计算机图形学

计算机图形学模拟试题一

1、 举例说明计算机图形学的主要应用领域（至少说明5个应用领域）

计算机及辅助设计与制造、可视化、图形实时绘制与自然景物仿真、计算机动画、用户接口、计算机艺术

2、 分别解释直线生成算法DDA法、中点画线法和Bresenham法的基本原理。

DDA法：设过端点P0(x0 ,y0)、P1(x1 ,y1)的直线段为L(P0 ,P1)，则直线段L的斜率L的起点P0的横坐标x0向L的终点P1的横坐标x1步进，取步长=1(个象素)，用L的直线方程y=kx+b计算相应的y坐标，并取象素点(x,round(y))作为当前点的坐标。因为： yi+1 = kxi+1+b= k1xi+b+kDx = yi+kDx所以，当Dx =1; yi+1 = yi+k。也就是说，当x每递增1，y递增k(即直线斜率)。

假定直线斜率k在0~1之间，当前象素点为（xp,yp），则下一个象素点有两种可选择点P1（xp+1,yp）或P2（xp+1,yp+1）。若P1与P2的中点（xp+1,yp+0.5）称为M，Q为理想直线与x=xp+1垂线的交点。当M在Q的下方时，则取P2应为下一个象素点；当M在Q的上方时，则取P1为下一个象素点。这就是中点画线法的基本原理。

Bresenham法的基本原理：过各行各列象素中心构造一组虚拟网格线。按直线从起点到终点的顺序计算直线与各垂直网格线的交点，然后确定该列象素中与此交点最近的象素。该算法的巧妙之处在于采用增量计算，使得对于每一列，只要检查一个误差项的符号，就可以确定该列的所求象素。

3、 什么是反走样？常用的反走样方法有哪三种？

在光栅图形中，非水平和垂直的直线用象素集合表示时，会呈锯齿状，这种现象称之为走样。反走样方法：提高分辨率、区域采样、加权区域采样。

4、 与显式、隐式方程表示曲线、曲面相比，参数方程法有哪些优势？

求导方便，不会出现计算上的困难。参数方程中，代数、几何相关和无关的变量是完全分离的，而且对变量个数不限，从而便于用于把低维空间的曲线、曲面扩展到高维空间去。这种变量分离的特点使 可以用数学公式处理几何分量。

计算机图形学期末考试试题及答案完整版

一、选择题（每题2分，共20分）

1. 计算机图形学中，下列哪种技术用于实现图像的放大？

A. 插值

B. 缩放

C. 采样

D. 量化

答案：A

2. 在计算机图形学中，下列哪种图形表示方法被称为矢量图形？

A. 位图

B. 矢量图

C. 点阵图

D. 扫描图

答案：B

3. 计算机图形学中，下列哪种算法用于消除图像中的锯齿现象？

A. 双线性插值 B. 双三次插值

C. 抗锯齿算法

D. 中值滤波

答案：C

4. 在计算机图形学中，下列哪种技术用于实现图像的旋转？

A. 旋转变换矩阵

B. 缩放变换矩阵

C. 平移变换矩阵

D. 反射变换矩阵

答案：A

5. 计算机图形学中，下列哪种图形表示方法适用于大规模图形处理？

A. 位图

B. 矢量图

C. 点阵图

D. 扫描图

答案：B

6. 在计算机图形学中，下列哪种算法用于生成三维物体的阴影？ A. 光照模型

B. 阴影算法

C. 投影算法

D. 融合算法

答案：B

7. 计算机图形学中，下列哪种技术用于实现图像的透明度？

A. Alpha通道

B. RGB通道

C. YUV通道

D. 灰度通道

答案：A

8. 在计算机图形学中，下列哪种图形表示方法适用于动画制作？

A. 位图

B. 矢量图

C. 点阵图

D. 扫描图

答案：B 9. 计算机图形学中，下列哪种技术用于实现图像的模糊效果？

A. 高斯模糊

B. 中值滤波

C. 双线性插值

D. 双三次插值

答案：A

10. 在计算机图形学中，下列哪种算法用于生成三维物体的纹理？

A. 纹理映射

B. 光照模型

C. 投影算法

D. 阴影算法

答案：A

二、填空题（每题2分，共20分）

1. 计算机图形学中，图像的采样和量化过程称为__________。

答案：图像数字化

2. 计算机图形学中，矢量图形的表示方法包括__________和__________。 答案：直线、曲线

第一章

1.计算机图形学的主要研究内容是什么？

答：计算机中图形的表示方法，以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法，构成了计算机图形学的主要研究内容。

图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法，以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。

2.列举三个以上图形学的应用领域。

答：计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）、可视化、真实感图形实时绘制与自然景物仿真、计算机动画、用户接口、计算机艺术等。

3.一个图形系统通常由哪些图形设备组成？

答：一个图形系统通常由图形处理器、图形输入设备和图形输出设备构成。

4.图形和图像的区别是什么？

答：图像是指计算机内以位图(Bitmap)形式存在的灰度信息；图形含有几何属性，更强调物体（或场景）的几何表示，是由物体（或场景）的几何模型(几何参数)和物理属性(属性参数)共同组成的。

5.CRT显示器的原理是什么？

答：通过电子枪，将从阴极发射出大量电子，经过强度控制，聚集和加速，使其形成电子流，再经过偏转线圈的控制，快速的轰击显示器的荧光屏，从而使荧光屏上的荧光粉发亮。

6.LCD有哪些技术指标?

（1）可视角度（2）点距和分辨率（3）展望

7.有哪些常用的图形输入设备？

答：键盘、鼠标、光笔和触摸屏等。

第二章

1.描述直线扫描的DDA算法、中点画线算法和Bresenham算法，并用程序实现Bresenham算法。

答：直线扫描的DDA算法:

DDA算法原理是当直线的斜率在（-1，1）之间时，它的增量应该以x为准，即每次都应该让x增加一个像素，然后计算出y的值（y值增量绝对值小于1，更精确），再进行四舍五入，最终得到实际点的像素。当直线斜率绝对值大于1时，增量应该以y为准。

中点画线算法: 假定直线斜率k在0~1之间，当前象素点为（xp,yp），则下一个象素点有两种可选择点P1（xp+1,yp）或P2（xp+1,yp+1）。若P1与P2的中点（xp+1,yp+0.5）称为M，Q为理想直线与x=xp+1垂线的交点。当M在Q的下方时，则取P2应为下一个象素点；当M在Q的上方时，则取P1为下一个象素点。

计算机图形学论文

学号：11001010123

专业：信息与计算科学

班级：110010101

姓名：

指导教师：傅由甲一．摘要

计算机图形学(ComputerGraphics，简称CG)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器的栅格形式的科学。简单地说，计算机图形学的主要研究内容就是研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。计算机图形学作为计算机科学与技术学科的一个独立分支已经历了近40年的发展历程。一方面,作为一个学科,计算机图形学在图形基础算法、图形软件与图形硬件三方面取得了长足的进步,成为当代几乎所有科学和工程技术领域用来加强信息理解和传递的技术和工具。计算机图形学在我国虽然起步较晚,然而它的发展却十分迅速。我国的主要高校都开设了多门计算机图形学的课程,并有一批从事图形学基础和应用研究的研究所。在浙江大学建立的计算机辅助与图形学国家重点实验室,已成为我国从事计算机图形学研究的重要基地之一。

关键词：实现2D/3D图形的算法，纹理映射，发展简史，发展趋势

二、计算机图形学中运用到的技术算法

(1)OpenGL实现2D/3D图形的算法

OpenGL（全写OpenGraphicsLibrary）是个定义了一个跨编程语言、跨平台的编程接口的规格，它用于三维图象（二维的亦可）。OpenGL是个专业的图形程序接口，是一个功能强大，调用方便的底层图形库。OpenGL是个与硬件无关的软件接口，可以在不同的平台如Windows95、WindowsNT、Unix、Linux、MacOS、OS／2之间进行移植。因此，支持OpenGL的软件具有很好的移植性，可以获得非常广泛的应用。由于OpenGL是图形的底层图形库，没有提供几何实体图元，不能直接用以描述场景。但是，通过一些转换程序，可以很方便地将AutoCAD、3DS/3DSMAX等3D图形设计软件制作的DXF和3DS模型文件转换成OpenGL的顶点数组。