《计算机图形学》题集

《计算机图形学》题集一、选择题（每题2分，共20分）计算机图形学主要研究的是：

A.计算机硬件的设计

B.计算机软件的开发

C.图像的生成、处理与显示

D.计算机网络技术下列哪个不是计算机图形学的应用领域？

A.游戏开发

B.医学影像处理

C.文字编辑

D.三维动画制作在计算机图形学中，像素（Pixel）是：

A.图像的最小单位

B.显示器的大小

C.图像的分辨率

D.图像的颜色深度下列哪个是光栅图形显示器的特点？

A.直接使用矢量数据表示图像

B.图像由像素阵列组成

C.分辨率固定不变

D.不适用于动态图像显示在三维图形变换中，平移变换不会改变物体的：

A.形状

B.大小

C.方向

D.位置下列哪个算法常用于三维图形的消隐处理？

A.光线追踪算法

B.Z-Buffer算法

C.纹理映射算法

D.反走样算法在计算机图形学中，下列哪个术语用于描述物体表面的明暗程度？

A.色彩

B.光照模型

C.纹理

D.透明度下列哪个不是计算机图形学中的基本图形生成算法？

A.中点画线算法

B.Bresenham画圆算法

C.扫描线填充算法

D.Cohen-Sutherland线段裁剪算法在计算机图形学中，下列哪个概念用于描述物体的三维形状？

A.像素

B.几何模型

C.色彩模型

D.光照模型下列哪个不是真实感图形生成的基本步骤？

A.几何建模

B.光照模型计算

C.纹理映射

D.数据压缩二、填空题（每题2分，共14分）计算机图形学中的“图形”主要分为两大类：和。在三维图形变换中，旋转变换可以使用______矩阵来实现。在计算机图形学中，______是指使用数学方法来模拟真实世界中光线与物体表面的相互作用。在进行三维图形的消隐处理时，______算法是一种常用的方法，它通过维护一个深度缓冲区来实现。在计算机图形学中，______是一种常用的图像滤波技术，可以用于图像的平滑处理。在进行纹理映射时，______技术可以有效地减少纹理图像的存储空间和提高渲染效率。在真实感图形生成中，______是模拟物体表面细节和质感的重要技术。三、判断题（每题2分，共10分）在计算机图形学中，像素是图像的最小单位。（）三维图形变换中的缩放变换会改变物体的形状。（）Z-Buffer算法是一种常用的三维图形消隐算法。（）在计算机图形学中，光照模型只用于模拟环境光对物体的影响。（）纹理映射技术只能用于三维图形的表面贴图，不能用于二维图形。（）四、简答题（每题5分，共15分）简述计算机图形学的主要研究内容。什么是三维图形的消隐处理？为什么需要进行消隐处理？简述真实感图形生成的基本步骤。五、计算题（每题10分，共20分）已知一个二维点P(3,4)，请计算该点绕原点逆时针旋转90度后的新坐标。已知一个三维点Q(1,2,3)，请计算该点沿x轴平移5个单位后的新坐标。六、应用题（每题10分，共20分）请描述如何使用中点画线算法绘制一条从点(2,3)到点(8,9)的直线段。请描述如何使用扫描线填充算法填充一个由顶点(1,1),(1,4),(4,4),(4,1)定义的矩形区域。七、综合题（每题10分，共20分）请解释在计算机图形学中，为什么需要进行坐标变换？并举例说明其应用。请阐述在计算机图形学中，如何实现真实感图形生成中的光照效果？并说明其重要性。八、分析题（每题10分，共20分）分析在计算机图形学中，纹理映射技术对图形渲染质量的影响，并说明其在实际应用中的重要性。分析在计算机图形学中，消隐算法对三维图形渲染效率的影响，并讨论不同消隐算法之间的优缺点。九、设计题（每题15分，共30分）设计一个简单的二维图形系统，要求能够绘制直线、圆和矩形，并能够实现图形的平移、旋转和缩放变换。设计一个三维图形渲染流程，要求包括几何建模、光照模型计算、纹理映射和消隐处理等步骤，并简要描述每个步骤的实现方法。《计算机图形学》题集答案一、选择题答案CC（文字编辑不属于计算机图形学的应用领域）A（像素是图像的最小单位）B（光栅图形显示器的特点是图像由像素阵列组成）A（平移变换不会改变物体的形状）B（Z-Buffer算法常用于三维图形的消隐处理）B（光照模型用于描述物体表面的明暗程度）B（Bresenham画圆算法不是计算机图形学中的基本图形生成算法，应为Bresenham画线算法）B（几何模型用于描述物体的三维形状）D（数据压缩不是真实感图形生成的基本步骤）二、填空题答案矢量图形和光栅图形（或位图图形）旋转（或变换）光照模型Z-Buffer（或深度缓冲）图像滤波（或平滑滤波）MIP映射（或多级渐进纹理映射）纹理映射三、判断题答案对错（三维图形变换中的缩放变换会改变物体的大小，但不一定改变形状）对错（光照模型不仅用于模拟环境光对物体的影响，还包括模拟其他光源和光照效果）错（纹理映射技术既可用于三维图形的表面贴图，也可用于二维图形）四、简答题答案计算机图形学的主要研究内容包括：图像生成、图像处理、图像显示以及图像交互等。它涉及如何使用计算机生成、处理和显示图形，以及如何实现与图形的交互操作。三维图形的消隐处理是指在三维图形渲染过程中，消除那些被其他物体遮挡而不可见的部分。这是因为在进行三维图形渲染时，多个物体可能会相互遮挡，如果不进行消隐处理，渲染结果就会出现错误的显示。因此，需要进行消隐处理来保证渲染结果的正确性。真实感图形生成的基本步骤包括：几何建模、光照模型计算、纹理映射和渲染输出。首先，根据物体的几何形状建立几何模型；然后，计算光照模型，模拟光线与物体表面的相互作用；接着，进行纹理映射，为物体表面添加细节和质感；最后，将渲染结果输出到显示设备上。五、计算题答案已知点P(3,4)，绕原点逆时针旋转90度后的新坐标为(-4,3)。已知点Q(1,2,3)，沿x轴平移5个单位后的新坐标为(6,2,3)。六、应用题答案使用中点画线算法绘制一条从点(2,3)到点(8,9)的直线段，首先计算直线的斜率，然后根据斜率判断每一步的增量，在每一步中，都使用中点公式计算出下一个点的坐标，并将其绘制出来，直到绘制到终点为止。使用扫描线填充算法填充一个由顶点(1,1),(1,4),(4,4),(4,1)定义的矩形区域，首先确定矩形的最小和最大x、y坐标，然后从最小y坐标开始，逐行扫描，对于每一行，从最小x坐标开始，逐个像素地填充，直到达到最大x坐标为止。七、综合题答案在计算机图形学中，需要进行坐标变换的原因是为了方便地进行图形的几何变换和视图变换。通过坐标变换，可以将图形从一个坐标系转换到另一个坐标系中，从而实现图形的平移、旋转、缩放等几何变换。同时，坐标变换还可以用于实现不同的视图变换，如透视投影、正交投影等。这些变换在计算机图形学中有着广泛的应用，如三维建模、动画制作、虚拟现实等领域。在计算机图形学中，实现真实感图形生成中的光照效果是非常重要的。光照效果可以使图形更加逼真和生动，增强图形的立体感和质感。为了实现光照效果，需要计算光线与物体表面的相互作用，包括环境光、漫反射、镜面反射等光照成分。同时，还需要考虑光源的类型、位置、方向以及物体表面的材质属性等因素。通过合理地计算和应用光照效果，可以生成具有高度真实感的图形。八、分析题答案纹理映射技术对图形渲染质量有着显著的影响。通过纹理映射，可以为物体表面添加细节和质感，使图形更加逼真和生动。在实际应用中，纹理映射技术广泛应用于游戏开发、影视特效、广告设计等领域，为这些领域带来了更加真实和丰富的视觉效果。消隐算法对三维图形渲染效率有着重要的影响。不同的消隐算法具有不同的优缺点，如Z-Buffer算法实现简单，但内存消耗较大；画家算法实现简单，但效率较低等。在实际应用中，需要根据具体的场景和需求选择合适的消隐算法，以保证渲染效率和质量。同时，还可以结合多种消隐算法进行优化和改进，以提高渲染效率和质量。九、设计题答案设计一个简单的二维图形系统，可以绘制直线、圆和矩形，并实现图形的平移、旋转和缩放变换。该系统可以采用面向对象的设计方法，定义图形基类及其派生类（直线类、圆类、矩形类），并实现相应的绘制和变换方法。具体实现时，可以使用图形库（如OpenGL、DirectX等）提供的绘图函数和变换矩阵来实现图形的绘制和变换。设计一个三维图形