计算机图形学 (11)
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任课教师:李陶深教授tshli@任课教师:李陶深教授tshli@12 曲线的基本概念Bézier 曲线5曲线与曲面的概述 4 3 6 B 样条曲线NURBS 曲线 常用的曲面Bézier曲线是由法国雷诺汽车公司工程师的Pierre Bézier在1971年发明的一种构造样条曲线和曲面的方法, 用来进行雷诺汽车的车身设计, 现在Bézier曲线曲面广泛应用在计算机图形学中的外形设计, 以及字体表示中.◆Bé◆在折线的各顶点中,只有第一点和最后一点在曲线上且作为曲线的起始处和终止处,其他的点用于控制曲线的形状及阶次。
◆曲线的形状趋向于多边形折线的形状,要修改曲线,只要修改折线的各顶点就可以了。
多边形折线又称的控制多边形,其顶点称为控制点。
6.3 Bézier 曲线—曲线的定义Bézier 曲线是由一组控制顶点和Bernstein 基函数混合(blending)得到的曲线.()[],0(), 0,1n i i n i t B t t ==∈∑C P 其中, P i (i =0,1,…,n)称为控制顶点; 顺序连接控制顶点生成控制多边形.()()[],1,0,1n i i i i n n B t C t t t -=-∈为Bernstein 基函数.Bézier 曲线的次数, 就是Bernstein 基函数的次数; Bézier 曲线的阶数, 就是控制顶点的个数. 阶数为次数加1.6.3 Bézier曲线—定义(2)给定空间n+1个点的位置矢量P i(i=0,1,2,…,n),则n次Bézier曲线上各点坐标的插值公式定义为:B i,n(t)是n次Bernstein基函数P i构成该Bézier曲线的特征多边形6.3 Bézier曲线—曲线的定义(3)Bézier曲线曲线的形状趋于特征多边形的形状①正性②权性由二项式定理可知:③对称性: 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Bézier曲线形状不变, 但方向相反。
101计划12门核心课程体系摘要:一、引言二、101计划简介1.背景与目标2.课程体系设计原则三、12门核心课程概述1.课程一:计算机基础与编程2.课程二:数据结构与算法3.课程三:计算机网络4.课程四:操作系统5.课程五:数据库原理与应用6.课程六:软件工程7.课程七:人工智能基础8.课程八:机器学习9.课程九:自然语言处理10.课程十:计算机图形学11.课程十一:计算机视觉12.课程十二:物联网技术四、课程体系的价值与意义五、结论正文:一、引言随着科技的飞速发展,计算机科学在各个领域中发挥着越来越重要的作用。
为了满足这一需求,我国制定了一套完整的计算机科学教育计划,即101计划,旨在培养高素质的计算机专业人才。
本文将详细介绍101计划下的12门核心课程体系。
二、101计划简介101计划是我国教育部门针对计算机科学领域制定的一个重要教育计划,它涵盖了从基础教育到研究生教育各个层次的课程设置。
该计划旨在培养具备扎实理论基础、较强实践能力和创新精神的高素质计算机专业人才,为国家经济建设和社会发展提供有力支持。
2.课程体系设计原则101计划下的课程体系遵循以下设计原则:(1)注重基础课程:强调计算机科学基础知识的学习,为学生打下扎实的理论基础。
(2)强化实践能力:通过实践课程和实验课程,提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。
(3)突出创新能力:设置研究型课程和创新创业课程,培养学生的创新思维和创新能力。
(4)强调学科交叉:通过与其他学科的交叉融合,拓宽学生的知识视野,提高综合素质。
三、12门核心课程概述以下是101计划下的12门核心课程概述:1.课程一:计算机基础与编程该课程主要介绍计算机科学的基本概念、计算机硬件系统和编程语言等方面的知识。
2.课程二:数据结构与算法该课程主要讲解数据结构(如数组、链表、树、图等)和算法(如排序、查找、动态规划等)的基本原理和应用。
3.课程三:计算机网络该课程主要介绍计算机网络的原理、体系结构、协议和技术,以及网络应用和网络安全等方面的知识。
计算机图形学究极题库-副本名词解释: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。
1、计算机图形学:⽤计算机建⽴、存储、处理某个对象的模型,并根据模型产⽣该对象图形输出的有关理论、⽅法与技术,称为计算机图形学。
2、计算机图形标准:计算机图形标准是指图形系统及其相关应⽤程序中各界⾯之间进⾏数据传送和通信的接⼝标准。
3、图形消隐:计算机为了反映真实的图形,把隐藏的部分从图中消除。
4、⼏何变换:⼏何变换的基本⽅法是把变换矩阵作为⼀个算⼦,作⽤到图形⼀系列顶点的位置⽮量,从⽽得到这些顶点在⼏何变换后的新的顶点序列,连接新的顶点序列即可得到变换后的图形。
5、计算⼏何:计算⼏何研究⼏何模型和数据处理的学科,讨论⼏何形体的计算机表⽰、分析和综合,研究如何⽅便灵活、有效地建⽴⼏何形体的数学模型以及在计算机中更好地存贮和管理这些模型数据。
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。
第一章绪论1.计算机图形学这一术语最早是在_1962_年首次被提出,从而确立了计算机图形学的学科地位.2.计算机图形学的应用范围包括(A,B,C,D,E,F).A.计算机艺术B.计算机辅助设计与制造C.医疗诊断D.计算机动画E.算机辅助教学F.办公自动化和电子出版技术3.计算机图形学研究的内容是什么?答:计算机图形学(Computer Graphics)是研究怎样用数字计算机生成、处理和显示图形的一门学科,是研究用计算机将由概念或数学描述所表示的物体(而不是实物)图像进行处理和显示的过程,是在计算机的帮助下生成图形图像的一门艺术。
4.计算机图形学处理的图形分为哪两种?答:一类是线条式,它用线段来表现图形。
这种图形容易反映客观实体的内部结构,因而适合表示各类工程技术中的结构图。
如机械设计中的零件结构图、土木没计中的房屋结构图及各种曲线图等等;另一类是具有面模型、色彩、浓淡和明暗层次效果的、有真实感的图形,这种图形与我们用照相机拍摄的照片相似。
它适合于表现客观实体的外形或外貌,如汽车、飞机等的外形设计以及各种艺术品造型设计等。
5.试举例说明你所见到过的计算机图形学的应用实例.答:如医疗图像诊断,计算机动画等。
第二章计算机图形系统1.图形系统的基本功能包括:计算、存储、输入、输出、对话等五方面的功能。
2.图形输出设备主要包括:显示器、绘图仪、打印机等.3.计算机图像的输入设备包括( A,B,C,D,E,F,G,H).A.键盘B.鼠标C.跟踪球D.数字化仪E.图像扫描仪F.图像扫描仪G.触摸屏H.声音系统和视觉系统4.名词解释:分辨率场频行频分辨率:分辨率就是屏幕图像的密度。
我们可以把屏幕想象成是一个大型的棋盘,而分辨率的表示方式就是每一条水平线上面的点的数日乘上水平线的数目。
分辨率越高,屏幕上所能呈现的图像也就越精细。
场频:场频又称为“垂直扫描频率”,也就是屏幕的刷新频率。
指每秒钟屏幕刷新的次数,通常以赫兹(Hz)为单位。
专升本《计算机图形学》一、(共57题,共150分)1. 下列设备中属于图形输出设备的是( )①鼠标②LCD ③键盘④LED ⑤打印机⑥扫描仪⑦绘图仪⑧触摸屏(2分)A。
①③⑥⑧ B.②④⑤⑦ C.②⑤⑥⑦ D.④⑥⑦⑧标准答案:B2. 用正负法画圆,如果圆心在原点(0,0)处,初始点(0,R ),顺时针生成圆,若当前点Pi在圆外,则下一点Pi+1向左走一步,递推公式为( )。
(2分)A。
B 。
C.D.标准答案:D3。
在三维空间中点P(3, 5, 4)绕z轴旋转180o后的坐标为:( ) (2分)A。
(3, 4, 5) B.(—5,-3, 4) C.(5, 3, 4) D.(4, 4, 4)。
标准答案:B4。
4.在三维几何实体的表示法中,( )表示法的结果难以实现绘图输出。
(2分)A。
CSG法 B.八叉树表示法C.扫描表示法 D。
对称数据结构法。
标准答案:A5. 在种子填充算法中所提到的四向连通区域算法,()填充八向连通区。
(2分)A.可以B.不一定。
标准答案:B6. 下列()是用实型量计算,且每一步需对Y进行四舍五入。
(第一象限内,0£k£1的直线) (2分)A。
DDA算法 B。
Bresenham算法C.中点画线算法D.DDA算法和Bresenham算法标准答案:A7。
在齐次坐标中,最后一维坐标H称为()因子。
(2分)A。
比例 B.旋转 C.反射 D.斜切标准答案:A 8。
线模型的数据结构简单且易于实现,只要给出所有顶点坐标及线段与其顶点的关系即可。
(2分)A.颜色 B。
角度 C.平面 D。
顶点坐标。
标准答案:D9。
参数曲线的表示有代数形式()和两种。
(2分)A.几何形式B.分数 C。
阵列 D.固定形式标准答案:A10. 多边形填充时,下述哪个论述是错误的?()(2分)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。
()4. EGA/VGA为增强图形显示效果的一种图形处理软件的名称。
()5. 对山、水等不规则对象进行造型时,大多采用过程式模拟方法。
()6. 实体的边界由平面多边形或空间曲面片组成。
()7. 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。
()8. 观察空间位于前后裁剪面之间的部分称为裁剪空间或视见体。
()9. 找出并消除物体中的不可见部分,称为消隐。
()10. 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。
三、填空题(将正确答案填入横线上,每空2分,共20分)1.直线的属性包括线型、和颜色。
2.颜色通常用红、绿和蓝三原色的含量来表示。
对于不具有彩色功能的显示系统,颜色显示为。
3.平面图形在内存中有两种表示方法,即和矢量表示法。
4.将三维物体变为二维图形的变换称为,其有两种基本方式:平行投影、。
5. 边界点组成的集合称为集合的。
6.对于一个占据有限空间的正则(点)集,如果其表面是,则该正则集为一个实体有效物体。
7.通过实体的边界来表示一个实体的方法称为。
8.表面由平面多边形构成的空间三维体称为。
9. 标量:一个标量表示。
四、简答题(每小题5分,共20分)1. 什么是图像的分辨率?2. 局部光照模型和全局光照模型的不同之处是什么?3.实体采用八叉树表示法有哪些缺点?4. 消隐算法有哪些类型,它们各有什么特点?五、计算题(每小题11分,共22分)1. 写出直线方程b mx y +=''对应的xy 坐标方程,假设''y x 坐标系是由xy 坐标系旋转90°得到。
2. 写出从),(111y x P 到),(222y x P 的段与(a )垂直线x =a ,(b )水平线y =b 的交点。
以下为本试卷的参考答案一、名词解释(每小题3分,共18分)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。
一级计算机理论考试题库一级计算机理论考试题库涵盖了计算机基础知识、操作系统、计算机网络、数据结构、程序设计基础等多个方面。
以下是一些可能在考试中出现的题目类型和示例:1. 计算机基础知识- 单选题:计算机中,最小的数据单位是(A)位。
A. 位 B. 字节 C. 字 D. 双字- 判断题:计算机的运算速度是指计算机每秒可以执行的指令条数。
(正确)2. 操作系统- 填空题:操作系统的主要功能包括进程管理、内存管理、文件系统管理和()。
- 简答题:简述操作系统的五大功能。
3. 计算机网络- 多选题:以下哪些属于计算机网络的拓扑结构?(A)星型 B. 总线型 C. 环形 D. 网状型- 计算题:给定一个IP地址192.168.1.1,子网掩码为255.255.255.0,计算该IP地址所在的网络地址。
4. 数据结构- 单选题:在数据结构中,线性表的特点是(A)元素存在一对多的关系 B. 元素存在一对一的关系 C. 元素存在多对多的关系 D. 元素之间没有关系- 分析题:分析链表和数组在存储和访问数据时的优缺点。
5. 程序设计基础- 编程题:编写一个函数,实现对一个整数数组的排序。
- 简答题:简述面向对象程序设计中的三个基本特征。
6. 软件工程- 单选题:软件工程的主要目标是(A)降低成本 B. 提高效率 C. 保证软件质量 D. 缩短开发时间- 案例分析题:分析一个软件项目失败的原因,并提出改进措施。
7. 数据库基础- 判断题:关系数据库管理系统(RDBMS)使用表格来组织数据。
(正确)- 设计题:设计一个图书馆管理系统的数据库表结构。
8. 信息安全- 多选题:以下哪些属于信息安全的基本要素?(A)机密性 B. 完整性 C. 可用性 D. 可控性- 简答题:简述什么是计算机病毒以及如何预防。
9. 多媒体技术基础- 单选题:以下哪种格式不是图像文件格式?(A)JPEG B. GIF C.MP3 D. PNG- 论述题:论述多媒体技术在教育领域的应用。
《计算机图形学》1-8章习题解答《计算机图形学》1-4章习题解答习题11.计算机图形学的研究内容是什么?答:几何模型构造,图形生成,图形操作与处理,图形信息的存储、检索与交换,人机交互及用户接口,动画,图形输出设备与输出技术,图形标准与图形软件包的研究等。
2.计算机图形学与图像处理有何联系?有何区别?答:计算机图形学与图像处理都是用计算机来处理图形和图像,结合紧密且相互渗透,但其属于两个不同的技术领域。
计算机图形学是通过算法和程序在显示设备上构造图形,是从数据到图像的处理过程;而图像处理是对景物或图像的分析技术,是从图像到图像的处理过程。
3.简述计算机图形学的发展过程。
答:略。
(参考:教材P3)4.简述你所理解的计算机图形学的应用领域。
5.如果使用每种基色占10比特的直接编码方式表示RGB 颜色的值,每一像素有多少种可能的颜色?答:824107374110242223101010==⨯⨯6.如果每个像素的红色和蓝色都用5比特表示,绿色用6比特表示,一共用16比特表示,总共可以表示多少种颜色?答:65536222655=⨯⨯7.解释水平回扫、垂直回扫的概念。
答:水平回扫:电子束从CRT 屏幕右边缘回到屏幕左边缘的动作。
垂直回扫:电子束到达每次刷新周期末尾,从CRT 屏幕右下角回到屏幕左上角的动作。
8.为什么很多彩色打印机使用黑色颜料? 答:彩色颜料(青、品红、黄)相对来说较贵,并且在技术上很难通过多种颜色产生高质量的黑色。
9.简述随机扫描显示器和光栅扫描显示器的简单工作原理和各自的特点。
答:随机扫描显示器的工作原理:要显示的图形定义是一组画线命令,存放在刷新缓存中,由显示控制器控制电子束的偏移,周期性地按画线命令依次画出其组成线条,从而在屏幕上产生图形。
特点:其显示的图形质量好,刷新缓存中的内容可局部或动态修改,分辨率和对比度高,并且图形不会产生锯齿状线条。
光栅扫描显示器的工作原理:将CRT屏幕分成由像素构成的光栅网格,其中像素的灰度和颜色信息保存在帧缓存中。
计算机图形学中的名词解释计算机图形学是一门研究通过计算机技术来生成、处理和显示图像的学科。
在计算机图形学中,有许多重要的名词和概念需要解释,下面将逐一介绍这些名词,并探讨其在计算机图形学中的作用和意义。
1. 点(Pixel)在计算机图形学中,点是图像的基本单元。
点由一组数据表示,通常用来描述图像在屏幕上的位置和颜色。
屏幕上的每个点都有其特定的坐标和颜色信息,通过组合这些点,可以形成任意复杂的图像。
2. 线(Line)线是由点组成的一系列连续的点的集合。
在计算机图形学中,线通常用于表示直线、曲线和多边形等几何形状。
通过指定线的起始点和终点,可以绘制各种形状的线段。
3. 多边形(Polygon)多边形是由多条线段组成的闭合曲线。
在计算机图形学中,多边形常用于描述平面图形,如矩形、三角形和圆形等。
通过确定多边形的顶点坐标和连接顺序,可以生成各种不同形状的平面图案。
4. 三维模型(3D Model)三维模型是指在三维空间中描述物体形状和结构的数据表示。
在计算机图形学中,三维模型通常由一系列顶点、边和面组成。
通过对三维模型的实时渲染和变换,可以在计算机屏幕上呈现出逼真的三维场景。
5. 渲染(Rendering)渲染是指将图形模型转化为可视图像的过程。
在计算机图形学中,渲染包括光照计算、阴影生成、纹理映射等操作,通过对模型进行逐像素的计算和处理,最终生成逼真的图像。
6. 着色(Shading)着色是指为模型表面分配颜色和光照效果的过程。
在计算机图形学中,着色算法可以根据光照模型和材质特性,为三维模型的表面添加逼真的颜色和明暗效果,以增强图像的真实感。
7. 纹理映射(Texture Mapping)纹理映射是指将一幅二维图像贴到三维模型表面的过程。
在计算机图形学中,通过将具有纹理信息的图像与三维模型进行关联,可以使模型表面展现出复杂的材质和细腻的纹理效果。
8. 光线追踪(Ray Tracing)光线追踪是一种逆向的渲染技术,通过模拟光线在场景中的传播和反射过程,计算出每个像素的颜色和光照效果。
《计算机图形学》模拟试卷一一、【单项选择题】(本大题共10小题,每小题2分,共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在答题卷相应题号处。
1、计算机图形学与计算机图像学(图像处理)的关系是()。
[A] 计算机图形学是基础,计算机图像学是其发展[B] 不同的学科,研究对象和数学基础都不同,但它们之间也有可相互转换部分[C] 同一学科在不同场合的不同称呼而已[D] 完全不同的学科,两者毫不相干2、多边形填充算法中,错误的描述是()。
[A] 扫描线算法对每个象素只访问一次,主要缺点是对各种表的维持和排序的耗费较大[B] 边填充算法基本思想是对于每一条扫描线与多边形的交点,将其右方象素取补[C] 边填充算法较适合于帧缓冲存储器的图形系统[D] 边标志算法也不能解决象素被重复访问的缺点3、在多边形的逐边裁剪法中,对于某条多边形的边(方向为从端点S到端点P)与某条裁剪线(窗口的某一边)的比较结果共有以下四种情况,分别需输出一些顶点。
哪种情况下输出的顶点是错误的?()[A] S和P均在可见的一侧,则输出点P[B] S和P均在不可见的一侧,,则输出0个顶点[C] S在可见一侧,,P在不可见一侧,则输出线段SP与裁剪线的交点和S[D] S在不可见的一侧,P在可见的一侧,则输出线段SP与裁剪线的交点和P4、下列关于反走样的叙述中,错误的论述为()。
[A] 把像素当作平面区域来采样[B] 提高分辨率[C] 增强图像的显示亮度[D] 采用锥形滤波器进行加权区域采样5、下列关于平面几何投影的叙述中,错误的论述为()。
[A] 透视投影的投影中心到投影面的距离是有限的[B] 在平行投影中不可能产生灭点[C] 在透视投影中,一组平行线的投影仍保持平行[D] 透视投影与平行投影相比,视觉效果更真实,但不一定能真实反映物体的精确尺寸和形状6、下列关于Bezier曲线的论述中,错误的论述为()。