計算機圖形學(xué)復(fù)習(xí)題4387

得分評卷人一、填空題（共10分，每空1分）1、目前常用的PC圖形顯示子系統(tǒng)主要由3個部件組成：幀緩沖存儲器、顯示控制器、ROMBIOS。2、圖形的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、光筆（至少寫三種）；圖形的顯示設(shè)備有CRT顯示器、LCD、投影儀（至少寫三種）。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、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)域填充則是從給定的位置開始涂描直到指定的邊界條件為止。5、X掃描線算法中，每次用一條掃描線進行填充，對一條掃描線填充的過程可分為4個步驟：（求交）、（排序）、（交點配對）、（區(qū)間填色）。6、一個交互式計算機圖形系統(tǒng)應(yīng)具有計算、存儲、對話、輸入和輸出等五個方面的功能。7.將三維物體變?yōu)槎S圖形的變換稱為（投影變換），其有兩種基本方式：（平行投影）、（透視投影）。8、用一組型值點來指定曲線曲面的形狀時，形狀完全通過給定的型值點列，用該方法得到的曲線曲面稱為曲線曲面的（擬和），而用控制點列來指定曲線曲面的形狀時，得到的曲線曲面不一定通過控制點列，該方法稱為曲線曲面的（逼近）。9、對于基本幾何變換，一般有平移、旋轉(zhuǎn)、反射和錯切等，這些基本幾何變換都是相對于（坐標(biāo)原點）和（坐標(biāo)軸）進行的幾何變換。得分評卷人二、選擇題（共20分，每題2分）1．計算機圖形學(xué)與計算機圖象學(xué)的關(guān)系是(B)。A）計算機圖形學(xué)是基礎(chǔ)，計算機圖象學(xué)是其發(fā)展B）不同的學(xué)科，研究對象和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)都不同，但它們之間也有可轉(zhuǎn)換部分C）同一學(xué)科在不同場合的不同稱呼而已D）完全不同的學(xué)科，兩者毫不相干2．分辨率為2048×1024的顯示器需要多少字節(jié)位平面數(shù)為32的幀緩存？(B)A）64KB；B）8MB；C）32MB；D）16MB3．下列有關(guān)反走樣的敘述，錯誤的是（A）A）減少或克服圖形失真的技術(shù)叫做反走樣；B）提高分辨率是反走樣的方法之一；C）半色調(diào)技術(shù)是利用多級光強提高視覺分辨率的技術(shù)；D）對于多灰度或多彩色顯示器，圖形的邊緣可采用模糊技術(shù)而改善鋸齒顯示效果。4．計算機繪圖設(shè)備一般使用什么顏色模型？(A)A）RGB；B）CMY；C）HSV；D）HLS計算機圖形學(xué)試題共7頁第1頁5．使用下列二維圖形變換矩陣，將產(chǎn)生變換的結(jié)果為（A）沿Y坐標(biāo)軸方向放大2倍，同時沿2倍，同時沿X、Y坐標(biāo)軸方向各移動1個繪圖單位；C）沿X和Y坐標(biāo)軸方向各移動2個繪圖單位；D）X、Y坐標(biāo)軸方向各平移2個繪圖單位；200T010B）圖形放大221D）沿X坐標(biāo)軸方向放大2倍，同時沿X、Y坐標(biāo)軸方向各平移2個繪圖單位。6．下面關(guān)于深度緩存消隱算法(Z-Buffer)的論斷哪一條不正確?(B)A)深度緩存算法并不需要開辟一個與圖像大小相等的深度緩存數(shù)組B)深度緩存算C)深度緩存算法能并行實現(xiàn)D)深度緩存算7．雙線性法向插值法（PhongShading）有何優(yōu)點？(B)A）法向計算）高光域準(zhǔn)確C）對光源和視點沒有限制D）法不能用于處理對透明物體的消隱法中沒有對多邊形進行排序精確B速度較快8．圖形軟件系統(tǒng)提供給用戶三種基本的輸入方式，不包含的選項是（B）A）請求方式；B）采樣方式；C）事件方式；D）隨機方式。9．雙二次Bezier曲面的4條邊界都是拋物線，其特征網(wǎng)格有（B）個頂點。A）8；B）9；C）10；D）1610．種子填充算法中，正確的敘述是（C）A）它是按掃描線的順序進行象素點的填充B）四連接算法可以填充八連接區(qū)域C）四連接區(qū)域內(nèi)的每一象素可以通過上下左右四個方向組合到達D）八連接算法不能填充四連通區(qū)域11．下列有關(guān)曲線和曲面概念的敘述語句中，錯誤的論述為（B）A)實體模型和曲面造型是CAD系中統(tǒng)常用的來表示一個復(fù)雜的物體B)參數(shù)形式和隱含形式都是精確的解析表示法，C)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次有理多項式的曲面D)在曲線和曲面定義時，使用的基函數(shù)應(yīng)有兩個重要性質(zhì)：凸包性和仿射不變性12．在簡單光反射模型中，由物體表面上點反射到視點的光強下述哪幾項之和？（C）主要造型方法，曲面造型是用參數(shù)曲面描述在計算機圖形學(xué)中，它們同樣好用（1）環(huán)境光的反射光強；（2）理想漫反射光強；（3）鏡面反射光強；（4）物體間的反射光強。A)（1）和（2）B)（1）和（3）C)（1）（2）和（3）D)（1）（2）（3）和（4）13．下面給出的四個選項中，（A）不是Bezier曲線具有的性質(zhì)。A)局部性B)幾何不變性C)變差縮減性D)凸包性14、觸摸屏是（A）設(shè)備。A、輸入B、輸出C、輸入輸出D、既不是輸入也不是輸出15、反射光是由（D）組成的。A、漫反射光和環(huán)境光B、透射光和散射光C、鏡面反射光和環(huán)境光D、漫反射光、環(huán)境光和鏡面反射光計算機圖形學(xué)試題共頁第頁72

16.如圖所示，掃描線y=1、y=2、y=3分別與多邊形的頂點A、B、C相交，則交點的個數(shù)按掃描線y=1、y=2、y=3的順序依次為（D）A)、0、1B)2、2、1C)、0、2D)2、0、1Cy=3By=217.當(dāng)用n+1個控制多邊形的頂點來構(gòu)造Bezier曲線和B樣條曲線時，所構(gòu)造的BezierAy=1曲線和B樣條曲線的次數(shù)依次是（D）A)n次、n次圖1B)n+1次、n+1次C)n次、n-1次D)n次、與控制多邊形的頂點個數(shù)無關(guān)得分評卷人三、判斷題（共10分，每題1分）請給正確的打“√”，錯誤的打“×”。1．凡滿足幾何連續(xù)的曲線同時滿足參數(shù)條件，反之則不成立。（）2．Gouraud光照模型能夠表示出高光部位的亮度。3．齊次坐標(biāo)系不能表達圖形中的無窮遠點。（）（）4．NURBS曲線方法不能夠提供標(biāo)準(zhǔn)解析曲線和自由曲線的統(tǒng)一數(shù)學(xué)表達。（）5．光的三基色為：紅綠藍。（）6．橢圓的Bresenham生成算法中，第一象限的上下部分分界點由2bX=2a2Y決定。（）27．區(qū)域填充、消隱是凸包計算的主要用途。8．圖形消隱中的深度存儲算法，占用較多的內(nèi)存空間，且未利用連貫性。（）9．一次Bezier曲線其實就是連接起點到終點的折線段。（）10．Bezier曲線具有對稱性質(zhì)。（）（）得分評卷人四、簡答題（共15分，每題5分）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①前濾波，以較高的分辨率顯示對象；②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取樣方法計算，然后對幾個像素的屬性進行平均得到較低分辨率下的像素屬性。2.如下圖所示，裁減窗口為正方形，上的順序，用四條窗口邊界裁減多邊形ABCDE。試輸出的新的多邊形的頂點序列。采用逐邊裁件算法，依次按左、下、右、寫出每條框口邊界裁減后計算機圖形學(xué)試題共頁第頁73圖2答：左邊界裁減后：ABCD12下邊界裁減后：右邊界裁減后：4B7D123上邊界裁減后：4B56D1234B7891233、Bezier曲線在端點處的一階導(dǎo)數(shù)為：p’(0)=n(P1-P0)，p’(1)=n(Pn-Pn-1)，二階導(dǎo)數(shù)為：p”(0)=n(n-1)((P2-P1)-(P1-P0))，p”(1)=n(n-1)((Pn-2-Pn-1)-(Pn-1-Pn))。寫出如圖段三次Bezier曲線在連接點處的G1，G2連續(xù)性條件。2所示的兩答：因為是三次Bezier曲線，所以有n=3。根據(jù)G1連續(xù)性條件有：p’(1)=a*p’(0)即：Q-Q=a*(P3-P2)10又根據(jù)G2連續(xù)性條件有：p”(1)＝b*p”(0)即：Q-2Q1+Q2=b*(P1-2P2＋P3)0得分評卷人五、計算題（共30分，每小題10分）1、如圖3所示的多邊形，若采用改進的有效邊表算法進行填充，試畫出該多邊形的ET表。（）yp12111109p0p687p265p44321p3p5123456789101112x多邊形P01234560PPPPPPP計算機圖形學(xué)試題共頁第頁74圖3解：ET表如下：pp32pp34pp54pp651236-1/3353/485-1/2891/23456pp21781122/5712-17959pp01pp60101112…………(以下略。要給出了y為各個不同數(shù)值時的AET表，及繪制的掃描線表)2、已知點P（xp,yp）及直線L的方程Ax+By+C=0，試推導(dǎo)一個相對L作對稱變換的變換矩陣，使點P的對稱點為P`=P*T。（）（本題15分）假設(shè)A0，B0解：A0，B0,yxCABBkA,即tg，arctg(A)ABBB10sin()cos()0010sinsincos0100cos()sin()0100cos0T0C/A01001001001100cos2sin2cos200010sin2Csin2Ccos2CC/A011AAA3、如圖3所示，物體ABCDEFGH進行如下變換，寫出其變換矩陣并求出復(fù)合變換后頂點的齊次坐標(biāo)。（本Z題10分）EH21○平移使點與點（，－，）重合；CP110F2z○繞軸正向旋轉(zhuǎn)60°。G解：平移點C與點P重合的平移矩陣為：AD1000-101001YT10010CBP(1,-1,0)02010000X1232圖43212010T2繞z軸旋轉(zhuǎn)60°矩陣：00001計算機圖形學(xué)試題共頁第頁75所以，復(fù)合變換后頂點的規(guī)范化齊次坐標(biāo)矩陣為：10130001'AA33101100112B'B201132312C'C11010132312'DT1*T20101D*T1*T2121323121E0021E'F1021F'12G1121G'211331201212H'H213212其中A’B’C’D’E’F’G’H’為變換后對應(yīng)的齊次坐標(biāo)。4假設(shè)在觀察坐標(biāo)系下窗口區(qū)的左下角坐標(biāo)為（wxl=10,wyb=10）,右上角坐標(biāo)為（wxr=50，wyt=50）。設(shè)備坐標(biāo)系中視區(qū)的左下角坐標(biāo)為（vxl=10,vyb=30）,vxr=50,vyt=90）。已知在窗口內(nèi)有一點p(20,30),要將點p映射到視區(qū)內(nèi)的點p`,請問p`點在設(shè)備坐標(biāo)系中的坐標(biāo)是多少？（本題10分）解：○將窗口左下角點（110,10）平移至觀察坐標(biāo)系的坐標(biāo)平移矢量為（-10，-10）。右上角坐標(biāo)為（原點，○針對坐標(biāo)2原點進行比例變換，使窗口的大小和視區(qū)相等。比例因子為：Sx=(50-10)/(50-10)=1;Sy=(90-30)/(50-10)=1.5?！饘⒋翱趦?nèi)的點映射到設(shè)備坐標(biāo)系的視區(qū)中，3再進行反平移，將視區(qū)的左下角點移回到設(shè)備坐標(biāo)系中原來的位置（10，30），平移矢量為（10，30）。001001001001.5001001.501100TTT010101120011030101511001000151p`[xy1][xy1].01.50[20301].01.500151[20601]p`點在設(shè)備坐標(biāo)系中的坐標(biāo)是（20，60）。5用掃描線填充法將頂點為P(2，5)，0P1(2，10)，P2(9，6)，P3(16，11)，P4(12，2)，P5(7，2)的多邊形填充。寫出填充步驟并進行填充。計算機圖形學(xué)試題共頁第頁76(x,y)旋轉(zhuǎn)的齊次坐標(biāo)變換矩陣。006.推導(dǎo)出繞任意點得分評卷人六、算法題（15分）1．請寫出實現(xiàn)Bresenham直線生成算法的C語言