计算机图形学复习题及答案

计算机图形学复习题集及答案1. 2D图形的表示与处理a) 什么是坐标系？请解释笛卡尔坐标系和极坐标系。

b) 如何表示直线和曲线？请解释Bresenham算法和Bezier曲线。

c) 请解释图形的填充算法，包括扫描线填充和边界填充。

2. 3D图形的表示与处理a) 什么是三维坐标系？请简要解释右手法则和投影矩阵。

b) 如何表示三维物体的表面？请解释多边形网格和三角形剖分。

c) 请解释3D图形的光照模型，包括环境光、漫反射光和镜面反射光。

3. 图形变换和投影a) 请解释平移、旋转和缩放变换。

如何使用矩阵表示这些变换？b) 请解释正射投影和透视投影。

如何将三维图形投影到二维平面上？c) 请解释坐标变换和视角变换在图形渲染中的应用。

4. 可视化技术与实际应用a) 请解释光栅化和纹理映射的概念。

它们在实时图形渲染中的应用是什么？b) 请解释反走样技术和深度缓冲技术。

如何解决图形渲染中的锯齿和隐藏面问题？c) 请简要介绍计算机图形学在游戏开发、电影制作和工程设计中的应用案例。

答案：1.a) 坐标系是用于描述点或图形位置的一种系统。

笛卡尔坐标系使用水平的x轴和竖直的y轴，原点为(0, 0)。

极坐标系使用半径和角度来表示点的位置，其中半径表示点到原点的距离，角度表示点与参考轴的夹角。

b) Bresenham算法是一种用于在显示器上绘制直线的算法，它通过迭代计算像素点的位置来实现。

Bezier曲线是一种常用的曲线表示方法，通过控制点来确定曲线的形状。

c) 图形的填充算法用于填充封闭图形的内部区域。

扫描线填充算法按行扫描图形区域，使用奇偶规则确定像素填充。

边界填充算法通过判断像素是否在图形边界内部来进行填充。

2.a) 三维坐标系由x轴、y轴和z轴组成，用于表示三维空间中的点。

右手法则可以确定三维坐标系的方向，其中大拇指指向z轴的正方向，食指指向x轴的正方向，中指指向y轴的正方向。

投影矩阵用于将三维物体投影到二维平面上。

一、选择题1. 提出“计算机图形学”的一些基本概念和技术，确定了计算机图形学作为一个崭新科学分支的独立地位，从而被称为图形学之父的是A、Ivan E. SutherlandB、b. Pierre BézieC、Steven A. CoonsD、Bui-Tuong Phong我的答案：A2. 能够利用欧氏几何或方程式方法所表示的有关图形是什么构成要素？A、属性控制要素B、形状构成要素C、边界控制要素D、色彩构成要素我的答案：B3. 计算机图形系统中，既能输入又能输出的设备是A、鼠标B、数字化仪C、触摸屏D、扫描仪我的答案：C4. 图形的属性通常有哪些属性？A、几何B、像素C、点阵D、非几何我的答案：AD5. 以下要素中哪些属于属性控制要素？A、线宽与线型B、填充模式C、颜色材质D、轮廓与形状我的答案：ABC6. ISO图形软件标准有哪些？A、CGIB、CGMC、GKSD、PHIGS我的答案：ABCD7. CRT中完成图像最终显示的重要器件是？A、显示控制器B、显示处理器C、CPUD、阴极射线管我的答案：D8. 在计算机图形系统中利用“电光效应”显示图形的设备是A、等离子体显示板B、薄片光电显示器C、发光二极管D、液晶显示器我的答案：D9. 显示器必须由图形显示子系统中的什么部件进行控制？A、显示控制部件B、CPUC、主存D、系统总线我的答案：A10. 什么是计算机图形系统中显示子系统的心脏？A、显示控制器B、CPUC、显示缓存D、系统总线我的答案：A11. 图形显示技术中的物理分辨率是指A、屏幕分辨率B、显示分辨率C、存储分辨率D、像素分辨率我的答案：A12. 一个交互式计算机图形系统的结构由哪些组成？A、图形软件B、图形硬件C、图形应用数据结构D、图形应用软件我的答案：AB13. 以下哪些属于CRT显示器？A、刷新式随机扫描图形显示器B、存储管式随机扫描图形显示器C、光栅扫描图形显示器D、液晶显示器我的答案：ABC14. 一个好的图形用户接口应具备以下特点。

1、XOY 平面上特征多边形顶点P 1(0,0)，P 2(1,1)，P 3(2,-1)，P 4(3,0)确定一条三次Bezier 曲线P(t)，。

用递推(de Casteljau)算法求解P(1/2)。

]1,0[∈t )0,5.1(2)2/1(22243232221''2''1'3'2''2'2'1''1'3'2'1=+=+=+=+=+=+=p p p p p p p p p p p P p p P p p P 4．Bezier 曲线的递推(de Casteljau)算法计算Bezier 曲线上的点，可用Bezier 曲线方程，但使用de Casteljau 提出的递推算法则要简单的多。

如图所示，设、、是一条抛物线上顺序三个不同的点。

过和点的两切线交于点，在点的切线交和于和，则如下比例成立：,这是所谓抛物线的三切线定理，其几何意义如下图所示。

图 抛物线的三切线定理当P 0，P 2固定，引入参数t ，令上述比值为t:(1-t)，即有：t 从0变到1，第一、二式就分别表示控制二边形的第一、二条边，它们正好是两条一次Bezier曲线。

将一、二式代入第三式得：当t 从0变到1时，它正好表示了由三顶点P 0、P 1、P 2三点定义的一条二次Bezier 曲线。

并且表明：这二次Bezier 曲线P 20可以定义为分别由前两个顶点（P 0，P 1）和后两个顶点（P 1，P 2）决定的一次Bezier 曲线的线性组合。

依次类推，由四个控制点定义的三次Bezier 曲线P 30可被定义为分别由(P 0，P 1，P 2)和(P 1，P 2，P 3)确定的二条二次Bezier 曲线的线性组合；进一步由(n+1)个控制点P i (i=0, 1, ..., n)定义的n 次Bezier 曲线P n 0可被定义为分别由前、后n 个控制点定义的两条(n-1)次Bezier 曲线P 0n-1与P 1n-1的线性组合：由此得到Bezier 曲线的递推计算公式：这便是著名的de Casteljau 算法。

计算机图形学复习题及答案Newly compiled on November 23, 2020中南大学现代远程教育课程考试模拟复习试题.及参考答案计算机图形学一、名词解释1．图形2．像素图3．参数图4．扫描线5．构造实体几何表示法6．投影7．参数向量方程8．自由曲线9．曲线拟合10．曲线插值11．区域填充12．扫描转换二、判断正误（正确写T，错误写F）1.存储颜色和亮度信息的相应存储器称为帧缓冲存储器，所存储的信息被称为位图。

（）2．光栅扫描显示器的屏幕分为m行扫描线，每行n个点，整个屏幕分为m╳n个点，其中每个点称为一个像素。

―――――――――――――――――――――（）3．点阵字符用一个位图来表示，位图中的0对应点亮的像素，用前景色绘制；位图中的1对应未点亮的像素，用背景色绘制。

――――――――――――――――－（）4．矢量字符表示法用（曲）线段记录字形的边缘轮廓线。

―――――――――――（）5．将矢量字符旋转或放大时，显示的结果通常会变得粗糙难看，同样的变换不会改变点阵字符的显示效果。

―――――――――――――――――――――――――（）6．在光栅图形中，区域是由相连的像素组成的集合，这些像素具有相同的属性值或者它们位于某边界线的内部。

―――――――――――――――――――――――（）7．多边形的扫描变换算法不需要预先定义区域内部或边界的像素值。

――――――（）8．齐次坐标表示法用n维向量表示一个n＋１维向量。

―――――――――――――（）9．实体的边界由平面多边形或空间曲面片组成。

―――――――――――――――（）10．平面多面体表面的平面多边形的边最多属于两个多边形，即它的表面具有二维流形的性质。

―――――――――――――――――――――――――――――――（）11．实体几何性质包括位置、长度和大小等。

―――――――――――――――――（）12．实体的拓扑关系表示实体之间的相邻、相离、方位、相交和包含等关系。

计算机图形学期末考试试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 计算机图形学是研究计算机生成和处理图形信息的学科，以下哪项不是计算机图形学的研究内容？A. 图形表示和存储B. 图形输入和输出C. 图形变换D. 数据库管理答案：D2. 以下哪种图形设备不是常见的图形输入设备？A. 鼠标B. 扫描仪C. 数字化仪D. 打印机答案：D3. 在计算机图形学中，以下哪种算法用于消除隐藏面？A. 罗伯特算法B. 画家算法C. 深度排序算法D. 光照模型答案：C4. 在计算机图形学中，以下哪个概念表示颜色空间的一个点？A. RGBB. HSLC. HSVD. 所有以上选项答案：D5. 在三维图形变换中，以下哪种变换不能保持图形的形状和大小不变？A. 平移B. 旋转C. 缩放D. 错切答案：D6. 在计算机图形学中，以下哪种方法用于实现抗锯齿效果？A. 插值B. 卷积C. 重采样D. 双线性插值答案：C7. 在计算机图形学中，以下哪种技术用于模拟光线传播和反射？A. 光照模型B. 光线追踪C. 阴影算法D. 纹理映射答案：B8. 在计算机图形学中，以下哪种图形表示方法基于图像？A. 向量图形B. 位图图形C. 分形图形D. 隐函数图形答案：B9. 在计算机图形学中，以下哪种技术用于生成动态图形？A. 动态扫描B. 动态纹理映射C. 动态建模D. 动态渲染答案：D10. 在计算机图形学中，以下哪种技术用于实现虚拟现实？A. 三维建模B. 虚拟现实引擎C. 头戴式显示器D. 所有以上选项答案：D二、填空题（每题2分，共20分）1. 计算机图形学的基本研究内容包括：图形表示和存储、图形输入和输出、图形变换、图形显示和图形交互。

2. 常见的图形输入设备有：鼠标、扫描仪、数字化仪、触摸屏等。

3. 常见的图形输出设备有：显示器、打印机、绘图仪等。

4. 在计算机图形学中，RGB表示红绿蓝三原色，用于描述颜色的空间。

5. 在三维图形变换中，常见的变换包括：平移、旋转、缩放、错切等。

计算机图形学考试试题及答案一、选择题1. 下列关于计算机图形学的描述中，错误的是：A. 计算机图形学是研究如何有效地生成、处理和显示图像的学科。

B. 计算机图形学可以应用于游戏开发、虚拟现实、动画制作等领域。

C. 计算机图形学的基础是绘画和几何学。

D. 计算机图形学不涉及数字图像处理和计算机视觉。

2. 下列哪个算法用于绘制三维图形中的曲线和曲面？A. Bresenham算法B. Bezier曲线算法C. DDA直线绘制算法D. Cohen-Sutherland算法3. 下列哪个变换矩阵用于实现平移操作？A. 缩放矩阵B. 旋转矩阵C. 平移矩阵D. 投影矩阵4. 在光栅化过程中，下列哪个步骤不是必需的？A. 三角形剖分B. 顶点着色C. 法向量计算D. 光照模型计算5. 下列哪个算法用于实现隐藏面消除？A. DDA算法B. Bresenham算法C. Z-buffer算法D. Bezier曲线算法二、填空题1. 在计算机图形学中，RGB表示红、绿、蓝三原色，而CMYK表示青、洋红、黄、黑四原色。

其中，RGB颜色模型中的最大亮度为______，而CMYK颜色模型中的最大亮度为______。

2. 给定一个二维平面上的点P，坐标为(x,y)，经过平移变换后得到新的点P'，平移矩阵表示为T，若T=[1 0 a; 0 1 b; 0 0 1]，则点P'的坐标为(x', y') = (______, ______)。

3. 在计算机图形学中，三维物体的旋转变换通常使用欧拉角或四元数表示。

若分别使用ZYZ和XYZ欧拉角顺序进行旋转，最终得到的物体姿态可能会有差异，这被称为______问题。

三、简答题1. 简要描述计算机图形学的基本原理和应用领域。

2. 什么是光线追踪技术？它在哪些领域得到了广泛应用？3. 简要解释什么是纹理映射（Texture Mapping），并举例说明其在计算机图形学中的应用。

一、 判断题（10x1=10分）1、 0阶参数连续性和0阶几何连续性的定义是相同的。

（ 正确 ）2、 Bezier 曲线可做局部调整。

（ 错误 ）3、 字符的图形表示分为点阵和矢量两种形式。

（ 正确 ）4、 LCD 表示（液晶显示器）发光二极管显示器。

（ 错误 ）5、 使用齐次坐标可以将n 维空间的一个点向量唯一的映射到n+1维空间中。

（ 错误 ） 二、 填空题（15x2=30分）1、常用坐标系一般可以分为：建模坐标系、用户坐标系、（6观察坐标系、（7）规格化设备坐标系、（8）设备坐标系。

2、在多边形的扫描转换过程中，主要是通过确定穿越多边形区域的扫描线的覆盖区间来填充，而区域填充则是从（9）给定的位置开始涂描直到（10）指定的边界条件为止。

3三、 1、 2、 答：⎢⎢⎢⎣⎡=1s T ⎢⎢⎢⎣⎡=2T 四、 解：x i+1i i+1d i =F(x m ,y m )=(x i -1)2+(y i +0.5)2-R 2⑴ d i <0时，点在圆内，x i+1=x i -1, y i+1= y i +0.5d i+1=F(x m ,y m )= (x i -2)2+(y i +1.5)2-R 2 =x i 2-4x i +4+y i 2+3y i +1.52-R 2 =(x i -1)2-2x i +3+(y i +0.5)2+2y i +2-R 2 = d i -2x i +2y i +5 = d i +2(y i -x i )+5 ⑵ di ≥0时，点在圆外，x i+1=x i -1,y i+1=y i d i+1=F(x m ,y m )=(x i -2)2+(y i +0.5)2-R 2 =x i 2-4x i +4+(y i +0.5)2-R 2 = di -2xi+3五、 如下图所示多边形，若采用改进的有效边表算法进行填充，试写出该多边形的ET 表和当扫描线Y=4时的AET表。

（本题10分）六、1234567123456A7A6A5A4A3A2A1YX）。

一、名词解释1．图形：能够在人们视觉系统中形成视觉印象的对象称为图形，包括自然景物和人工绘图。

2．像素图：点阵法列举图形中的所有点。

用点阵法描述的图形称为像素图。

3．参数图：参数法描述图形的形状参数和属性参数。

用参数法描述的图形称为参数图。

4．扫描线：在光栅扫描显示器中，电子枪扫过的一行称为一条扫描线。

5．构造实体几何表示法：用简单的实体(也称为体素)通过集合运算组合成所需的物体的方法称为构造实体几何表示法。

6．投影：投影是从高维（物体）空间到低维（投影）空间的一种映射。

7．参数向量方程：参数向量方程是包含参数和向量的方程。

8．自由曲线：形状比较复杂、不能用二次方程来表示的曲线称为自由曲线，通常以三次参数方程来表示9．曲线拟合：给定一个点列，用该点列来构造曲线的方法称为曲线拟合。

10．曲线插值：已知曲线上的一个点列，求曲线上的其他点的方法称为曲线插值。

11．区域填充：根据像素的属性值、边或顶点的简单描述，生成区域的过程称为区域填充。

12．扫描转换：在矢量图形中，多边形用顶点序列来表示，为了在光栅显示器或打印机等设备上显示多边形，必须把它转换为点阵表示。

这种转换称为扫描转换。

二、判断正误（正确写T，错误写F）1.存储颜色和亮度信息的相应存储器称为帧缓冲存储器，所存储的信息被称为位图。

（T）2．光栅扫描显示器的屏幕分为m行扫描线，每行n个小点，整个屏幕分为m╳n个中点，其中每个小点称为一个像素。

―――――――――――――――――――――（T）3．点阵字符用一个位图来表示，位图中的0对应点亮的像素，用前景色绘制；位图中的1对应未点亮的像素，用背景色绘制。

――――――――――――――――－（F）4．矢量字符表示法用（曲）线段记录字形的边缘轮廓线。

―――――――――――（T）5．将矢量字符旋转或放大时，显示的结果通常会变得粗糙难看，同样的变换不会改变点阵字符的显示效果。

―――――――――――――――――――――――――（F）6．在光栅图形中，区域是由相连的像素组成的集合，这些像素具有相同的属性值或者它们位于某边界线的内部。

一．判断题（请在后面括号中打T或F）1．阴极射线管的技术指标主要是分辨率和显示速度; （Y ）2．光栅扫描式图形显示器可看作是点阵单元发生器，可直接从单元阵列中的一个可编地址的象素画一条直线到另一个可编地址的象素; （N ）3．计算机图形学标准通常是指数据文件格式标准和子程序界面标准; （Y ）4．在种子填充算法中所提到的八向连通区域算法同时可填充四向连通区; （Y ）5．边填充算法中是将扫描线与多边形交点左方的所有象素取补; （N ）6．插值得到的函数严格经过所给定的数据点；逼近是在某种意义上的最佳近似;（Y ）7．齐次坐标提供了坐标系变换的有效方法，但仍然无法表示无穷远的点；（N ）8．若要对某点进行比例、旋转变换，首先需要将坐标原点平移至该点，在新的坐标系下做比例或旋转变换，然后在将原点平移回去；（Y ）9．显式方程和参数曲线均可以表示封闭曲线或多值曲线；（N ）10. 凡满足G'连续的曲线同时满足C'连续条件，反之则不成立；（N ）11．计算机图形生成的基本单位是线段。

（ F ）12．一个逻辑输入设备可以对应多个物理输入设备。

（T ）13．DDA（微分方程法）是Bresenham算法的改进。

（F ）14．光的强度计算公式通常表示为：I = 0.59I + 0.30I + 0.11I ( T )15．Bezier曲线具有对称性质。

（T ）16．Gourand光照模型能够即使出高光部位的亮度。

（F ）17．NURBS曲线方法不能够提供标准解析曲线和自由曲线的统一数学表达。

（ F ）18．Phong算法的计算量要比Gourand算法小得多。

（ F ）19．齐次坐标系不能表达图形中的无穷远点。

（F ）20．欧拉公式v – e + f = 2也适用于三维形体中的相关信息描述。

（T ）二．单选题1．下面关于反走样的论述哪个是错误的？（D ）A.提高分辨率；B.把象素当作平面区域进行采样；C.采用锥形滤波器进行加权区域采样；D.增强图象的显示亮度；2．多边形填充时，下述哪个论述是错误的？（C ）A.多边形被两条扫描线分割成许多梯形，梯形的底边在扫描线上，腰在多边形的边上，并且相间排列；B. 多边形与某扫描线相交得到偶数个交点，这些交点间构成的线段分别在多边形内、外，并且相间排列；C. 在判断点是否在多边形内时，一般通过在多边形外找一点，然后根据该线段与多边形的交点数目为偶数即可认为在多边形内部，若为奇数则在多边形外部，而且不需考虑任何特殊情况；D. 边的连贯性告诉我们，多边形的某条边与当前扫描线相交时，很可能与下一条扫描线相交；3． 下面关于NURBS 的论述，哪个是错误的？（ B ）A. 可通过控制顶点和权因子来改变形状；B. 仅具有仿射不变性，但不具有透射不变性；C. 非有理B 样条、有理及非有理Bezier 曲线、曲面是NURBS 的特例；D. 可表示标准解析形状和自由曲线、曲面；4． 在光亮度插值算法中，下列论述哪个是错误的？（ D ）A. 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亮度值是由扫描平面与多边形边界交点的光亮度插值得到的；B. Phong 明暗处理模型中，采用了双线性插值和构造法向量函数的方法模拟高光；C. Gouraud 明暗模型和Phong 明暗处理模型主要是为了处理由多个平面片近似表示曲面物体的绘制问题；D. Phong 明暗模型处理的物体表面光亮度呈现不连续跃变；5． 下述关于Bezier 曲线]1,0[),(),(21∈t t P t P 的论述，哪个是错误的？ （ A ）A. P P P ==)0()1(21,在P 处)0(),1(21P P 的切矢量方向相同，大小相等，则)(),(21t P t P 在P 处具有G 1连续；B. P P P ==)0()1(21,在P 处)0(),1(21P P 的切矢量方向相同，大小相等，则)(),(21t P t P 在P 处具有C 1连续；C. 若保持原全部顶点的位置不变，只是把次序颠倒过来，则新的Bezier 曲线形状不变，但方向相反。

《计算机图形学》题集一、选择题（每题2分，共20分）1.计算机图形学主要研究的是：A. 计算机硬件的设计B. 计算机软件的开发C. 图像的生成、处理与显示D. 计算机网络技术2.下列哪个不是计算机图形学的应用领域？A. 游戏开发B. 医学影像处理C. 文字编辑D. 三维动画制作3.在计算机图形学中，像素（Pixel）是：A. 图像的最小单位B. 显示器的大小C. 图像的分辨率D. 图像的颜色深度4.下列哪个是光栅图形显示器的特点？A. 直接使用矢量数据表示图像B. 图像由像素阵列组成C. 分辨率固定不变D. 不适用于动态图像显示5.在三维图形变换中，平移变换不会改变物体的：A. 形状B. 大小C. 方向D. 位置6.下列哪个算法常用于三维图形的消隐处理？A. 光线追踪算法B. Z-Buffer算法C. 纹理映射算法D. 反走样算法7.在计算机图形学中，下列哪个术语用于描述物体表面的明暗程度？A. 色彩B. 光照模型C. 纹理D. 透明度8.下列哪个不是计算机图形学中的基本图形生成算法？A. 中点画线算法B. Bresenham画圆算法C. 扫描线填充算法D. Cohen-Sutherland线段裁剪算法9.在计算机图形学中，下列哪个概念用于描述物体的三维形状？A. 像素B. 几何模型C. 色彩模型D. 光照模型10.下列哪个不是真实感图形生成的基本步骤？A. 几何建模B. 光照模型计算C. 纹理映射D. 数据压缩二、填空题（每题2分，共14分）1.计算机图形学中的“图形”主要分为两大类：和。

2.在三维图形变换中，旋转变换可以使用______矩阵来实现。

3.在计算机图形学中，______是指使用数学方法来模拟真实世界中光线与物体表面的相互作用。

4.在进行三维图形的消隐处理时，______算法是一种常用的方法，它通过维护一个深度缓冲区来实现。

5.在计算机图形学中，______是一种常用的图像滤波技术，可以用于图像的平滑处理。