答案計(jì)算機(jī)圖形學(xué)試題b

1、。裝。訂。線。2009 年2010 年第 2 學(xué)期計(jì)算機(jī)圖形學(xué)時(shí)間共 120 分鐘試卷 B 卷（15 分）一、1、點(diǎn)距（3 分）答：點(diǎn)距指的是相鄰像素點(diǎn)之間的距離，即像素的直徑，與分辨率和屏幕尺寸相關(guān)。2、漫反射（3 分）答：粗糙的物體表面往往將反射光向各個(gè)方向散射，這種光線的散射現(xiàn)象稱為漫反射。3、邊界盒（3 分）答：（第八章）所謂一個(gè)物體的邊界盒是指能夠包含該物體的一個(gè)幾何形狀，該形狀有較簡單的邊界。4、走樣現(xiàn)象（3 分）答：走樣現(xiàn)象是由于采用離散量表示連續(xù)量而引起的圖形失真現(xiàn)象。5、地理信息系統(tǒng)（3 分）答：地理信息系統(tǒng)是建立在地理圖形基礎(chǔ)上的信息管理系統(tǒng)，它將以往分散的、模型和圖紙等資

2、料整理成一個(gè)的數(shù)據(jù)庫，與圖形信息管理形成一個(gè)綜合的地理信息系統(tǒng)。二、簡答題（20 分）1、列舉常用的計(jì)算機(jī)圖形輸入和輸出設(shè)備。（5 分）答：常用的圖形輸入設(shè)備有：鍵盤、鼠標(biāo)、光筆、數(shù)字化儀、觸摸板、圖形掃描儀、手寫輸入板、語音輸入和數(shù)據(jù)手套等；常用的圖形輸出設(shè)備有：顯示器、繪圖機(jī)、2、計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的主要功能是什么。（5 分）答:計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)用來生成、處理和顯示圖形，通常由等。處理器、圖形輸出設(shè)備和圖形輸入設(shè)備。一個(gè)計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)至少應(yīng)具有計(jì)算、協(xié)作，完成對圖形數(shù)據(jù)的處理過程：、輸入、輸出、交互等基本功能，各功能之間的關(guān)系式相互1、計(jì)算功能：包括圖形的描述、分析和設(shè)計(jì)；圖形的平移、旋轉(zhuǎn)、投影

3、、生成；圖形之間相互關(guān)系的檢測等。等幾何變換；曲線、曲面的2、功能：使用圖形數(shù)據(jù)庫可以存放各種圖形的幾何數(shù)據(jù)及圖形之間的相互關(guān)系，并能快速方便的實(shí)現(xiàn)對圖形的刪除、增加、修改等操作；3、輸入功能：通過圖形輸入設(shè)備可將基本的圖形數(shù)據(jù)和各種繪圖命令輸入到計(jì)算機(jī)中，從而構(gòu)造更復(fù)雜的幾何圖形；4、輸出功能：圖形數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算后可在顯示器上顯示當(dāng)前的狀態(tài)以及經(jīng)過圖形編輯后的結(jié)果，同時(shí)還能通過繪圖儀、等設(shè)備實(shí)現(xiàn)硬拷貝輸出，以便長期保存。5、交互功能：設(shè)計(jì)可通過顯示器或其他人機(jī)交互設(shè)備直接進(jìn)行人機(jī)通信，并利用選擇、定位等對計(jì)算結(jié)果和圖形進(jìn)行修改，同時(shí)對設(shè)計(jì)者或操作員輸入的錯誤給以必要的提示和幫助。3、寫出邊界表

4、示法與內(nèi)點(diǎn)表示法的區(qū)別。（5 分）答：內(nèi)點(diǎn)表示法是指把位于給定區(qū)域內(nèi)的所有像素一一列舉出來的方法。它將區(qū)域內(nèi)的所有像素填充成同一種顏色，而區(qū)域邊界上的像素則不能填這種顏色。邊界表示法是指把位于給定區(qū)域邊界上的像素一一列舉出來的方法。它將區(qū)域邊界上的像素都著上同一種顏色，而區(qū)域內(nèi)的像素則不能著這種顏色。4、寫出圖形模式與空間模式的異同。（5 分）答：圖形模式是指每一次變換均可看成相對于原始坐標(biāo)系中執(zhí)行的，體現(xiàn)在矩陣合并上就是先調(diào)用的變換矩陣放在右邊，后調(diào)用的變換矩陣放在左邊，所以圖形模式也稱為固定坐標(biāo)系模式；空間模式是指連續(xù)執(zhí)行幾個(gè)變換時(shí)，變換矩陣的合并方式恰好和圖形模式相反，即后調(diào)用的變換矩陣

5、要乘在右邊，所以空間模式又稱為活動坐標(biāo)系模式。得分閱卷人得分閱卷人題號12345總分得分閱卷人三、計(jì)算題（25 分）1、在三中，寫出當(dāng)投影中心為原點(diǎn)，投影平面為 z=5 時(shí)的投影矩陣，并求端點(diǎn)為（5，15，25）和 B（10，20，30）的直線段在該投影平面的投影。（7 分）答：（第六章 P90）（1，3，5），（5/3,10/3,5）2、在第一象限內(nèi)，用 DDA 算法計(jì)算從（1，1）到（6，5）的直線段的生成。（8 分）答：（第四章 P42）（1，1），（2，2）（3，3）（4，3）（5，4）（6，5）3、若按下述流程繪圖，寫出二維圖形變換的變換矩陣：（10 分）（1）繪制三角形；沿 x 坐

6、標(biāo)軸正向移動 6 個(gè)繞 z 軸旋轉(zhuǎn) 60；沿 y 坐標(biāo)軸正向移動 4 個(gè)；。答：（第五章 P76）（略）四、算法題（30 分）1、寫出正負(fù)法生成直線的基本原理。（10 分）答：假設(shè)直線斜率在 0-1 之間。若直線在 x 方向上增加一個(gè)，則在 y 方向上的增量只能在 0-1 之間。設(shè)P=（x,y）是直線上的一點(diǎn)，與（x,y）最近的像素為（xi,yi），那么，下一個(gè)與直線最近的像素只能是正右方的 B（xi+1,yi）或右上方的 T（xi+1,yi+1）兩者之一。再以 M（xi+1,yi+0.5）表示 B、T 兩者的中點(diǎn)，設(shè) Q 是直線與垂直線 x= xi+1 的交點(diǎn)。顯然，若 M 在 Q 的下方，

7、則 T 離直線近，應(yīng)取 T 為下一個(gè)像素；否則應(yīng)取 B。這就是正負(fù)法的基本原理。2、寫出基本的基于窗口的子分算法的算法流程。（10 分）答：（第八章）基于窗口的子分算法的基本是：整個(gè)屏幕可以稱為窗口，窗口子分算法是一個(gè)遞歸的四等分過程，每一次把矩形的窗口等分成四個(gè)相等的小矩形，分成的矩形也可以稱為窗口。每一次子分，均對要顯示的多邊形和窗口的關(guān)系進(jìn)行判斷。這種關(guān)系有以下四種：1、多邊形包圍了窗口。2、多邊形和窗口相交3、窗口包圍了多邊形4、窗口和多邊形分離可根據(jù)這四種類別對多邊形的可見性做檢測。若以下條件之一為真，則無需再對窗口進(jìn)行分割。1、所有多邊形均和窗口分離，這時(shí)只要把窗口內(nèi)所有的像素填上

8、背景色；2、只有一個(gè)多邊形和窗口相交，或這個(gè)多邊形包含在窗口內(nèi)。這時(shí)，先對窗口內(nèi)每一個(gè)像素填上背景顏色，再對窗口內(nèi)多邊形部分用掃描線算法填色。3、只有一個(gè)包圍窗口的多邊形，則窗口用包圍多邊形的顏色填充。4、如果有多個(gè)多邊形和窗口的關(guān)系分別是相交、內(nèi)含或包圍，但是有一個(gè)包圍窗口的多邊形在其他多邊形前面，那么，整個(gè)窗口用該包圍多邊形的顏色填充。對上述四種情況成立的窗口來說，窗口的找色問題已解決，因?yàn)椴槐卦偌?xì)分了。對上述四種情況不成立的窗口，將其再一分為四，對細(xì)分后的各子窗口重復(fù)上述處理。由于窗口的邊越分越細(xì)，細(xì)分若干次后，窗口的面積就和一個(gè)像素的面積一樣了，此時(shí)細(xì)分結(jié)束，該窗口對應(yīng)的像素的顏色可取

9、成最靠近觀察者的多邊形的顏色，或和這個(gè)窗口相交的可見多邊形顏色的平均值。3、寫出邊緣填充算法的基本 ，并與掃描線算法比較分析優(yōu)劣。答：邊緣填充算法的基本即可。是，對多邊形 P 的每一非水平邊 PiPi+1(i=0,1,.,n)上的各像素做向右求反運(yùn)算和掃描線算法比較，邊緣填充算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和程序結(jié)構(gòu)都簡單得多，但是該算法執(zhí)行時(shí)需對幀緩沖器中的大批元素反復(fù)賦值，故速度不比掃描線算法快；另外如果區(qū)域內(nèi)原來有其他的顏色，也不能保證最后區(qū)域內(nèi)的顏色是多邊形的顏色，所以對單值圖像比較有用。得分閱卷人得分閱卷人五、論述題（10 分）談一下你對計(jì)算機(jī)圖形學(xué)這門學(xué)科的認(rèn)識及圖形和圖像的區(qū)別，并就本課程的學(xué)看法。答：（參考第一章）一下自己的體會及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是如何在計(jì)算機(jī)環(huán)境下描述、交互處理和繪制的一門學(xué)科，它的主要內(nèi)容是：圖形的描述、圖形的交互處理和圖形的繪制。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展分為三個(gè)階段：初步形成期、高速發(fā)展期和成熟期。目前，計(jì)算機(jī)圖形