北邮工图期末试题及答案

北邮工图期末试题及答案姓名：____________________

一、选择题（每题2分，共20分）

1.下列哪个选项不是计算机图形学的基本概念？

A.图形

B.图像

C.矢量图

D.矢量

2.在二维图形中，以下哪个不是常用的坐标系统？

A.笛卡尔坐标系

B.极坐标系

C.极坐标系统

D.直角坐标系

3.下列哪个选项不是图形的几何变换？

A.平移

B.旋转

C.缩放

D.翻转

4.下列哪个选项不是计算机图形学中的基本图形？

A.矩形

B.三角形

C.圆形

D.椭圆

5.下列哪个选项不是三维图形的表示方法？

A.参数曲线

B.曲面

C.三角网格

D.二维图像

6.下列哪个选项不是计算机图形学中的渲染技术？

A.光照模型

B.模糊效果

C.纹理映射

D.图像处理

7.下列哪个选项不是图形的绘制工具？

A.铅笔

B.钢笔

C.橡皮擦

D.颜料

8.下列哪个选项不是计算机图形学中的图形存储格式？

A.BMP

B.JPEG

C.GIF

D.SVG

9.下列哪个选项不是计算机图形学中的图形处理算法？

A.拼接算法

B.缩放算法

C.平移算法

D.旋转算法

10.下列哪个选项不是计算机图形学中的图形显示设备？

A.显示器

B.打印机

C.扫描仪

D.鼠标

二、填空题（每题2分，共20分）

1.计算机图形学是研究__________________的学科。

2.在二维图形中，__________________坐标系统是最常用的。

3.计算机图形学中的图形变换包括__________________、__________________、__________________。

4.三维图形的表示方法主要有__________________、__________________、__________________。

5.计算机图形学中的渲染技术主要包括__________________、__________________、__________________。

6.图形绘制工具主要有__________________、__________________、__________________。

7.计算机图形学中的图形存储格式主要有__________________、__________________、__________________。

8.计算机图形学中的图形处理算法主要有__________________、__________________、__________________。

9.计算机图形学中的图形显示设备主要有__________________、__________________、__________________。

10.计算机图形学中的图形输入设备主要有__________________、__________________、__________________。

三、简答题（每题10分，共30分）

1.简述计算机图形学的基本概念和主要研究内容。

2.简述二维图形和三维图形的主要区别。

3.简述计算机图形学中的图形变换和几何变换的区别。

4.简述计算机图形学中的渲染技术的基本原理。

四、应用题（每题20分，共40分）

1.请设计一个简单的二维图形绘制程序，实现以下功能：

a)用户可以通过鼠标绘制直线、矩形、圆形等基本图形。

b)用户可以设置图形的颜色和线宽。

c)用户可以保存绘制的图形为文件。

d)程序应具备基本的错误处理机制。

2.请编写一个三维图形的旋转算法，要求实现以下功能：

a)用户可以输入一个三维坐标点。

b)用户可以选择绕x轴、y轴或z轴旋转。

c)用户可以设置旋转角度。

d)程序应输出旋转后的三维坐标点。

五、论述题（每题20分，共40分）

1.论述计算机图形学在虚拟现实（VR）技术中的应用及其重要性。

2.论述计算机图形学在动画制作中的关键技术及其作用。

六、编程题（每题40分，共80分）

1.编写一个程序，实现以下功能：

a)用户输入一个正方体的边长。

b)程序计算正方体的表面积和体积。

c)程序绘制正方体的三维图形。

2.编写一个程序，实现以下功能：

a)用户输入一个二维平面上的点集。

b)程序计算点集的最小外接矩形。

c)程序绘制最小外接矩形和点集。

试卷答案如下：

一、选择题答案及解析思路：

1.B.图像

解析：计算机图形学主要研究的是图形的生成、处理和显示，而图像通常指的是静态的视觉信息，不属于图形学的基本概念。

2.C.极坐标系统

解析：笛卡尔坐标系、极坐标系和直角坐标系是二维图形中最常用的坐标系统，而极坐标系统是一个独立的系统。

3.D.翻转

解析：图形的几何变换通常包括平移、旋转、缩放和剪切，翻转不属于基本的几何变换。

4.D.椭圆

解析：计算机图形学中的基本图形通常包括点、线、矩形、三角形、圆形和椭圆等。

5.D.二维图像

解析：三维图形的表示方法包括参数曲线、曲面和三角网格，而二维图像是静态的图像表示，不属于三维图形。

6.D.图像处理

解析：计算机图形学中的渲染技术包括光照模型、纹理映射和模糊效果等，而图像处理通常指的是对图像的编辑和增强。

7.D.鼠标

解析：图形绘制工具通常包括铅笔、钢笔和橡皮擦等，而鼠标是图形输入设备。

8.D.SVG

解析：计算机图形学中的图形存储格式包括BMP、JPEG、GIF和SVG等，其中SVG是一种基于XML的矢量图形格式。

9.A.拼接算法

解析：计算机图形学中的图形处理算法包括拼接算法、缩放算法、平移算法和旋转算法等，拼接算法用于将多个图形拼接在一起。

10.C.扫描仪

解析：计算机图形学中的图形显示设备包括显示器、打印机、扫描仪等，而扫描仪是图形输入设备。

二、填空题答案及解析思路：

1.图形的生成、处理和显示

解析：计算机图形学主要研究的是图形的生成、处理和显示，这是该学科的核心内容。

2.笛卡尔坐标系

解析：在二维图形中，笛卡尔坐标系是最常用的坐标系统，它使用x轴和y轴来定义点的位置。

3.平移、旋转、缩放

解析：图形的几何变换包括平移、旋转和缩放，这些变换可以改变图形的位置、方向和大小。

4.参数曲线、曲面、三角网格

解析：三维图形的表示方法包括参数曲线、曲面和三角网格，这些方法可以用于描述复杂的三维形状。

5.光照模型、纹理映射、模糊效果

解析：计算机图形学中的渲染技术主要包括光照模型、纹理映射和模糊效果，这些技术用于模拟真实世界的光照和视觉效果。

6.铅笔、钢笔、橡皮擦

解析：图形绘制工具主要有铅笔、钢笔和橡皮擦等，这些工具用于在图形上绘制和编辑。

7.BMP、JPEG、GIF

解析：计算机图形学中的图形存储格式主要有BMP、JPEG、GIF和SVG等，这些格式用于存储和传输图形数据。

8.拼接算法、缩放算法、平移算法

解析：计算机图形学中的图形处理算法主要有拼接算法、缩放算法、平移算法和旋转算法，这些算法用于处理和操作图形。

9.显示器、打印机、扫描仪

解析：计算机图形学中的图形显示设备主要有显示器、打印机、扫描仪等，这些设备用于显示和输入图形。

10.鼠标、键盘、触摸屏

解析：计算机图形学中的图形输入设备主要有鼠标、键盘、触摸屏等，这些设备用于输入图形数据和操作。

三、简答题答案及解析思路：

1.计算机图形学是研究图形的生成、处理和显示的学科，它涉及到计算机科学、数学、艺术等多个领域。

2.二维图形和三维图形的主要区别在于它们的空间维度。二维图形只有x轴和y轴，而三维图形有x轴、y轴和z轴。

3.图形的几何变换是指对图形进行平移、旋转、缩放等操作，而几何变换是指对图形的形状、大小和方向进行改变。

4.计算机图形学中的渲染技术通过模拟真实世界的光照和视觉效果，将三维模型转换为二维图像。

四、应用题答案及解析思路：

1.由于应用题需要编写程序，此处不提供具体代码，但需要实现的功能包括图形绘制、颜色和线宽设置、图形保存和错误处理。

2.三维图形的旋转算法需要根据用户输入的坐标点、旋转轴和旋转角度，计算出旋转后的坐标点，通常使用旋转矩阵进行计算。

五、论述题答案及解析思路：

1.虚拟现实（VR）技术利用计算机图形学创建一个三维虚拟环境，用户可以通过头戴式显示器和手柄等设备与之互动，计算机图形学在VR中的应用包括环境建模、实时渲染、交互设计等，对于提高用户体验和模拟真实场景至关重要。

2.动画制作中的关键技术包括角色建模、运动捕捉、关键帧动画、粒子系统等，计