矩阵为:其中ABCDEFGH为变换后对应的齐次坐标。4 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:将窗口左下角点(10,10)平移至观察坐标系的坐标
14、原点,平移矢量为(-10,-10)。 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。 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)。5用扫描线填充法将顶点为P0 (2,5), P1(2,10),P2(9,6),P3(16,11),P4(12,2),P5(7,2)的多边形填充。写出填充步骤并进行填充。6.推导出绕任意点旋转的齐次坐标变换矩阵。 得 分评 卷
15、人 六、算法题(15分)1请写出实现Bresenham直线生成算法的C语言程序。P232描述多边形扫描转换的扫描线算法。答:算法的思想:扫描线多边形扫描转换算法是按扫描线顺序,计算扫描线与多边形的相交区间,再用要求的颜色显示这些区间的象素,即完成填充工作。区间的端点可以通过计算扫描线与多边形边界线的交点获得。对于一条扫描线,多边形的填充过程可以分为四个步骤:(1)求交:计算扫描线与多边形各边的交点;(2)排序:把所有交点按x 值递增顺序排序;(3)配对:第一个与第二个,第三个与第四个等等;每对交点代表扫描线与多边形的一个相交区间,(4)填色:把相交区间内的象素置成多边形颜色,把相交区间外的象素置成背景色。但求交会导致算法效率低,为了能很好地利用图形地连贯性,我们可以引进多边形表、活性边表等数据结构,并利用增量算法避免求交运算。具体算法如下:算法过程void polyfill (POLYGON polygon, int color)for(各条扫描线i )初始化新边表头指针NET i;把ymin = i 的边放进边
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