2011计算机图形学复习题

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