计算机图形学复习材料

1、问题类型简单解答(20%左右)填补问题(30%左右)修正算法问题(30%左右)算法描述问题(20%左右)第一章计算机图形学概述1 .图形学、图形定义计算机图形学(CG )是一门利用计算机研究如何表现、生成、显示和处理图形的学科。工程图通常由点、线、面、实体等几何属性和颜色、纹理、线型、线宽等非几何属性构成。2 .图形分类在生成技术上，图纸主要分为两类。 其中一个基于线条信息，例如图形、等高线地图和曲面的线框图。 另一个是逼真的图形。3 .图形与图像的关系图形与图像密切相关，但有两个不同的概念。 图像仅指计算机中作为位图存在的亮度和颜色信息的图形由场景的几何模型和物理属性描述。4 .计算机图形学

2、的应用领域(6个)电影游戏工业设计科研艺术； 医学； 广告教育。 培训军事等5. OPENGL介绍OpenGL是SGI公司开发的跨平台开放式图形编程工具。 OpenGL集成了所有造型、转换、材质、纹理、照明、绘图等复杂的计算机图形算法，使用户脱离了特定的硬件和操作系统。理解： OpenGL本身是基础库，编程实践需要简化编程任务，还需要在窗口系统上方便运行的高级库。Opengl核心函数： OpenGL核心函数以GL开头，可在任何OpenGL工作台中运行。OpenGL实用程序库函数：实用程序库函数具有前缀glu，是基于OpenGL核心函数的高级函数。 它们可以在任何OpenGL平台上运行。辅助库函

3、数：支持的平台少，不适合正式产品的开发。Windows专用函数：以wgl开头，用于连接OpenGL和Windows窗口系统。处理像素格式和缓冲区的Win32 API函数：处理像素格式和缓冲区的6个Win32 API函数。要在Windows中使用实用程序库GLUT中的函数进行编程，必须单独下载三个文件： glut32.dll、glut32.lib和glut.h，并将其放置在系统的相应目录中。6 .光栅扫描的显示系统和随机扫描的显示系统的特征光栅扫描显示系统：按从上到下、然后从上到下的顺序逐行扫描。随机扫描显示系统的特点：电子束可以自由移动，只扫描屏幕上显示的部分。7 .帧缓冲存储器用于存储像素的

4、颜色(灰度)值的存储器称为帧缓冲存储器。 简称为帧缓冲器(显示存储器)。帧缓冲器中的单元数目与显示器上的像素数目相同，其中单元与像素一对一地对应，并且每一单元的数值决定对应像素的颜色。 显示颜色的类型取决于帧缓存中每个单元格的位数第二章计算机图形系统概述1 .描述计算机图形系统的基本功能。他的基本功能是帮助修改、分析、收集和保存图形、视频、音乐等信息。2 .输入设备有哪些逻辑功能？ 请列出各自对应的物理设备。可分为以下6种逻辑输入设备.指定定位(locator):坐标点。 支持的物理设备包括鼠标、键盘、数字化仪、触摸屏等。“笔划”(stroke):表示一系列坐标点，例如指定曲线的控制点。 主要

5、物理设备有数字化仪。.输入进给值(valuator):数值。 最常见的物理设备是键盘上的数字键。字符串(string ) :输入字符串。 键盘文字键拾取(pick ) :各种定位设备.选择(choise )鼠标、数字化仪、键盘功能键等3 .描绘图形软件的层次结构和主要构成。-。|应用程序|- -| |图形支持软件|- -| | |高级语言|-|OS|操作系统|-。主要部分：图形核心系统GKS校正器图形元文件CGM校正器图形设备接口CGI程序员层次图形系统PHIGS4 .颜色查找表的概念和实现原理。这是因为，能够具有在宽范围内选择颜色的能力而不增加各帧高速缓存单元的位数。 此时从帧缓存读取的值是

6、颜色表的编号，而不是对应像素的值。 此编号从颜色表中取出的数字是该像素的颜色值。5 .光栅扫描显示器的结构和工作原理。其一是计算机执行相应的图形应用，图像生成系统接收命令，将图形的向量表示转换为像素表示，将像素值存储在显示存储器第二，图像生成系统是将从图形输入设备(照相机、扫描仪等)输入的图形图像直接或经由主存储器间接地存储到显示存储器。显示控制器产生水平和垂直同步扫描信号并将其发送到监视器，水平和垂直扫描CRT电子束以形成光栅，同时根据电子束在屏幕上的行和列的位置，依次读出显示存储器中的相应位设定的像素值。将读出的像素值用颜色表变换为r、g、b三原色的亮度值，控制CRT的r、g、b电子束，生

7、成画面对应点所需的像素颜色。应该重复(2)(3)，以免画面上显示的画面闪烁，一般要求5060帧/秒。6 .为什么要制定图形软件标准？ 我举例说明那个分类。制定图形软件标准的目的是使图形软件能够在不同的计算机和图形设备之间移植，提高图形软件的利用率，降低开发成本，缩短研发周期，将图形软件可分为两类：数据接口标准(CGM，PHIGS ) .子例程接口标准(GKS，CGI )第三章基本图形生成算法1. Bresenham直线生成算法的原理。 与DDA算法相比，是如何改进的？算法思想：根据线的斜率选择x或y方向作为校正长度方向，在该方向上每单位步长(或按像素单位)增加，通过使用较少校正量的判别方程确定

8、单位增量是否同时在另一个方向上发生。音频参考线(英寸x 0、英寸y 0、英寸x 1、英寸y 1、英寸颜色)支持x、y、dx、dy；浮点k、e；dx=x1-x0、dy=y1- y0、k=dy/dx。e=-0.5，x=x0，y=y0。for (i=0； idx； 一)绘图像素(x、y、颜色)；x=x 1，e=e k。国际航空母舰y、e=e-1； 是是是DDA是一种增量算法。每次增长时，根据在其他轴上的增长，修正应该在哪里描绘下一点。 与此相比，Bresenham算法全部采用整数修正算法，因此算法效率比DD大幅提高，程序中只包含-和*2的修正算法，容易用修正算法机内的硬件实现。2 .比较常用的画圆弧

9、算法的原理和效率。1)Bresenham算法思想其基本方法是利用判别方程从一个起点选择下一个显示点。 判别方程的值可以由简单的校正运算获得，其符号被用于判断。 只要修正1/8圆点的位置，就能画出整个圆，效率很高。2 )正负法：首先区分不同象限的圆弧，然后选定圆弧起点后，在输出圆弧的过程中，根据当前点位置和理想圆弧的关系所在的象限，决定下一个方向只在x或y方向取点，该点接近圆弧形状。 在整个修正过程中仅使用-和*2运算，提高了硬件利用率。 比Bre算法简单。 但是，会生成比Bre更多的分数。3 .简要叙述两种文字生成方法。有两种基本的文字生成技术。 一种是用笔划(向量)方式在计算机上表现，然后通

10、过扫描变换生成。 这是现在常用的方法，生成的文字效果很好，但是修正量很大。 另一个在计算机中以位图(位图)显示，被存储在字符缓存(字符生成器)中，并且可以在显示时直接以像素副本嵌入到显示缓冲器中。 这是传统的方法，简单速度快，但没有灵活性。4 .知道直线段的起点(0，0 )，终点(5，2 )，用中点算法生成该直线段，写出生成中的坐标点和判别式d的变换状况，在下方方格中标绘直线上的各点。321参考回答：0 1 2 3 4 5 .15xyd00一一10 2-3 32一四三五3一六-1 74二八五九5二十5 .知道直线段的起点(0，0 )和终点(5，2 )，使用Bresenham算法生成该直线段，写

11、入生成过程中坐标点和判别式p的变换状况，并在下一个单元中标绘直线上的各个点。321参考回答：01234515xyp型00一一10 2三三2一四-3 53一六一七4二八五九5二十第四章领域的填充图形学中多边形的两种表现方式各有优缺点顶点显示：以多边形的规则顶点序列显示多边形点矩阵显示：以多边形内部的像素集合显示多边形顶点显示：l优势l直觉l几何意义是明显的l内存量少l不够l很难判断哪个像素位于多边形的内部l不能直接用于多边形着色光栅显示：l优势对于在帧缓冲区中表示l图形非常有用l面着色所需的图形显示l的缺点l几何信息丢失l占用存储容量大2 .区域显示的方式、内部显示和边界显示3 .四连通区域和八

12、连通区域的定义，它们的关系l四连通区域：区域内任意两个像素能够通过上、下、左、右四种运动从一个像素到达另外一个像素l 8连通区域：区域内的任意两个像素可以通过水平、垂直、正对角线和反对角线这8种运动，从一方的像素到达另一方的像素关系：四连通区域八连通区域(相反成立)四连通区域的边界是八连通区域八连通区域的边界是四连通区域4 .内部显示区域种子填充算法设l内部显示区域为g，其中像素的原始颜色为G0，要填充的颜色为G1。l算法必须提供颜色为G0的种子点(x，y )。l具体的算法如下(四连通区域)浮动文件4 (x，y，G0，G1)。if(GetPixel(x，y)=G0 ) /GetPixel(x，

13、y )返回(x，y )的颜色。SetPixel(x，y，G1)； /将颜色G1附加到(x，y )上浮点文件4 (x-1、y、G0、G1) :满足条件4 (x、y 1、G0、G1) :满足条件4 (x 1、y、G0、G1) :浮点文件4 (x、y-1、G0、G1) :是是5 .边界显示区域种子填充算法指定边界颜色，边界颜色，边界颜色，边界颜色/(x，y )种子像素的坐标；/边界颜色需要填充边界像素颜色InteriorColor的内部像素颜色。国际货币基金组织！=边界颜色获取(x，y )！=内部颜色)/GetPixel(x，y):返回像素(x，y )的颜色。设置颜色(x、y、间色)； /将像素(x，y )设置为填充颜色连接的文件边界颜色(x、y 1、边界颜色、国际颜色)；与边界4连接的颜色(x、y-1、边界颜色、国际颜色)；连接的文件边界颜色(x-1、y、边界颜色、国际颜色