计算机图形学复习题

1、计算机图形学复习题一、名词解释、齐次坐标系2、光顺性3、种子填充算法4、镜面反射光5、投影变换6、光线跟踪7、复合变换8、走样9、几何造型技术10、 虚拟现实二、简答题、前截面距离f 与后截面距离b 定义了什么？、计算机动画得制作主要步骤3、计算机图形显示器与绘图设备表示颜色得方法各就是什么颜色系统？它们之间得关系如何？4、图形软件主语言得选择应考虑哪些因素?、制定cgi， g， i es标准得目得分别就是什么6、自由曲面得表示通常有哪两种？7、什么叫做走样?什么叫做反走样?反走样技术包括那些?8、简述区域连贯性、扫描线得连贯性以及边得连贯性.9、简述 bez er 曲线得不足之处。 0、建立

2、图形软件可采用哪三种方法? 1、在观察空间中 , 如何确定投影得类型与方向 ?12、简述编码裁剪法（即cohen t an线段裁剪法）得算法过程。三、应用题1、分析边标志算法得实现过程, 并写出其算法得c 语言描述。、简述深度缓存算法及其特点.、假设在观察坐标系下窗口区得左下角坐标为(w l 0,wyb= 0), 右上角坐标为(wxr=50,w t 50）. 设备坐标系中视区得左下角坐标为(vxl= 0, y =30) ，右上角坐标为 (vx 50， yt=90 ）。已知在窗口内有一点（20，30），要将点p 映射到视区内得点p, 请问 p点在设备坐标系中得坐标就是多少？（本题分)4、如下表就

3、是采用dda算法画出 (0 ，0）到（， 2）得直线得数据，请填写空格处.i （ i+0 、iyiyi+、 55)100、0213254652、 5、已知三角形 abc各顶点得坐标 (1,2 ）、b(5, ）、（ 3，5) ，相对直线 =做对称变换后到达、 .试计算 a、 b、 c得坐标值。( 要求用齐次坐标进行变换，列出变换矩阵）、试对下图中得多边形进行裁剪, 用图表示裁剪过程。7、计算机图形系统包含哪些外部设备?8、简述消隐算法得分类。9、设窗口左下角点坐标为（w1,yw1） , 宽为lw,高为 hw，视区左下角点坐标为（x 1,y1）, 宽为 lv, 高为 h，已知窗口中有一点a(xa，

4、 a）, 在视区中对应得坐标为a（ xa ，ya)。试计算a得坐标值。( 要求用齐次坐标进行变换, 列出变换矩阵, 列出计算式子, 不要求计算结果 )0、采用扫描线算法对多边形进行填充，请写出el、 el 得结构, 并分析扫描线算法得步ao(xw1,yw1)v1v1(x,y )骤与处理扫描线得步骤。 1、种子点填充算法如下 :初始化：种子像素入栈, 当栈非空时 , 重复 2 4 得步骤栈顶像素出栈将出栈像素置为多边形颜色按右、上、左、下顺序依次检查与出栈像素相邻得四个像素， 若其中某个像素不在边界上且未置成多边形色 , 则该像素入栈当堆栈为空时，算法终止试填写堆栈得变化过程复习题参考答案一、名

5、词解释1、齐次坐标系就就是 n 维向量由 n+1 维向量来表示。 一个 n 维向量得齐次坐标表示不惟一， 由哑坐标决定大小 .2、光顺性有两条含义：一就是指曲线得切矢量与曲率得连续性；另一条就是指保凸性.、种子填充算法根据已知多边形区域内部得一个象素点来找到区域内其它象素点， 从而对多边形区域内部进行填充。4、镜面反射光一个理想得光泽表面, 仅仅在反射角等于入射角时, 光线才会被反射。只有在反射方向上, 观察者才能瞧到从镜面反射出来得光线, 而在其它方向都瞧不到反射光.5、投影变换就就是把三维立体（或物体) 投射到投影面上得到二维平面图形.6、光线跟踪光线跟踪就是自然界光照明物理过程得近似逆过

6、程， 即逆向跟踪从光源发出得光经环境景物间得多次反射、折射后投射到景物表面，最终进入人眼得过程7、复合变换图形作一次以上得几何变换， 变换结果就是每次得变换矩阵相乘 ; 任何一复杂得几何变换都可以瞧作基本几何变换得组合形式。、走样在光栅显示设备上，由于象素点与象素点之间就是离散得，因此用象素点阵组合出得图形，与真实景物之间必然存在一定得误差。比如，直线或曲线往往呈现锯齿状，细小物体在图上显示不出来等。这种现象就就是图形得走样9、几何造型技术研究如何构造直线段、多边形、多面体、多项式曲线、自由曲面等几何模型得理论、方法与技术称为几何造型技术。10、虚拟现实虚拟现实就是指用计算机技术来生成一个逼真

7、得三维视觉、听觉、触觉或嗅觉等感觉世界，让用户可以从自己得视点出发， 利用自然得技能与某些设备对这一生成得虚拟世界客体进行浏览与交互考察。二、简答题1、前截面距离f 与后截面距离定义了什么?前截面距离与后截面距离 b 分别就是从观察参考点 pr沿观察平面法向 pn到前截面与后截面得距离，前截面与后截面将无限得观察空间截成有限得观察空间，即裁剪空间。2、计算机动画得制作主要步骤计算机动画得制作主要包含如下步骤:1）创意 . 根据设计得需要，由导演设计好动画制作得脚本。2）预处理 . 扫描外部图像, 输入外部资料。3) 场景造型。4) 设定材质与光源。) 设置动画。6) 运动图像得绘制。7）动画播

8、放。8）后处理9）动画得录制.1）配音 ( 包括背景音乐与台词)3、计算机图形显示器与绘图设备表示颜色得方法各就是什么颜色系统？它们之间得关系如何 ?计算机图形显示器就是用rg方法表示颜色, 而绘图设备就是用cm方法来表示颜色得。它们之间得关系就是：两者都就是面向硬件得颜色系统，前者就是增性原色系统, 后者就是减性原色系统， 后者就是通过在黑色里加入一种什么颜色来定义一种颜色，而后者就是通过指定从白色里减去一种什么颜色来定义一种颜色4、图形软件主语言得选择应考虑哪些因素?（ 1）图形处理系统主要应用于工程技术领域, 因此应该选择在这些领域中较为通用得高级语言； ?( ) 图形软件包就是模块结构

9、, 因此最好选择模块化结构得高级语言;( ）图形处理得应用范围很广，需要各方面得软件支持, 因此要选择支持性软件( 如数学软件包、数据库管理等) 比较丰富得高级语言；（ 4）图形处理常常要采用相当复杂得数据结构，因此要选择数据类型比较灵活与丰富得高级语言；（ 5) 图形处理要与许多图形外部设备打交道，因此要选择输入输出功能比较强得高级语言 ; ?（ 6）图形处理要求响应速度快，因此又要选择目标程序质量比较高得高级语言。5、制定 cgi,cgm， iges标准得目得分别就是什么?制定标准得目得就是提供控制图形硬件得一种与设备无关得方法。在用户程序与虚拟设备之间，以一种独立于设备得方式提供图形信息

10、得描述与通信。它可瞧作图形设备驱动程序得一种标准。制定 cgm标准得目得就是规定生成、存储、传送图形信息得通用格式。制定 ig s 标准得目得就是为了解决在不同图形系统间进行数据传送得问题。、自由曲面得表示通常有哪两种？自由曲面得表示通常有两种: 一种为参数曲面，如bezie 曲面、 b 样条曲面、 nu bs 曲面等; 另一种为隐式曲面.、什么叫做走样？什么叫做反走样？反走样技术包括那些?答 : 走样指得就是用离散量表示连续量引起得失真。为了提高图形得显示质量。需要减少或消除因走样带来得阶梯形或闪烁效果，用于减少或消除这种效果得方法称为反走样。其方法就是前滤波，以较高得分辨率显示对象；后滤波

11、，即加权区域取样，在高于显示分辨率得较高分辨率下用点取样方法计算 , 然后对几个像素得属性进行平均得到较低分辨率下得像素属性。、简述区域连贯性、扫描线得连贯性以及边得连贯性。答 : 区域连贯性：对于一个多边形及两条扫描线，会有如下情况：两条扫描线之间得长形区域被多边形得边分割成若干个梯形， 位于多边形内部与外部得梯形相间排列。 扫描线得连贯性：多边形与扫描线相交 , 其交点数为偶数，相邻两交点间得线段有些位于多边形内，有些位于多边形外 , 且两者间隔排列。边得连贯性 : 相邻两条扫描线与多边形得得同一条边相交，其交点可按递增一个常量来计算 , 如： 2 x1+1，则 y =y /k （ k 为

12、该多边形边得斜率) 。9、简述 bezie 曲线得不足之处.答：当 bezier曲线得 n 次多项式逼近方法中当n 较大时，计算量也就迅速增大，而且计算结果也不稳定。同时 , 其特征多边形得顶点离开得很远，造型时不利于精确控制。若就是采用插值形式 , 除了计算量更加庞大以外 , 曲线得保形性也难以保证。10、建立图形软件可采用哪三种方法？（ 1）图形程序包（）修改高级语言?( ) 专用高级图形语言1、在观察空间中, 如何确定投影得类型与方向？投影类型由参数pt 可以确定，如果就是透视投影，则投影中心就就是投影参考点prp；如果就是平行投影，投影方向就是从投影参考点p指向窗口中心cw.其中，投影

13、参考点pr就是观察坐标系中得三维点。12、简述编码裁剪法（即cohe -s the l nd 线段裁剪法）得算法过程。由 dan he与 van s therl nd 提出得区域编码判断方法, 采用四位数码来标识线段得端点与窗口区域得关系，然后:(1 ）检查线段p1p就是否为完全可见，或完全不可见，对于这两种情况或完全取之，或完全弃之，否则“ 2”。（2) 找到 1p2 在窗口外得一个端点1（或 p2）;（）用窗口得边与2 得交点取代端点p1（或 p2）；（） p2 线段就是否完全可见，若就是，则结束, 否则转到“ 2“继续执行。三、应用题1、分析边标志算法得实现过程，并写出其算法得c 语言描

14、述 .答：边标志算法可以克服象素被重复访问这一缺点. 其实现过程分为两步: ）勾画轮廓线，在每条扫描线上建立各区段得边界象素对；）填充这些边界象素之间得全部象素。?算法得语言描述如下： e ine false 0e gefi l(poly e )对多边形每条边转换；i sid = als ;?ifor （每条与多边形lyd f 相交得扫描线）for( 扫描线上每个象素点）i （象素点被打上边标志）i id =！(inside)（ insid ！ ale） tpixel(x,， color ）；el e pu p（，col );；、简述深度缓存算法及其特点.答：深度缓存算法就是一种典型得、也就是

15、最简单得图象空间得消隐算法。在屏幕空间坐标系中， 轴为观察方向， 通过比较平行于轴得射线与物体表面交点得值（又称为深度值),用深度缓存数组记录下最小得值，并将对应点得颜色存入显示器得帧缓存。深度缓存算法最大得优点就是简单。它在、 方向上都没有进行任何排序, 也没有利用任何相关性。 算法复杂性正比于. 在屏幕大小， 即 一定得情况下， 算法得计算量只与多边形个数成正比。另一个优点就是算法便于硬件实现, 并可以并行化。3、假设在观察坐标系下窗口区得左下角坐标为(w l , yb=10），右上角坐标为(w =50,wyt 0）。设备坐标系中视区得左下角坐标为（vxl ，b=30) ，右上角坐标为（v

16、x = ,vyt=90 ）。已知在窗口内有一点p( ， 30) ，要将点p 映射到视区内得点p, 请问 p点在设备坐标系中得坐标就是多少?( 本题 10 分 )解：错误 !将窗口左下角点（0,10 ）平移至观察坐标系得坐标原点, 平移矢量为（ -1 , 1）。错误 ! 针对坐标原点进行比例变换, 使窗口得大小与视区相等。比例因子为：s=（ 5 1） (5 1)=1;sy=(9 30)/ （ -10 ）、5。错误 !将窗口内得点映射到设备坐标系得视区中，再进行反平移，将视区得左下角点移回到设备坐标系中原来得位置（ 10, 0）, 平移矢量为（ 10， 30） .100100100p 点在设备坐标

17、系中得坐标就是（20, 0).t t1 ?t201 001.5 00 1 0、如下表就是采用da算法画出( ,0)到 (5， ) 得直线得数据，请填写空格处 .1010100110301ixi00 iyi+0、0int （ i+0 、5）110p xy 1 xy 1.1.5002030 1.0、 500001.521 0151015120260 145462、 52解： nt （ i+0 、ixi i i+0 、 55）100、021、 40、 9020、 81、 3141、 2、 71541、 62、262、 525、已知三角形 ab各顶点得坐标a(1 ， 2）、 b(5 ，2）、 c(，

18、5），相对直线y=做对称变换后到达 、 b、 .试计算、 c得坐标值 .( 要求用齐次坐标进行变换, 列出变换矩阵 )解：（1）将坐标系平移至( ， 4) 点（ 2） 以 x 轴对称（ 3）将坐标系平移回原处（ 4) 变换矩阵 :t=ta* b tc=（ 5） 求变换后得三角形 abc各顶点得坐标 、b、 ca ：x 1,y a =b :x =5 ，y b=6:a 3， a=3、试对下图中得多边形进行裁剪，用图表示裁剪过程。依次用窗口得左、上、右、下四条边界进行裁剪:7、计算机图形系统包含哪些外部设备?图形输入设备：概念、特点图形显示设备：概念、结构原理、工作方式、特点图形绘制设备：概念、特点

19、8、简述消隐算法得分类。答:1. 物体空间得消隐算法: 物体空间就是物体所在得空间，即规范化投影空间。这类算法就是将物体表面上得个多边形中得每一个面与其余得个面进行比较，精确求出物体上每条边或每个面得遮挡关系。计算量正比于。2。图象空间得消隐算法 : 图象空间就就是屏幕坐标空间，这类算法对屏幕得每一象素进行判断 , 以决定物体上哪个多边形在该象素点上就是可见得. 若屏幕上有 个象素点 , 物体表面上有 个多边形 , 在该类消隐算法计算量正比于。9、设窗口左下角点坐标为(xw1， y 1） , 宽为 w,高为 hw，视区左下角点坐标为（ v1,y1), 宽为 l，高为 v, 已知窗口中有一点a（xa,ya) ，在视区中对应得坐标为a （ xa ，）。试计算得坐标值 . （要求用齐次坐标进行变换, 列出变换矩阵，列出计算式子 ,不要求计算结果）解：）将坐标系平移至（x 1， yw1）点：ao(xw1,yw1)(xv1,yv1)2 ）作比例变换 :? ) 将坐标系平移至视区左下角 (x ， 1):4 ）旋转视区度：5) 变换矩阵为： =ta tc td