(完整版)计算机图形学期末考试

计算机图形学期末模拟题一、选择题1、在下列达语句中，错误的阐述为（C）在图形文件系统中，点、线、圆等图形元素往常都用其几何特点参数来描述；在图形系统中，图形办理运算的精度不取决于显示器的分辨率；在光栅扫描图形显示器中，所有图形都按矢量直接描述显示，不存在任哪处理；在彩色图形显示器中，使用RGB颜色模型。2、光芒追踪算法中包括了哪些光照效果？（C）仅有光反射；仅有光透射；有光反射和光透射；都没有3、透视投影中主灭点最多能够有几个？（D）A)0B)1C)2D)34、在明暗圆滑办理算法中，下列阐述哪个是错误的？（D）Gouraud明暗模型计算中，多边形与扫描平面相交区段上每一采样点的光明度值是由扫描平面与多边形边界交点的光明度插值获得的；Phong明暗办理模型中，采用了双线性插值和结构法向量函数的方法模拟高光；Gouraud明暗模型和Phong明暗办理模型主假如为了办原因多个平面片近似表示曲面物体的绘制问题；Phong明暗模型办理的物体表面光明度体现不连续跃变；5、B样条曲线中，按照节点矢量T的不同能够将B样条分为平均B样条，开放平均B样条和非平均B样条，以下选项中属于开放平均B样条节点矢量的是（C）。A、T＝（0，1，2，3，4，5，6）B、T＝（0，0，1，1，2，2，3，3）C、T＝（0，0，0，1，2，3，4，5，5，5）D、T＝（0，0.1，0.2，0.2，0.5，1）6、曲线的分类有（A）A、规则曲线自由曲线随机曲线B、规则曲线变换曲线自由曲线C、变换曲线随机曲线自由曲线D随机曲线变换曲线规则曲线7、曲线曲面拟合的方法有（B）A、插值做差拟合B、插值逼近拟合C、插值闭合拟合D插值变换拟合8、光芒追踪算法中包括了哪些光照效果？（C）仅有光反射；仅有光透射；有光反射和光透射；都没有二、填空题1、计算体制作动画从狭义上是指根据要求生成一系列连续改动的画面，它的步骤由（造型）、（运动控制）和（绘制）组成。2、用于减少或战胜在“光栅图形显示器上绘制直线、多边形等连续图形时，由离散量表示连续量惹起的失真的技术叫（反走样）。3、字符在图形学中的表述方式有（点阵）、（矢量）和（编码）等三种。4、投影变换中，透视投影的投影中心到投影面之间的距离是（有限），平行投影的投影中心到投影面之间的距离是（无穷大）。5、常用坐标系一般能够分为：(建模坐标系)、用户坐标系、察看坐标系、规格化设备坐标系、设施坐标系)6、X扫描线算法中，每次用一条扫描线进行填充，对一条扫描线填充的过程可分为4个步骤：（求交）、（排序）、（交点配对）、（区间填色）。7、平面几何投影可分为两大类，分别是：（透视投影），（平行投影）。三、与各章有关观点第一章图形、图像、点阵法、参数法。图形：是指能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象。点阵法：是拥有灰度或颜色信息的点阵来表示图形的一种方法，它强调图形有哪些点组成，这些点拥有什么灰度或色彩。图形包括哪方面的要素参数法：是以计算机所记录的图形的形状参数与属性参数来表示图形的一种方法。把参数法描述的图形叫做图形；把点阵法描述的图形叫做图像。第二章随机扫描、光栅扫描、图形显示子系统、像素点、光点、屏幕分辨率、显示分辨率、存储分辨率、组合像素法第三章回显、拘束、网格、引力域、橡皮筋技术、草拟技术、拖动、旋转、形变。第四章造型技术、规则对象、不规则对象、几何造型、几何模型、图元、图素、体素、段、图形信息、非图形信息、几何信息、拓扑信息、刚体运动、拓扑运动、拓扑等价、建模坐标系、用户坐标系、察看坐标系、规格化设施坐标系、设施坐标系。第五章扫描变换、八分法画圆、多边形的极点表示、多边形的点阵表示、字库、矢量字符、点阵字符、地区填充、边界填充、4-毗邻点、8-毗邻点、4-连通地区、8-连通地区、方刷子、线刷子、走样、反走样。第六章齐次坐标、规范化齐次坐标、图形的几何变换、光栅变换、仿射变换、窗口、视区、二维察看、变焦距效果、整体放缩效果、串精度裁剪、字符精度裁剪、笔划（像素）精度裁剪、外部裁剪。第七章平面几何投影、察看投影、平行投影、透视投影、正投影、斜投影、一点透视、二点透视、三点透视、察看空间、规范化察看空间第八章曲线的拟合、曲线的逼近、曲线的插值、控制多边形、参数连续性、几何连续性、几何不变性、变差减少性、凸包性、对称性、局部支柱性、凸组合性。四、综合题第一部分1、向量图形和点阵图形之间的区别有哪些？点阵图就是好多点,矢量图就是定义了好多坐标然后坐标之间连线行程图区别在于缩放点阵图缩放的时候是经过单个点的面积进行缩放的,这样放大之后比较虚,模糊矢量图缩放的时候先计算出新的点的坐标,然后坐标之间进行连线,这样能够保证缩放之后图片依旧清晰2、图形包括哪两方面的要素？在计算机中怎样表示它们？图形的要素能够分为两类，一类是刻画形状的点、线、面、体等几何要素；另一类是反响物体本身固有属性，如表面属性或材质的明暗、灰度、色彩（颜色信息）等非几何要素。在计算机中表示带有颜色及形状的图和形常用两种方法：点阵法和参数法。3、什么叫计算机图形学？剖析计算机图形学、数字图像办理和计算机视觉学科间的关系。计算机图形学是研究怎样利用计算机来显示、生成和办理图形的原理、方法、和技术的一门学科。计算机图形学试图将参数形式的数据描述变换生成（逼真的）图像。数据图像办理则着重强调图像之间进行变换，它旨在对图像进行各样加工以改良图像的视觉效果，计算机视觉是研究用计算机来模拟生物外显或宏观视觉功能的科学和技术，它模拟对客观事物模式的辨别过程，是从图像到特点数据对象的描述表达办理过程。4、有关计算机图形学的软件标准有哪些？标准有：计算机图形核心系统（GKS）及其语言联编、三维图形核心系统（GKS-3D）及其语言联编、程序员层次交互式图形系统PHIGS）及其语言联编、计算机图形元文件(CGM)、计算机图形接口（CGI）、基本图形变换规范（IGES）、产品数据变换规范（STEP）等。5、试从科学发展历史的角度剖析计算机图形学以及硬设施的发展过程。6、试发挥你的想象力，举例说明计算机图形学有哪些应用范围，解决的问题是什么？近年来计算机图形学已经宽泛地用于多种领域，如科学、医药、商业、工业、政府部门、艺术、娱乐业、广告业、教育和等。7、一个交互性计算机图形系统必须拥有哪几种功能？应当拥有计算、存储、交互（对话）、输入和输出等5种功能。其结构由图形软件和图形硬件两部分组成。图形软件由图形应用数据结构、图形应用软件和图形支撑软件组成；图形硬件由图形计算机系统和图形设施组成。第二部分1、试列举出你所知道的图形输入与输出设施。图形输入设施：键盘、鼠标器、光笔、触摸屏、操纵杆、追踪球和空间球、数据手套、数字化仪、图像扫描仪、声频输入系统和视频输入系统等。图形输出设施：阴极射线管、CRT图形显示器、平板显示器和三维察看设施等。2、阴极射线管由哪几部分组成？它们的功能分别是什么？阴极射线管由电子枪、偏转系统和荧光屏组成。电子枪的主要功能是产生一个沿管轴（Z轴）方向前进的高速的细电子束，用于轰击荧光屏；偏转系统的功能是使荧光屏上所有地点显示图形及字符；CRT荧光屏的功能是显示图形和字符。3、比较光栅扫描和随机扫描的区别？随机扫描显示器依赖显示文件对屏幕图形进行刷新；光栅扫描显示器则依赖帧缓存实现对屏幕图形的刷新。光栅扫描显示器最突出的优点是：它不单能够显示物体的轮廓线，而且由于能对每一象素的灰度或色彩控制，因而能够进行实面积填充，这就使得输出真切感图形成为可能。其他，它能够和电视兼容，价钱远低于随机扫描显示器。4、阐述光栅扫描系统的组成及原理？它采取逐行扫描，按一定密度采样的方式输入图形。主要的输入数据形式为一幅由亮度值组成的象素矩阵――图象（Image）。这类设施常采用自动扫描输入方式，因此输入快速方便。可是，它所获得的图象数据必须被变换为图形（Graphics）数据，才能被CAD过程和各子系统所使用。这种变换，是一种图形识其他过程。最近，这方面的研究正在逐步达到实用阶段。常用的光栅扫描型图形输入设施有扫描仪和摄象机。工作原理：在这种显示器中，电子束的运动轨迹是固定的。即从左到右、自上而下扫描荧光屏，来产生一幅光栅。特点：由于图形是以点阵的形式存储在帧缓冲器中。所以光栅扫描显示器的电子束按从上到下、从左到右的次序依次扫描屏幕，来成立图形。优缺点：能够显示色彩丰富的静态和动向影像，制造成本低，但线条的质量不高。5、用户接口设计的手段有哪些？6、基本的交互式画图技术包含哪些？7、简述光栅扫描图形显示器的工作逻辑。8、鉴于光栅扫描的图形显示子系统由哪几个逻辑零件组成？它们的功能分别是什么？第三部分1、简要说说你对OpenGL及OGRE的认识？2、OpenGL有什么特点？第四部分1、基本图形生成算法有哪些？2、请列举常用的直线段裁减算法（四种）。直接求交算法、编码算法、中点再分算法、Cyrus-Beck算法3、用参数方程形式描述曲线曲面有什么优点？①点动成线;②能够知足几何不变性的要求;③能够防止斜率带来的问题;④易于定界;⑤能够节俭工作量;⑥参数变化对各因素的影响显然。4、利用中点Bresenham画圆算法的原理推导第一象限从y=x到x=0圆弧段的扫描变换算法（设半径为R，要求写清原理、误差函数、递推）。5、试写出光芒追踪算法的C语言描述。6、几何造型有哪3种模型？各有什么特点？7、试写出实现哥罗德（Gouraud）明暗办理的算法伪代码。第五部分1、为什么说直线生成算法是二维图形生成技术的基础?不论什么复杂图形，它们都是由直线段和曲线段组成（三维图形经投影后最终变成了二维图形），而图形设施显示曲线段时，最终仍是将曲线段转变成一系列直线段逼近表示的。因此，所有图形都能够当作是由直线段组成的2、什么叫做走样？什么叫做反走样？反走样技术包括那些？走样指的是用离散量表示连续量惹起的失真。为了提高图形的显示质量。需要减少或除去因走样带来的阶梯形或闪烁效果，用于减少或除去这种效果的方法称为反走样。其方法是①前滤波，以较高的分辨率显示对象；②后滤波，即加权地区取样，在高于显示分辨率的较高分辨率下用点取样方法计算，然后对几个像素的属性进行平均获得较低分辨率下的像素属性。3、为什么在二维变换中药引入齐次坐标？第六部分1、已知二维变换矩阵，如果对二维图形各点坐标进行变换，试说明矩阵t2d中各元素在变换中的详细作用。2、试证明下列操作序列的变换矩阵的乘积知足互换律：两个连续的旋转变换；两个连续的平移变换；两个连续的比率变换；一个平均比率(sx=sy)和一个旋转；一个绕原点的旋转变换和一个对称于x轴的对称变换。3、试证明相对原点的旋转变换能够等价为一个比率变换和一个错切变换的复合变换。第七部分1、写出从RGB颜色值到HSV值的变换算法。试推导正轴测图的投影变换矩阵。2、什么是察看坐标系，为什么要成立察看坐标系。3、在opengl中创立一个球体动画，使球体在窗口内做自由落体运动，并在撞击地面（窗口的下边界）后能够弹回原来的高度。4、在计算机中实现真切感图形绘制必须包含哪些步骤，各步骤解决什么样的问题？5、在简单光照模型的实现程序中加入光强衰减和颜色模型，说明出现哪些变化。6、编制程序分别利用gouraud明暗办理模型和phong明暗办理模型实现一个简单多面体（如四面体）的绘制，并比较两种方法的优劣。7、什么是虚构现实技术和可视化技术？