計(jì)算機(jī)圖形學(xué)復(fù)習(xí)歸納總結(jié)

1、文檔編碼 : CI10K9N9T2O5 HX9C6L8E10M10 ZR2Q10R9X5V10插值：給定一有序的數(shù)據(jù)點(diǎn)Pi,i=0,1, ,n,現(xiàn)要求構(gòu)造一條曲線次序通過這些數(shù) 據(jù)點(diǎn),稱為對(duì)這些數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行插值；所構(gòu)造的曲線稱為插值曲線；靠近：當(dāng)型值點(diǎn)較多時(shí),構(gòu)造插值函數(shù)通過全部的型值點(diǎn)是相當(dāng)困難的；而且在某些情形下,測(cè)量所得的或設(shè)計(jì)員給出的數(shù)據(jù)點(diǎn)本身就比較粗糙,要求構(gòu)造一條曲線嚴(yán)格通過一組數(shù)據(jù)點(diǎn)也沒有什么意義；此時(shí)人們往往挑選一個(gè)次數(shù)較低的函數(shù),使其在某種意義上最為接近于給定的數(shù)據(jù)點(diǎn),稱之為對(duì)這些數(shù)據(jù)點(diǎn)的靠近；所構(gòu)造的曲線稱為靠近曲線；樣條曲線：在運(yùn)算機(jī)圖形學(xué)中,樣條曲線是指南多項(xiàng)式曲線段連接

2、而成的曲線,在每段邊界處中意特定的連續(xù)性條件；光柵化：由顯示器的原理我們知道,光柵圖形顯示器司以看成一個(gè)像素的矩陣,每個(gè)像素可以用一種或多種顏色顯示；在光柵顯示器上的任何一種圖形,實(shí)際上 都是一些具有一種或多種顏色的像素的集合；因此,確定一個(gè)像素集合及其顏色,用于顯示一個(gè)圖形的過程,稱為圖形的掃描轉(zhuǎn)換或光柵化；辨論率：辨論率就是屏幕圖像的密度；我們可以把屏幕想象成是一個(gè)大型的棋盤,而辨論率的表示方式就是每一條水平線上面的點(diǎn)的數(shù)日乘上水平線的數(shù)目；辨論 率越高,屏幕上所能顯現(xiàn)的圖像也就越精細(xì)；投影變換：要將三維物體在這些二維設(shè)備上進(jìn)行顯示,就要把 j 三維坐標(biāo)中的 點(diǎn)轉(zhuǎn)化為二維平面坐標(biāo)系中的點(diǎn)；

3、這種把三維物體變?yōu)槎S圖形表示的過程稱為 各 投影變換；觀看空間：將觀看窗口沿投影的方向作平移,即可產(chǎn)生一個(gè)三維的觀看空間；對(duì)于平行投影,觀看空間的四側(cè)面形成了與觀看窗口為邊界的無(wú)限長(zhǎng)的長(zhǎng)方體管道；而對(duì)于透視投影,觀看空間是頂點(diǎn)位于投影中心,界的無(wú)限長(zhǎng)棱錐；棱邊為穿過觀看窗口的邊1運(yùn)算機(jī)圖形學(xué)爭(zhēng)辯的內(nèi)容是什么 .答：運(yùn)算機(jī)圖形學(xué)Computer Graphics是爭(zhēng)辯怎樣用數(shù)字運(yùn)算機(jī)生成,處理和顯示圖形的一門學(xué)科,是爭(zhēng)辯用運(yùn)算機(jī)將由概念或數(shù)學(xué)描述所表示的物體 而不是實(shí)物圖像進(jìn)行處理和顯示的過程,是在運(yùn)算機(jī)的幫忙下生成圖形圖像的一門藝術(shù)；2運(yùn)算機(jī)圖形學(xué)處理的圖形分為哪兩種 .答：一類是線條式,它

4、用線段來(lái)表現(xiàn)圖形；這種圖形簡(jiǎn)潔反映客觀實(shí)體的內(nèi)部結(jié)構(gòu),因而適合表示各類工程技術(shù)中的結(jié)構(gòu)圖；如機(jī)械設(shè)計(jì)中的零件結(jié)構(gòu)圖,土木沒計(jì)中的房屋結(jié)構(gòu)圖及各種曲線圖等等；另一類是具有面模型,顏色,濃淡和明暗層次成效的,有真實(shí)感的圖形,這種圖形與我們用照相機(jī)拍照的照片相像；它適合于表現(xiàn)客觀實(shí)體的外形或外貌,造型設(shè)計(jì)等；如汽車,飛機(jī)等的外形設(shè)計(jì)以及各種藝術(shù)品3簡(jiǎn)要說(shuō)明OpenGL 的概念及其功能答：OpenGL 所具有的功能基本上涵蓋了運(yùn)算機(jī)圖形學(xué)所要包括的各個(gè)方面的內(nèi)容；包括繪制基本幾何圖形如點(diǎn),線,多邊形等,實(shí)現(xiàn)圖形變換如幾何變換,觀 察變換和裁剪,封閉邊界內(nèi)的填充,紋理,反走樣等,二次曲面,B6zier

5、曲線曲面和NURBS 曲線曲面的生成,消隱處理以及具有光照顏色的真實(shí)感圖形生成等；第 1 頁(yè),共 7 頁(yè)4簡(jiǎn)述二維現(xiàn)察流程答：觀看變換可經(jīng)過以下幾個(gè)步驟來(lái)完成；第一,在世界坐標(biāo)系中生成圖形；其 次對(duì)世界坐標(biāo)系中的窗口區(qū)域進(jìn)行裁剪,得到要顯示的內(nèi)容；然后進(jìn)行從窗口到 視區(qū)的變換,即將世界坐標(biāo)系中的窗口圖形轉(zhuǎn)換到規(guī)程化的設(shè)備坐標(biāo)系的視區(qū) 中；最終,將規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)系描述的圖形變換到設(shè)備坐標(biāo)系中進(jìn)行顯示；此即 為二維觀看的變換流程,5交互式圖形系統(tǒng)有哪幾種數(shù)據(jù)輸入方式.每種方式的含義是什么.答：交互式圖形系統(tǒng)向用戶供應(yīng)了三種基本的輸入方式：懇求方式,采樣方式和 大事方式,除此之外,仍可以三種輸入方式

6、組合使用；其中：懇求方式：指在使用過程中,當(dāng)程序工作處于輸入方式時(shí),程序向主機(jī)發(fā)出懇求,以懇求方式指定輸入設(shè)備；T 作方式；只有當(dāng)設(shè)備被確定時(shí),用戶才能輸入數(shù)據(jù)的取樣方式：指當(dāng)一臺(tái)或多臺(tái)輸入設(shè)備被設(shè)定了采樣方式后,在其工作時(shí),可以不需要等待程序中的輸入語(yǔ)句；系統(tǒng)可以對(duì)現(xiàn)被設(shè)定的設(shè)備所處的狀態(tài)進(jìn)行采樣,不斷儲(chǔ)備數(shù)據(jù),更新當(dāng)前得數(shù)據(jù),當(dāng)前數(shù)據(jù)被默認(rèn)用于程序所需輸入數(shù)據(jù)的工作方式；大事方式：指用戶每次對(duì)輸入設(shè)備的每次操作以及形成的數(shù)據(jù)叫做一個(gè)“事件”；往往多個(gè)大事發(fā)生后,運(yùn)算機(jī)來(lái)不及處理,于是就有必要把各個(gè)大事依據(jù)發(fā)生的次序排成隊(duì)列,把相應(yīng)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)備在運(yùn)算機(jī)內(nèi),以先進(jìn)先出的原就來(lái)處理；大事方式是由輸

7、入設(shè)備來(lái)初始化數(shù)據(jù)輸入,做大事方式；把握數(shù)據(jù)處理進(jìn)程；這種處理方式叫組合方式：運(yùn)算機(jī)圖形輸入系統(tǒng)往往不是單一地使用一種輸入方式,各種 輸入方式會(huì)經(jīng)?；旌鲜褂?即一個(gè)應(yīng)用程序可以在幾種輸入把握方式下應(yīng)用幾種 不同地輸入設(shè)備來(lái)工作,這種方法就是組合方法；6試說(shuō)明Bzier曲線,B 樣條曲線與 優(yōu)NURBS曲線的主要幾何特性,并比較其劣答：Bzier曲線的起點(diǎn)與終點(diǎn)和特點(diǎn)多邊形的起點(diǎn)與終點(diǎn)重合,且多邊形的第一 條邊和最終一條邊表示了曲線在起點(diǎn)和終點(diǎn)處的切矢方向；而且由于曲線的外形趨向于把握多邊形的外形,所以可以通過調(diào)整頂點(diǎn)的位置來(lái)把握曲線的外形；但把握多邊形的頂點(diǎn)數(shù)預(yù)備了Bzier曲線的階次,不能作

8、局部的修改；B 樣條曲線具備了Bzier曲線的一切優(yōu)點(diǎn)；其次數(shù)與把握點(diǎn)的個(gè)數(shù)無(wú)關(guān),且具有局部性,可作局部修改；但 NURBS 曲線為標(biāo)準(zhǔn)的解析外B 樣條方法不能表示解析曲線與曲面；如圓椎曲線和自由型曲線的表示與設(shè)計(jì)供應(yīng)了一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)學(xué)形式；而且由操縱把握頂點(diǎn)及權(quán)因子為各種外形設(shè)計(jì)供應(yīng)了充分 形的靈敏性；7,簡(jiǎn)潔說(shuō)明三維觀看流程解答：三維觀看的過程可以經(jīng)由以下幾個(gè)步驟來(lái)完成；第一；在世界坐標(biāo)系中生成圖形；其次,進(jìn)行從世界坐標(biāo)系到觀看坐標(biāo)系的變換,將世界坐標(biāo)系中的圖形描述轉(zhuǎn)換到觀看坐標(biāo)系中；然后進(jìn)行觀看空間的規(guī)范化變換,再在規(guī)范化空間內(nèi)進(jìn)行圖形的三維裁剪；裁剪完后即可作正投影,將裁剪后的圖形投影到

9、觀看平面l 卜；最終,將觀看窗口中的內(nèi)容在圖形輸出設(shè)備上進(jìn)行顯示；以上的過程第 2 頁(yè),共 7 頁(yè)就稱為是三維觀看流程 8,物體表面的顏色由什么因素預(yù)備,假如是在簡(jiǎn)潔光照模型中,對(duì)不透亮的物 體而言,其表面顏色由什么預(yù)備？物體表面的顏色一般預(yù)備于物體表面對(duì)視線方向輻射的光能中各波長(zhǎng)的分布,即預(yù)備于所挑選吸取那部分光的波長(zhǎng)；也 在簡(jiǎn)潔光照模型中,假如物體是不透亮的,就物體表面的顏色取決于其反射光；9,簡(jiǎn)潔模型中,有哪幾種類型的光？各自的特點(diǎn)什么？解答：在簡(jiǎn)潔光照模型中,一般可分成環(huán)境反射光,漫反射光和鏡面反射光 等；環(huán)境反射光：環(huán)境光是四周的景物散發(fā)出來(lái)的通過物體表面而反射出來(lái)的光,沒有直接的光

10、源和固定的光線方向,布滿于整個(gè)空間；這種光線在空間中是勻稱的,被照耀的物體的各個(gè)方向都有相同的明暗度；漫反射光：光源來(lái)自一個(gè)方向,反射光勻稱地射向各個(gè)方向；鏡面反射 光：產(chǎn)生所謂的“高光”效應(yīng)；鏡面反射遵守反射定律,其是位于表面的法矢的兩側(cè)的,與反射角有關(guān)；10,簡(jiǎn)要說(shuō)明RGB,CMY 和HSV 三種顏色模型的特點(diǎn) 紅,綠,藍(lán)RGB顏 色模型通常用于彩色陰極射線管和彩色光柵圖形顯示器；它 接受直角坐標(biāo)系,紅,綠,藍(lán)原色是加色系統(tǒng),即各種原色的強(qiáng)度加在一起生成另一種顏色；因?qū)?對(duì)于一種顏色 c,在 RGB 顏色系統(tǒng)下表示 為：C=rR+gG+bB 以紅,綠,藍(lán)的補(bǔ)色青,品紅,黃為原色構(gòu)成的 CM

11、Y 顏色系統(tǒng),常用于從 白光中某種顏色,故稱為減色原色系統(tǒng)；我們可以使用一個(gè)矩陣來(lái)表示 RGB CMY 顏色模型之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,即：與HSV 顏色模型可以用六棱錐表示,為這種模型中供應(yīng)應(yīng)用戶的三種顏色參數(shù) 是顏色Hue,色飽和度Saturation和明暗值Value,即稱HSV 模型；用戶通過 挑選一種彩色并將確定量的白色和黑色加到該顏色以獲得不同的明暗,濃淡和色調(diào)；物體表面的顏色一般預(yù)備于物體表面對(duì)視線方向輻射的光能中各波長(zhǎng)的分布,也 即預(yù)備于所挑選吸取那部分光的波長(zhǎng)；在簡(jiǎn)潔光照模型中,假如物體是不透亮的,就物體表面的顏色取決于其反射光；第 3 頁(yè),共 7 頁(yè)1已知平面上一任意直線P1x1,

12、y1和 P2x2,y2,試推導(dǎo)將其通過變換y 軸與重合的變換矩陣答：可由以下步驟完成：1將一端點(diǎn)P1xl,y1平移至坐標(biāo)原點(diǎn),變換矩陣為：T 1100010 x 1y 112將直線繞原點(diǎn)旋轉(zhuǎn),使端點(diǎn)P2x2,y2與 y 軸重T2 cos sin0合：sincos 00 01為直線與y軸所成夾角；A=arctgx2-x1,y2-y1,就變換矩陣：T T1T2 2寫出關(guān)于直線L 的反射變換矩陣,其中L 與 x 軸的正向 成答：可由以下幾步完成：1將直線與y 軸的交點(diǎn)平移到原角,與y 軸交于0,b點(diǎn)；100cos sin0 0 1T 10102將直線旋轉(zhuǎn)-角與x軸重合；T 2sincos 0b10

13、03作關(guān)于x 軸的反射變換；T 31 00 104將直線旋轉(zhuǎn) 角；0100cos sin0T 4sin cos 00015將原點(diǎn)移回O,b；T 51 00 0 b0就關(guān)于該直線的反射變換矩陣表示為T T1T2T3T4 T5 001第 4 頁(yè),共 7 頁(yè)7編寫一個(gè)程序,并在一藍(lán)色窗口中繪制一紅色的正方形,且正方形大小可隨窗口尺寸改變而調(diào)整；#include #include void Displayvoid glClearGL_COLOR_BUFFER BIT; / 將作圖顏色設(shè)為藍(lán)色,0.0f,1.0f; / 作一個(gè)正方形 glRectf50.0f, 50.0f, 150.0f, 150.0f

14、; glFlush; void myinitvoid / 將背景顏色設(shè)為紅色 glClearColor1.0f,0.0f,0.0f,0.0f; void MyreshapeGLsizeiw, GLsizei h glViewport0,0 ,GLsizeiw, GLsizeih; glMamxModeGL_PROJECTION; 第 5 頁(yè),共 7 頁(yè)glLoadIdentity; ifw=h gluOrth02D0.0,200.0,0.0,200.0*GLfloath/GLfloatw; else gluOrth02D0.0,200*GLfloatw/GLfloath,0.0,200.0;

15、glMatrixModeGL_MODELVIEW; void mainvoid glutlnitDisplayModeGLUT SINGLE | GLUT_RGB; glutlnitWindowSize200,200; glutlnitWindowPosition150,150; glutCreateWindow “ GLRect ” ; myinit; glutDisplayFuncDisplay; glutReshapeFuncMyreshape; glutMainLoop; 6試編一程序繪制GLUT 中的三堆茶壺模型,并上機(jī)運(yùn)行程序如 下：#include #include void init 第 6 頁(yè),共 7 頁(yè)glClearColor1.0,1.0,1.0,1.0; void RenderScenevoid glClearGL_COLOR_BUFFER_BIT; /* 設(shè)值作圖顏色為藍(lán)色*/ glColor4f0.0,0.0,1.0,1.0; / 繪制一個(gè)線框茶壺 glutWireTeapot