計(jì)算機(jī)圖形學(xué)究極題庫---副本

1、名詞解釋：1圖形 ：能夠在人們視覺系統(tǒng)中形成視覺印象的對(duì)象稱為圖形，包括自然景物和人工繪圖。2 像素圖 ：點(diǎn)陣法列舉圖形中的所有點(diǎn)。用點(diǎn)陣法描述的圖形稱為像素圖。3 參數(shù)圖 ：參數(shù)法描述圖形的形狀參數(shù)和屬性參數(shù)。用參數(shù)法描述的圖形稱為參數(shù)圖。4 掃描線 ：在光柵掃描顯示器中，電子槍掃過的一行稱為一條掃描線。5構(gòu)造實(shí)體幾何表示法 ：用簡(jiǎn)單的實(shí)體 也稱為體素 通過集合運(yùn)算組合成所需的物體的方 法稱為構(gòu)造實(shí)體幾何表示法。6投影 ：投影是從高維物體空間到低維投影空間的一種映射。7 參數(shù)向量方程 ：參數(shù)向量方程是包含參數(shù)和向量的方程。8 自由曲線 ：形狀比擬復(fù)雜、不能用二次方程來表示的曲線稱為自由曲線，

2、通常以三次參 數(shù)方程來表示9 曲線擬合 ：給定一個(gè)點(diǎn)列，用該點(diǎn)列來構(gòu)造曲線的方法稱為曲線擬合。10 曲線插值 ：曲線上的一個(gè)點(diǎn)列，求曲線上的其他點(diǎn)的方法稱為曲線插值。11 區(qū)域填充 ：根據(jù)像素的屬性值、邊或頂點(diǎn)的簡(jiǎn)單描述，生成區(qū)域的過程稱為區(qū)域填充。 12掃描轉(zhuǎn)換 ：在矢量圖形中，多邊形用頂點(diǎn)序列來表示， 為了在光柵顯示器或打印機(jī)等設(shè) 備上顯示多邊形，必須把它轉(zhuǎn)換為點(diǎn)陣表示。這種轉(zhuǎn)換稱為掃描轉(zhuǎn)換。1、電腦圖形學(xué) ：用電腦建立、存儲(chǔ)、處理某個(gè)對(duì)象的模型，并根據(jù)模型產(chǎn)生該對(duì)象圖形輸 出的有關(guān)理論、方法與技術(shù)，稱為電腦圖形學(xué)。2、電腦圖形標(biāo)準(zhǔn) ：電腦圖形標(biāo)準(zhǔn)是指圖形系統(tǒng)及其相關(guān)應(yīng)用程序中各界面之間進(jìn)

3、行數(shù)據(jù)傳 送和通信的接口標(biāo)準(zhǔn)。3、圖形消隱 ：電腦為了反映真實(shí)的圖形，把隱藏的局部從圖中消除。4、幾何變換 ：幾何變換的根本方法是把變換矩陣作為一個(gè)算子，作用到圖形一系列頂點(diǎn)的 位置矢量， 從而得到這些頂點(diǎn)在幾何變換后的新的頂點(diǎn)序列， 連接新的頂點(diǎn)序列即可得到變 換后的圖形。5、計(jì)算幾何 ：計(jì)算幾何研究幾何模型和數(shù)據(jù)處理的學(xué)科，討論幾何形體的電腦表示、分析 和綜合， 研究如何方便靈活、 有效地建立幾何形體的數(shù)學(xué)模型以及在電腦中更好地存貯和管 理這些模型數(shù)據(jù)。6、裁剪 ：識(shí)別圖形在指定區(qū)域內(nèi)和區(qū)域外的局部的過程稱為裁剪算法，簡(jiǎn)稱裁剪。 透視投影 ：空間任意一點(diǎn)的透視投影是投影中心與空間點(diǎn)構(gòu)成的投

4、影線與投影平面的交點(diǎn)。8、投影變換 ：把三維物體變?yōu)槎S圖形表示的變換稱為投影變換。9、走樣 ：在光柵顯示器上繪制非水平且非垂直的直線或多邊形邊界時(shí)，或多或少會(huì)呈現(xiàn)鋸 齒狀。這是由于直線或多邊形邊界在光柵顯示器的對(duì)應(yīng)圖形都是由一系列相同亮度的離散像 素構(gòu)成的。這種用離散量表示連續(xù)量引起的失真，稱為走樣aliasing 。10、反走樣 ：用于減少和消除用離散量表示連續(xù)量引起的失真效果的技術(shù)，稱為反走樣。11、窗口 ：世界坐標(biāo)的范圍是無限大的。 為了使規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)上所顯示的世界坐標(biāo)系中的 物體有一個(gè)適宜的范圍與大小，必須首先對(duì)世界坐標(biāo)系指定顯示范圍，它通常是一個(gè)矩形， 這個(gè)矩形被稱為窗口。12、

5、視區(qū) ：在規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)系上也要指定一個(gè)矩形區(qū)域與窗口對(duì)應(yīng)，顯示窗口里的內(nèi)容， 這個(gè)矩形被稱為視區(qū)。13、坐標(biāo)系統(tǒng) ：為了描述、分析、度量幾何物體的大小、形狀、位置、方向以及相互之間的 各種關(guān)系使用的參考框架叫做坐標(biāo)系統(tǒng)。14、刷新 ：熒光的亮度隨著時(shí)間按指數(shù)衰減， 整個(gè)畫面必須在每一秒內(nèi)重復(fù)顯示許屢次，人 們才能看到一個(gè)穩(wěn)定而不閃爍的圖形，這叫屏幕的刷新。用戶坐標(biāo)系 ：用戶坐標(biāo)系用戶為處理自已的圖形時(shí)所采用的坐標(biāo)系，單位由用戶自己決定。16、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備坐標(biāo)系 ：將各個(gè)設(shè)備坐標(biāo)系中的數(shù)據(jù)化為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)范圍從而得到的設(shè)備坐 標(biāo)系。17、規(guī)格化變換 ：圖形軟件根據(jù)窗口與視區(qū)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)

6、從世界坐標(biāo)到規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，這種從窗口到視區(qū)的變換，稱為規(guī)格化變換。18、屏幕坐標(biāo)系統(tǒng) ：屏幕坐標(biāo)系統(tǒng)也稱設(shè)備坐標(biāo)系統(tǒng)， 它主要用于某一特殊的電腦圖形顯示 設(shè)備 如光柵顯示器 的外表的點(diǎn)的定義，在多數(shù)情況下，對(duì)于每一個(gè)具體的顯示設(shè)備，都有 一個(gè)單獨(dú)的坐標(biāo)系統(tǒng)， 在定義了成像窗口的情況下， 可進(jìn)一步在屏幕坐標(biāo)系統(tǒng)中定義稱為視 圖區(qū)的有界區(qū)域，視圖區(qū)中的成像即為實(shí)際所觀察到的圖形對(duì)象。19、觀察坐標(biāo)系 ：觀察坐標(biāo)系通常是以視點(diǎn)的位置為原點(diǎn)，通過用戶指定的一個(gè)向上的觀察向量來定義整個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)， 缺省為左手坐標(biāo)系， 觀察坐標(biāo)系主要用于從觀察者的角度對(duì)整個(gè) 世界坐標(biāo)系內(nèi)的對(duì)象進(jìn)行重新定位和描述，

7、從而簡(jiǎn)化幾何物體在投影面的成像的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和 計(jì)算。填空題：1在處理圖形時(shí)常常涉及的坐標(biāo)系有模型坐標(biāo)系局部坐標(biāo)系 ，世界坐標(biāo)系， 觀察坐標(biāo)系，設(shè)備坐標(biāo)系。2生成直線的四點(diǎn)要求是 :生成的直線要直，直線的終止點(diǎn)要準(zhǔn)，直線的粗細(xì)要均勻，速度 要快。3掃描線的連貫性是多邊形區(qū)域連貫性在一條掃描線上的反映；邊的連貫性是多邊形區(qū)域 連貫性在相鄰兩掃描線上的反映。4具有 256 級(jí)灰度、分辨率為 1024*1024 個(gè)象素陣列的光柵掃描式顯示器需要1024 KB 的緩沖器。5電腦圖形學(xué)是研究怎樣用數(shù)字電腦生成、處理和顯示圖形的一門學(xué)科。 1圖形軟件的建立方法包括提供圖形程序包、修改高級(jí)語言和采用專用高級(jí)語言

8、。2直線的屬性包括線型、線寬 和顏色。3顏色通常用紅、綠和藍(lán)三原色的含量來表示。對(duì)于不具有彩色功能的顯示系統(tǒng)，顏色顯 示為 灰度級(jí)或亮度級(jí) 。4平面圖形在內(nèi)存中有兩種表示方法，即柵格表示法 和矢量表示法。5字符作為圖形有點(diǎn)陣字符 和矢量字符之分。6區(qū)域的表示有內(nèi)點(diǎn)表示 和邊界表示兩種形式。7區(qū)域的內(nèi)點(diǎn)表示法枚舉區(qū)域內(nèi)的所有像素，通過給區(qū)域內(nèi)的像素賦予同一屬性值來實(shí)現(xiàn)內(nèi)點(diǎn)表示。8區(qū)域的邊界表示法枚舉區(qū)域邊界上的所有像素，通過給區(qū)域邊界的像素點(diǎn) 賦予同一屬性值來實(shí)現(xiàn)邊界表示。9區(qū)域填充有 種子填充 和掃描轉(zhuǎn)換填充。 10區(qū)域填充屬性包括填充式樣、填充顏色 和填充圖案。11對(duì)于 線框 圖形，通常是以

9、點(diǎn)變換為根底，把圖形的一系列頂點(diǎn)作幾何變換后，連接 新的頂點(diǎn)序列即可產(chǎn)生新的變換后的圖形。12裁剪的根本目的是判斷圖形元素是否局部或全部落在窗口區(qū)域 之內(nèi)。13字符裁剪方法包括矢量裁剪 、單個(gè)字符裁剪和字符串裁剪。14圖形變換是指將圖形的幾何信息經(jīng)過幾何變換后 產(chǎn)生新的圖形。15從平面上點(diǎn)的齊次坐標(biāo)，經(jīng)齊次坐標(biāo)變換，最后轉(zhuǎn)換為平面上點(diǎn)的坐標(biāo)，這一變換過程 稱為 標(biāo)準(zhǔn)化過程 。16實(shí)體的外表具有 連通性 、有界性、非自交性和閉合性。 17集合的內(nèi)點(diǎn)是集合中的點(diǎn)， 在該點(diǎn)的 一個(gè)充分小鄰域 內(nèi)的所有點(diǎn)都是集合中的元素。18空間一點(diǎn)的任意鄰域內(nèi)既有集合中的點(diǎn)，又有集合外的點(diǎn)， 那么稱該點(diǎn)為集合的邊界

10、點(diǎn)19內(nèi)點(diǎn)組成的集合稱為集合的內(nèi)部 。20邊界點(diǎn)組成的集合稱為集合的邊界 。21任意一個(gè)實(shí)體可以表示為內(nèi)部和邊界 的并集。22集合與它的邊界的并集稱集合的閉包 。23取集合的內(nèi)部，再取內(nèi)部的閉包，所得的集合稱為原集合的正那么點(diǎn)集 。24如果曲面上任意一點(diǎn)都存在一個(gè)充分小的鄰域，該鄰域與平面上的開圓盤同構(gòu)，即 鄰域與圓盤之間存在連續(xù)的 1-1 映射，那么稱該曲面為 二維流形 。25對(duì)于一個(gè)占據(jù)有限空間的正那么點(diǎn)集，如果其外表是二維流形 ，那么該正那么集為實(shí)體的邊界表示法 平面多面體 。 和掃描軌跡。個(gè)實(shí)體有效物體 。26通過實(shí)體的邊界來表示一個(gè)實(shí)體的方法稱為27外表由平面多邊形構(gòu)成的空間三維體稱

11、為28掃描表示法的兩個(gè)關(guān)鍵要素是掃描體29標(biāo)量：一個(gè)標(biāo)量表示一個(gè)數(shù)值 。30向量： 一個(gè)向量是由假設(shè)干個(gè)標(biāo)量組成的一個(gè)元組，其中每個(gè)標(biāo)量稱為向量的一個(gè)分量。1、目前常用的 PC 圖形顯示子系統(tǒng)主要由 3 個(gè)部件組成：1幀緩沖存儲(chǔ)器、 2顯示控 制器、3ROM BIOS。2、圖形的輸入設(shè)備有 4鍵盤、鼠標(biāo)、光筆至少寫三種 ；圖形的顯示設(shè)備有 5 CRT 顯示器、 LCD 、投影儀至少寫三種 。3、 常用坐標(biāo)系一般可以分為：建模坐標(biāo)系、用戶坐標(biāo)系、 6 觀察坐標(biāo)系、 7規(guī)格化設(shè)備 坐標(biāo)系、 8設(shè)備坐標(biāo)系。4、在多邊形的掃描轉(zhuǎn)換過程中，主要是通過確定穿越多邊形區(qū)域的掃描線的覆蓋區(qū)間來填 充，而區(qū)域填

12、充那么是從 9給定的位置開始涂描直到 10指定的邊界條件為止。5、一個(gè)交互式電腦圖形系統(tǒng)應(yīng)具有 11計(jì)算 、12存儲(chǔ)、 13對(duì)話、 14輸入和輸 出等五個(gè)方面的功能。1、一個(gè)交互式電腦圖形系統(tǒng)應(yīng)具有計(jì)算、存儲(chǔ)、對(duì)話、輸入、輸出等五個(gè)方面的功能。2. 將三維物體變?yōu)槎S圖形的變換稱為 投影變換 ，其有兩種根本方式： 平行投影 、透 視投影。3、形體的定義和圖形的輸入輸出都是在一定的坐標(biāo)系下進(jìn)行的，通常這些坐標(biāo)系分為：建 模坐標(biāo)系， 用戶坐標(biāo)系 ，觀察坐標(biāo)系 ，規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)系和 設(shè)備坐標(biāo)系 。4、 X 掃描線算法中，每次用一條掃描線進(jìn)行填充，對(duì)一條掃描線填充的過程可分為4 個(gè)步 驟：求交、排序、

13、交點(diǎn)配對(duì) 、區(qū)間填色 。5、平面幾何投影可分為兩大類，分別是： 透視投影 ，平行投影 。6、用一組型值點(diǎn)來指定曲線曲面的形狀時(shí)，形狀完全通過給定的型值點(diǎn)列，用該方法得到 的曲線曲面稱為曲線曲面的擬和 ，而用控制點(diǎn)列來指定曲線曲面的形狀時(shí)，得到的曲線 曲面不一定通過控制點(diǎn)列，該方法稱為曲線曲面的逼近 。7、對(duì)于根本幾何變換，一般有平移、旋轉(zhuǎn)、反射和錯(cuò)切等，這些根本幾何變換都是相對(duì)于 坐標(biāo)原點(diǎn)和坐標(biāo)軸進(jìn)行的幾何變換。1什么是圖像的分辨率？答：在水平和垂直方向上每單位長(zhǎng)度如英寸所包含的像素點(diǎn)的數(shù)目。2. 為什么需要隱藏面消影法 ？解答：需要用隱藏面消影法來判斷哪些物體和外表遮擋了放 在它們后面的物體

14、和外表，從而產(chǎn)生更逼真的圖像。3. 局部光照模型和全局光照模型的不同之處是什么？答：局部光照模型主要是考慮光源發(fā)出的光對(duì)物體的直接影響。另外，全局光照模型除了處理光源發(fā)出的光之外，還考慮其他輔助光的影響，如光線穿過透明或半透明物體，以及光線從一個(gè)物體外表反射到另一個(gè)外表等。4. 說出外說明暗處理的三個(gè)局部和用于計(jì)算每個(gè)局部的輔助光線。答：局部奉獻(xiàn)陰影光線，反射光奉獻(xiàn)鏡面反射光線和透射光奉獻(xiàn)鏡面透射光線。5. 實(shí)體采用八叉樹表示法有哪些優(yōu)點(diǎn)？答：實(shí)體采用八叉樹表示法有以下優(yōu)點(diǎn)：1可以用統(tǒng)一而且簡(jiǎn)單的形體來表示空間任意形狀的實(shí)體。2易于實(shí)現(xiàn)實(shí)體之間的集合運(yùn)算，如交、并和差等運(yùn)算。3易于檢查實(shí)體之間

15、是否接觸。 4易于計(jì)算實(shí)體的統(tǒng)計(jì) 量，如體積、質(zhì)量和重量等。 5在對(duì)實(shí)體進(jìn)行顯示時(shí)，易于實(shí)現(xiàn)消隱。6. 實(shí)體采用八叉樹表示法有哪些缺點(diǎn)？答：實(shí)體采用八叉樹表示法有以下缺點(diǎn)：1在分辨率較高時(shí)，所需的存儲(chǔ)容量較大。 2難于實(shí)現(xiàn)某些幾何變換，如旋轉(zhuǎn)和任意 比例系數(shù)的比例變換等。3只能近似地表示空間實(shí)體， 難于轉(zhuǎn)換為表達(dá)更精確的邊界表示。7. 什么是中點(diǎn)分割裁剪法 ？答：中點(diǎn)分割裁剪法又稱對(duì)分裁剪法，該方法用于代替求交運(yùn)算。如圖11所示，AB為線段P1P2的可見局部。記P1和P2的中點(diǎn)為Pm。從P1出發(fā)求A， 如果P1Pm局部可見局部不可見， 那么A點(diǎn)在該線段上，用該線段代替 P1P2繼續(xù)求解；否那么

16、， 用PmP2代替P1P2繼續(xù)求解。求解過程直到 P1P2的長(zhǎng)度小于預(yù)先給定的一個(gè)常數(shù)時(shí)結(jié)束， 這時(shí)，P2為離A最近的可見點(diǎn)。類似地可以求解B。P28. 二維編碼裁剪法如何對(duì)線段的端點(diǎn)進(jìn)行編碼？解答：將用戶域用為9個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都有相應(yīng)的編碼, 對(duì)該端點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的編碼。從高位開始，每位編碼如下：當(dāng)線段的端點(diǎn)落在某個(gè)區(qū)域內(nèi)時(shí),第1位，端點(diǎn)在 第2位，端點(diǎn)在 第3位，端點(diǎn)在 第4位，端點(diǎn)在y=ymax上方那么取 y=ymin下方那么取 x=xmax右方那么取 x=xmin左方那么取1,1,1,1,否那么取 否那么取 否那么取 否那么取0 ；0； 0 ；0。如果線段兩端點(diǎn)的 4位編碼全為零，那么線

17、段全部在窗口內(nèi)； 如果兩端點(diǎn)的4位編碼按位進(jìn)行 與運(yùn)算，結(jié)果為非零，那么此線段全部在窗口之外；其他情況下，線段局部在窗口內(nèi)，局部在 窗口外。編碼裁剪法的編碼用于判斷線段與窗口的關(guān)系。區(qū)域編碼9多邊形填充掃描線算法包括哪些計(jì)算步驟？答： 對(duì)于一個(gè)給定的多邊形， 用一組水平 垂直的掃描線進(jìn)行掃描， 求出每條掃描線與多邊形邊的交點(diǎn)， 這些交點(diǎn)將掃描線分割為相間 排列的落在多邊形內(nèi)和外的線段， 將落在多邊形內(nèi)的線段上的所有象素點(diǎn)賦以給定的多邊形 的顏色值。計(jì)算過程如下： 求交：計(jì)算掃描線與多邊形各邊的交點(diǎn)； 排序 ：把所有交點(diǎn)按遞 增順序進(jìn)行排序； 交點(diǎn)配對(duì) ：每對(duì)交點(diǎn)表示掃描線與多邊形的一個(gè)相交區(qū)間

18、； 區(qū)間填色 ：相 交區(qū)間內(nèi)的象素置成多邊形顏色，相交區(qū)間外的象素置成背景色。10 消隱算法有哪些類型，它們各有什么特點(diǎn) ？答：消隱算法可以分為兩大類：對(duì)象空間 方法Object Space Methods和圖象空間方法image Space Methods。對(duì)象空間方法是通 過分析對(duì)象的三維特性之間的關(guān)系來確定其是否可見。 例如，將三維平面作為分析對(duì)象， 通 過比擬各平面的參數(shù)來確定它們的可見性。 圖象空間是對(duì)象投影后所在的二維空間。 圖象空 間方法是將對(duì)象投影后分解為象素， 按照一定的規(guī)律， 比擬象素之間的 z 值，從而確定其是 否可見。11深度緩存 Z-buffer 消隱算法包括哪些步驟

19、 ？答：深度緩存 Z-buffer 算法是一種 典型的、簡(jiǎn)單的圖象空間面消隱算法。該算法需要一個(gè)深度緩存數(shù)組ZB ，此外還需要一個(gè)顏色屬性數(shù)組 CB ，它們的大小與屏幕上像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)相同。Z-buffer 算法的步驟如下：1初始化 ZB 和 CB,使得 ZB(i,j)=Zmax,CB(i,j)= 背景色，i=1,，m;j=1,，n;2對(duì)多邊形P,計(jì)算它在點(diǎn)i,j丨處的深度值z(mì)i,j,3假設(shè) zi,j< ZB(i,j),那么 ZB i,j=zi,j,CB(i,j)=多邊形 P 的顏色；4對(duì)每個(gè)多邊形重復(fù) 2、3兩步，最終在 CB 中存放的就是消隱后的圖形。這個(gè)算法的關(guān)鍵在第2步，要盡快判斷

20、出哪些點(diǎn)落在一個(gè)多邊形內(nèi)，并盡快求出一個(gè)點(diǎn)的深度值。這里需要應(yīng)用多邊形點(diǎn)與點(diǎn)之間的相關(guān)性，包括水平相關(guān)性和垂直相關(guān)性。12什么叫觀察空間 ？：在透視投影中，從投影中心出發(fā)， 過觀察窗口邊線的射線所圍成的 四棱錐稱為透視投影的觀察空間； 在平行投影中， 從投影參考點(diǎn)到觀察窗口中心的方向?yàn)橥?影方向，過觀察窗口邊線且平行于投影方向的直線包圍的四棱柱稱為平行投影的觀察空間。1 、簡(jiǎn)述光柵掃描式圖形顯示器的根本原理 。答：光柵掃描式圖形顯示器(簡(jiǎn)稱光柵顯示器 )是畫點(diǎn)設(shè)備， 可看作是一個(gè)點(diǎn)陣單元發(fā)生器， 并可控制每個(gè)點(diǎn)陣單元的亮度， 它不能直接從 單元陣列中的個(gè)可編地址的象素畫一條直線到另一個(gè)可編地址

21、的象素，只可能用盡可能靠近這條直線路徑的象素點(diǎn)集來近似地表示這條直線。光柵掃描式圖形顯示器中采用了幀緩 存，幀緩存中的信息經(jīng)過數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換，能在光柵顯示器上產(chǎn)生圖形。3、 圖形變換有什么特點(diǎn)？最根本的幾何變換有哪些？答：圖形變換的特點(diǎn)：大多數(shù)幾何變 換如平移、旋轉(zhuǎn)和變比是保持拓?fù)洳蛔兊模桓淖儓D形的連接關(guān)系和平行關(guān)系。對(duì)于線 框圖形， 通常是以點(diǎn)變換為根底， 把圖形的一系列頂點(diǎn)作幾何變換后， 連接新的頂點(diǎn)序列即 可產(chǎn)生新的變換后的圖形。 對(duì)于用參數(shù)方程描述的圖形， 可以通過參數(shù)方程幾何變換， 實(shí)現(xiàn) 對(duì)圖形的變換基于效率的考慮 。 最根本的幾何變換 有：平移、旋轉(zhuǎn)、比例、錯(cuò)切、投影4、常用的線段

22、裁剪方法有幾種？簡(jiǎn)述它們的優(yōu)缺點(diǎn) 。答：常用的線段裁剪方法有三種，它 們是： 1 Cohen-SutherLand 裁剪算法； 2中點(diǎn)分割算法； 3參數(shù)化裁剪算法 Cyrus-Beck 算法；Cohen-SutherLand 裁剪算法與中點(diǎn)分割算法在區(qū)碼測(cè)試階段能以位運(yùn)算方式高效率地進(jìn) 行，因而當(dāng)大多數(shù)線段能夠簡(jiǎn)單地取舍時(shí)，效率較好。參數(shù)化裁剪算法Cyrus-Beck 算法在多數(shù)線段需要進(jìn)行裁剪時(shí)， 效率更高。 這是因?yàn)檫\(yùn)算只涉及到參數(shù)， 僅到必要時(shí)才進(jìn)行坐 標(biāo)計(jì)算。5、 簡(jiǎn)述幀緩存與顯示器分辨率的關(guān)系。分辨率分別為 640 X 480, 1280 X 1024和2560X 2048的顯示器各

23、需要多少字節(jié)位平面數(shù)為24的幀緩存？答：幀緩存的大小和顯示器分辨率之間的關(guān)系是：幀緩存的大小=顯示器分辨率的大小*幀緩存的位平面數(shù) /8。例如：分辨率分別為640*480的顯示器所需要的緩存的大小是：640*480*24/8=921600 字節(jié)；分辨率為 1280*1024的顯示器所需要的緩存的大小是： 1280*1024*24/8=3932160 字節(jié)；分辨率為2560*2048 的顯示器所需要的緩存的大小是：2560*2048*24/3= 15728640 字節(jié)。6、什么是圖形掃描轉(zhuǎn)換？答：確定最正確逼近圖形的象素集合，并用指定的顏色和灰度設(shè)置象素的過程稱為圖形的掃描轉(zhuǎn)換或光柵化。對(duì)于一維

24、圖形，在不考慮線寬時(shí)，用一個(gè)象素寬的直線或曲線來顯示圖形。 二維圖形的光柵化必須確定區(qū)域?qū)?yīng)的象素集，將各個(gè)象素設(shè)置成指定的顏色和灰度，也稱之為區(qū)域填充。7、 為什么使用非均勻有理B樣條？答：非均勻B樣條函數(shù)的節(jié)點(diǎn)參數(shù)沿參數(shù)軸的分布是不等距的，近年來，它得到了廣泛的開展和應(yīng)用，主要原因是：1對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的解析形狀如圓錐曲線，二次曲線，回轉(zhuǎn)面等和自由曲線，曲面提供了統(tǒng)一的數(shù)學(xué)表示，無論是解析形狀還是自由格式的形狀均有統(tǒng)一的表示參數(shù)，便于工程數(shù)據(jù)庫的存取和應(yīng)用。2可通過控制點(diǎn)和權(quán)因子來靈活的改變形狀。3對(duì)插入節(jié)點(diǎn)，修改，分割，幾何插值等的處理工具比擬有利。4具有透視投影變換和仿射變換的不變性。5非有理B

25、樣條，有理及非有理 Bezier曲線，曲面是NURBS的特例表示。8、 簡(jiǎn)述非均勻有理 B樣條曲面NURBS的性質(zhì)？答：非均勻有理B樣條曲面NURBS 的性質(zhì)有：a.端點(diǎn)性質(zhì)；b.仿射不變性；c.保凸性；d.局部性：當(dāng)Pi, j ，wi, j變化時(shí)， 僅僅影響u ui ,ui p 1) X v vj , v j l 1)矩形區(qū)域所對(duì)應(yīng)的曲面局部；e.非有 理B樣條和Bezier、有理Bezier曲面是NURBS曲面的特殊情況；f.不具有變差遞減性。1、 簡(jiǎn)述圖像處理、模式識(shí)別與電腦圖形學(xué)的關(guān)系。圖像處理、模式識(shí)別與電腦圖形學(xué)是電腦應(yīng)用領(lǐng)域開展的三個(gè)分支學(xué)科，它們之間有一定的關(guān)系和區(qū)別，它們的共

26、同之處就是電腦所處理的信息都是與圖有關(guān)的信息。它們本質(zhì)上是不同的：圖像處理是利用電腦對(duì)原存在物體的映象進(jìn)行分析處理，然后再現(xiàn)圖像；模式識(shí)別是指電腦對(duì)圖形信息進(jìn)行識(shí)別和分析描述，是從圖形到描述的表達(dá)過程；電腦圖形學(xué)是研究根據(jù)給定的描述用電腦生成相應(yīng)的圖形、圖像。2. 簡(jiǎn)述直線段生成的數(shù)值微分算法根本思想。設(shè)x1 , 丫1和x2 , y2分別為所求直線的端點(diǎn)坐標(biāo)，選定x2 x1和y2 y1中較大者作為步進(jìn)方向假設(shè)x2 x1較大，取該方向上的x為一個(gè)象素單位長(zhǎng)，即x每次遞增一個(gè)象素，然后計(jì)算相應(yīng)的y值，把每次計(jì)算出的Xi + 1, Yi + 1經(jīng)取整后順序輸出到顯示器，那么得到光柵化后得直線。寫出二

27、維幾何變換的變換矩陣，各功能子矩陣及作用是什么？a b p c d q二位圖形齊次坐標(biāo)變換矩陣的一般表達(dá)式：T= ' m s，這3X 3矩陣中各元素功能一共a b可分成四個(gè)模塊，其中C d可以實(shí)現(xiàn)圖形的比例、對(duì)稱、錯(cuò)切、旋轉(zhuǎn)等根本變換；I m可以實(shí)現(xiàn)圖形平移變換；p q可以實(shí)現(xiàn)圖形透視變換；s可以實(shí)現(xiàn)圖形全比列變換。簡(jiǎn)述直線段的編碼裁剪方法。裁剪窗口的四條邊所在的直線把二維平面分成九個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域賦予一個(gè)四位編碼CoGGQ，代碼中的每一位分別是0或者1,是按照窗口邊線來確定，第一位置為1,那么表示該端點(diǎn)位于窗口左那么；第二位置為1，那么表示該端點(diǎn)位于窗口右那么；第三位置為1，那么表示

28、該端點(diǎn)位于窗口下面；第四位置為1，那么表示該端點(diǎn)位于窗口上面；直線端點(diǎn)所在位置為端點(diǎn)區(qū)域所在的代碼。算法步驟如下：1當(dāng)線段的兩個(gè)端點(diǎn)的編碼為零時(shí)，表示直線在窗口內(nèi)； 2當(dāng)線段的兩個(gè)端點(diǎn)的編碼的邏輯“與為非零時(shí)，顯然不可見； 3對(duì)于那些非完全可見5、什么是三維投影變換 。通常圖形輸出設(shè)備都是二維的， 用這些二維設(shè)備來輸出三維圖形， 就得把三維坐標(biāo)系以下圖形上各點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為某一平面坐標(biāo)系下的二維坐標(biāo)，也就是將x,y,z變換為x',y'或x',z'或y',z'。這種把三維物體用二維圖形表示的過程稱為 三維投影變換。6. 請(qǐng)列舉常用的直線段裁減算法四種

29、。答：直接求交算法、編碼算法、中點(diǎn)再分算法、Cyrus-Beck 算法。7. 考慮三個(gè)不同的光柵系統(tǒng) ，分辨率依次為 640 480 ， 1280 1024， 2560 2048 。欲 存儲(chǔ)每個(gè)像素 12 位，這些系統(tǒng)各需要多大的幀緩沖器字節(jié)數(shù)？答： 640 480需要的幀緩存為 640 480 12/8450KB1280 1024需要的幀緩存為 1280 1024 12/8 1920KB2560 2048需要的幀緩存為 2560 2048 12/87680KB7. 什么叫做走樣？什么叫做反走樣？反走樣技術(shù)包括那些？答：走樣指的是用離散量表示連續(xù)量引起的失真。 為了提高圖形的顯示質(zhì)量。 需要減

30、少或消除因走樣帶來的階梯形或閃爍效 果，用于減少或消除這種效果的方法稱為反走樣。 其方法是前濾波， 以較高的分辨率顯示 對(duì)象；后濾波，即加權(quán)區(qū)域取樣，在高于顯示分辨率的較高分辨率下用點(diǎn)取樣方法計(jì)算， 然后對(duì)幾個(gè)像素的屬性進(jìn)行平均得到較低分辨率下的像素屬性。1 走樣與反走樣的定義是？反走樣技術(shù)包括那些？答：走樣指的是用離散量表示連續(xù)量引起的失真。 為了提高圖形的顯示質(zhì)量。需要減少或消除因走樣帶來的階梯形或閃爍效果，用 于減少或消除這種效果的方法稱為反走樣。 其方法是前濾波， 以較高的分辨率顯示對(duì)象； 后濾波， 即加權(quán)區(qū)域取樣， 在高于顯示分辨率的較高分辨率下用點(diǎn)取樣方法計(jì)算，然后對(duì)幾個(gè)像素的屬性

31、進(jìn)行平均得到較低分辨率下的像素屬性。6使用 Bresenham 算法畫斜率介于 0°和 45°之間的直線所需的步驟 。解答：用 Bresenham 算法畫直線的過程如下： 1計(jì)算初始值dx = x2 x1Inc2 = 2dy dxdy = y2 y1d = Inc1 dxInc1 = 2dy2設(shè)置左下方的端點(diǎn)坐標(biāo)為x, y，同時(shí)將xend設(shè)為x的最大值。如果dx < 0,那么x=x2 , y= y2 和 xend = x1。如果 dx > 0,那么 x = x1、y = y1 和 xend = x2。在當(dāng)前的x, y坐標(biāo)畫一個(gè)點(diǎn)。判斷整條線段是否已經(jīng)畫完，如果x

32、= xend就停止。計(jì)算下一像素的位置。如果 d<0，那么d= d+ Incl。如果d > 0,那么d = d + Inc2 ,并且y =y + 1。增加 x： x= x + 1。在當(dāng)前的x, y坐標(biāo)畫一個(gè)點(diǎn)。轉(zhuǎn)到步驟4。1、簡(jiǎn)述光柵掃描式圖形顯示器的根本原理。答：光柵掃描式圖形顯示器 (簡(jiǎn)稱光柵顯示器 )是畫點(diǎn)設(shè)備， 可看作是一個(gè)點(diǎn)陣單元發(fā)生器， 并可控制每個(gè)點(diǎn)陣單元的亮度， 它不能直接從 單元陣列中的個(gè)可編地址的象素畫一條直線到另一個(gè)可編地址的象素， 只可能用盡可能靠 近這條直線路徑的象素點(diǎn)集來近似地表示這條直線。光柵掃描式圖形顯示器中采用了幀緩 存，幀緩存中的信息經(jīng)過數(shù)字模擬

33、轉(zhuǎn)換，能在光柵顯示器上產(chǎn)生圖形。3、圖形變換有什么特點(diǎn)？最根本的幾何變換有哪些？答：圖形變換的特點(diǎn)：大多數(shù)幾何變換如平移、旋轉(zhuǎn)和變比是保持拓?fù)洳蛔兊模桓淖儓D形的連接關(guān)系和平行關(guān)系。對(duì)于線 框圖形， 通常是以點(diǎn)變換為根底， 把圖形的一系列頂點(diǎn)作幾何變換后， 連接新的頂點(diǎn)序列即 可產(chǎn)生新的變換后的圖形。 對(duì)于用參數(shù)方程描述的圖形， 可以通過參數(shù)方程幾何變換， 實(shí)現(xiàn) 對(duì)圖形的變換基于效率的考慮 。最根本的幾何變換有：平移、旋轉(zhuǎn)、比例、錯(cuò)切、投影等。6、 什么是圖形掃描轉(zhuǎn)換 ？答：確定最正確逼近圖形的象素集合，并用指定的顏色和灰度設(shè) 置象素的過程稱為圖形的掃描轉(zhuǎn)換或光柵化。 對(duì)于一維圖形， 在不考慮

34、線寬時(shí)， 用一個(gè)象素 寬的直線或曲線來顯示圖形。 二維圖形的光柵化必須確定區(qū)域?qū)?yīng)的象素集， 將各個(gè)象素設(shè) 置成指定的顏色和灰度，也稱之為區(qū)域填充。7、為什么使用非均勻有理B樣條？答：非均勻B樣條函數(shù)的節(jié)點(diǎn)參數(shù)沿參數(shù)軸的分布是不等距的，近年來，它得到了廣泛的開展和應(yīng)用，主要原因是：1對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的解析形狀如圓錐曲線，二次曲線，回轉(zhuǎn)面等和自由曲線，曲面提供了統(tǒng)一的數(shù)學(xué)表示，無論是解析形狀 還是自由格式的形狀均有統(tǒng)一的表示參數(shù)， 便于工程數(shù)據(jù)庫的存取和應(yīng)用。 2可通過控制 點(diǎn)和權(quán)因子來靈活的改變形狀。 3對(duì)插入節(jié)點(diǎn)，修改，分割，幾何插值等的處理工具比擬 有利。4具有透視投影變換和仿射變換的不變性。 5非

35、有理 B 樣條，有理及非有理 Bezier 曲線，曲面是 NURBS 的特例表示。1、 論述圓的 Bresenham 算法的原理，方法和步驟 。1 寫一個(gè)顯示一串字符的程序。 答：顯示一串字符的參考程序如下：Graph_puts(int x0,int y0,char *string)char current_char;int font_maskFONT_WIDTHFONT_HEIGHT;int i,j;for (j=0;stringj!="0"j+) current_char=stringj;get_font(font_mask,current_char);/ 從字庫里取得

36、當(dāng)前的字模 for(i=0;i<FONT_WIDTH,i+)for(j=0;j<FONT_HEIGHT,j+)if (font_maskij) write_pixel(x0+i,y0+j,FONT_COLOR);else write_pixel(x0+i,y0+j,BACKGROUND_COLOR); 4 電腦圖形顯示器和繪圖設(shè)備表示顏色的方法各是什么顏色系統(tǒng)？它們之間的關(guān)系如何？ 答：電腦圖形顯示器是用 RGB 方法表示顏色，而繪圖設(shè)備是用 CMYK 方法來表示顏 色的。 它們之間的關(guān)系是：兩者都是面向硬件的顏色系統(tǒng)，前者是增性原色系統(tǒng)，后者是減性原色系統(tǒng)， 后者是通過在黑色里參

37、加一種什么顏色來定義一種顏色， 而后者是通過指定從 白色里減去一種什么顏色來定義一種顏色。8. 寫出幾種線裁剪算法；寫出幾種多邊形裁剪算法。答：線的裁剪算法：矢量裁剪法編碼裁剪法 中點(diǎn)分割裁剪法多邊形的裁剪算法：逐邊裁剪法雙邊裁剪法1 非均勻 B 樣條函數(shù)的節(jié)點(diǎn)參數(shù)沿參數(shù)軸的分布是不等距的，近年來，它得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，主要原因是： 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的解析形狀如圓錐曲線，二次曲線，回轉(zhuǎn)面等和自 由曲線， 曲面提供了統(tǒng)一的數(shù)學(xué)表示，無論是解析形狀還是自由格式的形狀均有統(tǒng)一的表示參數(shù)， 便于工程數(shù)據(jù)庫的存取和應(yīng)用。 可通過控制點(diǎn)和權(quán)因子來靈活的改變形狀。 對(duì)插入節(jié)點(diǎn)，修改，分割，幾何插值等的處理工具比擬

38、有利。具有透視投影變換和仿射變換的不變性。 非有理B樣條，有理及非有理 Bezier曲線，曲面是 NURBS的特例表示。11.簡(jiǎn)述邊界表示法BREP丨實(shí)體構(gòu)造表示法CSG。答：邊界表示法是用實(shí)體的外表 來表示實(shí)體的形狀，它的根本元素是面、邊、頂點(diǎn)。它以歐拉公式作為理論根底，要求實(shí)體 的根本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)符合歐拉公式。 目前采用的比擬多的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是翼邊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和半邊數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)又稱對(duì)稱數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。 實(shí)體構(gòu)造表示法的根本思想是將簡(jiǎn)單的實(shí)體又稱體素 通過集 合運(yùn)算組成所需要的物體。 其中， 集合運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)過程由一棵二叉樹來描述， 二叉樹的葉子 節(jié)點(diǎn)表示體素或者幾何變換的參數(shù)， 非終端節(jié)點(diǎn)表示施加于其子結(jié)點(diǎn)的

39、正那么集合算子或幾何 變換的定義。1、在圖形文件系統(tǒng)中，點(diǎn)、線、圓等圖形元素通常都用其幾何特征參數(shù)來描述，在圖形系統(tǒng)中，圖形處理運(yùn)算的精度不取決于顯示器的分辨率，在彩色圖形顯示器中，使用RGB 顏色模型。電腦圖形學(xué)以計(jì)算幾何為理論根底。2、深度緩存算法并不需要開辟一個(gè)與圖像大小相等的深度緩存數(shù)組，深度緩存算法能并行 實(shí)現(xiàn)，深度緩存算法中沒有對(duì)多邊形進(jìn)行排序。3、電腦圖形處理中，除了應(yīng)用到各種算法外，還經(jīng)常會(huì)處理大量的圖形方面的數(shù)據(jù)，因而 必須應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫技術(shù)， 圖形數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的子庫層次是一個(gè)簡(jiǎn)單的、 具有普遍存儲(chǔ)規(guī)那么的許 多物體的集合，圖形數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)一般有物體和子庫兩個(gè)層次。4、 投影線從

40、視點(diǎn)出發(fā)，主滅點(diǎn)最多有3 個(gè)，任何一束不平行于投影面的平行線的透視投影 將匯成一點(diǎn)。 在平面幾何投影中， 假設(shè)投影中心移到距離投影面無窮遠(yuǎn)處， 那么成為平行投影。5、實(shí)體模型和曲面造型是 CAD 系統(tǒng)中常用的主要造型方法，曲面造型是用參數(shù)曲面描述 來表示一個(gè)復(fù)雜的物體， 從描述復(fù)雜性和形狀靈活性考慮， 最常用的參數(shù)曲面是 3 次有理多 項(xiàng)式的曲面， 在曲線和曲面定義時(shí)， 使用的基函數(shù)應(yīng)有兩個(gè)重要性質(zhì)： 凸包性和仿射不變性。6、簡(jiǎn)單光反射模型，又稱為 Phong 模型，它模擬物體外表對(duì)光的反射作用，簡(jiǎn)單光反射模 型主要考慮物體外表對(duì)直射光照的反射作用， 在簡(jiǎn)單光反射模型中， 對(duì)物體間的光反射作用， 只用一個(gè)環(huán)境光變量做近似處理。7、 定義了物體的邊界也就唯一的定義了物體的幾何形狀邊界，物體的邊界上的面是有界的， 而且， 面的邊界應(yīng)是閉合的， 物體的邊界上的邊可以是曲線， 但在兩端之間不允許曲線自相 交。8、 透視投影的投影線從視點(diǎn)出發(fā)，主滅點(diǎn)最多有3 個(gè)，任何一束不平行于投影面的平行線 的透視投影將匯成一點(diǎn)。9、圖形數(shù)據(jù)按照目的不同一般可以分為圖形的表示數(shù)據(jù)和圖形的顯示數(shù)據(jù)。10