计算机图形学_陆枫_模拟试题1

《计算机图形学》练习试题及参考答案（后面有答案）一、名词解释：(每个4分)1．计算机图形学2．图象处理3．模式识别4．计算几何5．凸多边形6．种子填充算法7．窗口8．视区9．光顺性10．拟合11．多项式插值12．小挠度曲线13．图形变换14．齐次坐标系15．凸包16．轮廓线17．等值线18．图形的翼边表示19．ER模型20．图形消隐21．本影22．半影23．用户坐标系24．规范化设备坐标系25．构造26．约束技术27．光线跟踪28、走样29、CRT（Cathode Ray Tube）30、隔行（interlaced）扫描31、输入模式32、取样方式（sample mode）33、区域34、边界表示法35、复合变换36、二维复合平移37．二维复合比例38．二维复合旋转39．视区（Viewport）40、投影变换41、平面几何投影42. 参数图43. 像素图44．人机界面45．地理信息系统46．虚拟现实47.几何造型技术48．扫描转换49. 插值曲线50．逼近曲线51. 用户接口52. 交互技术53. 交互式图形系统的基本交互任务54. 定位任务55. 选择任务56. 拾取任务57 .选择技术58. 菜单技术59. 文字输入任务60. 数值输入任务61．动画62．帧63．场64. 消隐65.物体空间的消隐算法66. 漫反射光67. 环境光68. 镜面反射光二、选择题（每题2分）1、计算机图形学与计算几何之间的关系是( )。

A）学术上的同义词B）计算机图形学以计算几何为理论基础C）计算几何是计算机图形学的前身D）．两门毫不相干的学科2、计算机图形学与计算机图象学的关系是( )。

A）计算机图形学是基础，计算机图象学是其发展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3、触摸屏是( )设备。

A）输入B）输出C）输入输出D）既不是输入也不是输出4．计算机绘图设备一般使用什么颜色模型？( )A）RGB；B）CMY；C）HSV ；D）HLS5. 计算机图形显示器一般使用什么颜色模型？( )A）RGB；B）CMY；C）HSV ；D）HLS6．分辨率为1024×1024的显示器各需要多少字节位平面数为24的帧缓存？( ) A）512KB；B）1MB；C）2MB ；D）3MB7．哪一个不是国际标准化组织（ISO）批准的图形标准？( )A）GKS；B）PHIGS；C）CGM ；D）DXF8.下述绕坐标原点逆时针方向旋转a角的坐标变换矩阵中哪一项是错误的? ( )| A B || C D |A) cos a;B) sin a;C) sin a;D) cos a9、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.请问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S和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.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P.10、在物体的定义中对边的哪条限制不存在? ( )A) 边的长度可度量且是有限的B) 一条边有且只有两个相邻的面C) 一条边有且只有两个端点D) 如果一条边是曲线,那么在两个端点之间不允许曲线自相交11.下述哪一条边不是非均匀有理B样条(NURBS)的优点? ( )A) NURBS比均匀B样条能表示更多的曲面B) 对于间距不等的数据点,用NURBS拟合的曲线比用均匀B样条拟合的曲线更光滑C) NURBS提供的权控制方法比用控制点更能有效的控制曲线的形状D) 使用NURBS可以提高对曲面的显示效率12.下列关于图的存储表示的叙述中，哪一个是不正确的？A) 无向图的相邻矩阵是对称矩阵B) 对于带权的图，其相邻矩阵中值为1的元素，其值可以用边的权来权替C) 用邻接表法存储包括n个结点的图需要保存一个顺序存储的结点表和n个链接存储的边表D) 用邻接表法存储包括n条边的图需要保存一个顺序存储的结点表和n个链接存储的边表13*.在面片的数量非常大的情况下哪一个消隐算法速度最快? ( )A) 深度缓存算法(Z-Buffer)B) 扫描线消隐算法C) 深度排序算法(画家算法)D) 不知道14*.下面关于深度缓存消隐算法(Z-Buffer)的论断哪一条不正确? ( )A) 深度缓存算法并不需要开辟一个与图像大小相等的深度缓存数组B) 深度缓存算法不能用于处理对透明物体的消隐C) 深度缓存算法能并行实现D) 深度缓存算法中没有对多边形进行排序15.在用射线法进行点与多边形之间的包含性检测时,下述哪一个操作不正确? ( )A) 当射线与多边形交于某顶点时且该点的两个邻边在射线的一侧时,计数0次B) 当射线与多边形交于某顶点时且该点的两个邻边在射线的一侧时,计数2次C) 当射线与多边形交于某顶点时且该点的两个邻边在射线的两侧时,计数1次D) 当射线与多边形的某边重合时,计数1次16*、扫描消隐算法在何处利用了连贯性（相关性Coherence）?(1)计算扫描线与边的交点；（2）计算多边形在其边界上的深度；（3）计算多边形视窗任意点处的深度值；（4）检测点与多边形之间的包含性。

第一章 绪论概念：计算机图形学、图形、图像、点阵法、参数法、概念：计算机图形学、图形、图像、点阵法、参数法、 图形的几何要素、非几何要素、数字图像处理；图形的几何要素、非几何要素、数字图像处理； 计算机图形学和计算机视觉的概念及三者之间的关系；计算机图形学和计算机视觉的概念及三者之间的关系； 计算机图形系统的功能、计算机图形系统的总体结构。

计算机图形系统的功能、计算机图形系统的总体结构。

第二章 图形设备 图形输入设备：有哪些。

图形输入设备：有哪些。

图形显示设备：图形显示设备：CRT CRT 的结构、原理和工作方式。

的结构、原理和工作方式。

彩色CRT CRT：结构、原理。

：结构、原理。

：结构、原理。

随机扫描和光栅扫描的图形显示器的结构和工作原理。

随机扫描和光栅扫描的图形显示器的结构和工作原理。

图形显示子系统：分辨率、像素与帧缓存、颜色查找表等基本概念，分辨率的计算图形显示子系统：分辨率、像素与帧缓存、颜色查找表等基本概念，分辨率的计算第三章 交互式技术什么是输入模式的问题，有哪几种输入模式。

什么是输入模式的问题，有哪几种输入模式。

第四章 图形的表示与数据结构 自学，建议至少阅读一遍自学，建议至少阅读一遍第五章 基本图形生成算法 概念：点阵字符和矢量字符；概念：点阵字符和矢量字符； 直线和圆的扫描转换算法；直线和圆的扫描转换算法； 多边形的扫描转换：有效边表算法；多边形的扫描转换：有效边表算法； 区域填充：区域填充：44／8连通的边界／泛填充算法；连通的边界／泛填充算法；内外测试：奇偶规则，非零环绕数规则；内外测试：奇偶规则，非零环绕数规则；反走样：反走样和走样的概念，过取样和区域取样。

反走样：反走样和走样的概念，过取样和区域取样。

5.1.2 5.1.2 中点中点中点 Bresenham Bresenham Bresenham 算法（算法（算法（P109P109P109））斜率斜率 K K 误差项误差项 d d 理想点理想点 Q Q 取下一个点取下一个点d d 更新更新更新<1<0在中点上在中点上 取上点取上点 d+2△x d+2△x--2△y 2△y>=0 在中点下在中点下 取下点取下点d-d-2△y 2△y 2△y>1<0在中点右在中点右 取右点取右点 d- d-2△x+2△y 2△x+2△y 2△x+2△y>=0 在中点左在中点左 取左点取左点d-d-2△x 2△x 2△x<-1<0在中点左在中点左 取左点取左点 d- d-2△x+2△y 2△x+2△y 2△x+2△y >=0 在中点右在中点右 取右点取右点d-d-2△x 2△x 2△x>-1<0在中点下在中点下 取下点取下点 d+2△x d+2△x--2△y 2△y >=0在中点上在中点上 取上点取上点d-d-2△y 2△y 2△y5.1.2 5.1.2 改进改进改进 Bresenham Bresenham Bresenham 算法（算法（算法（P112P112P112））斜率斜率 K K 改进误差项改进误差项 e e 理想点理想点 Q Q Q 取下一个点取下一个点取下一个点 e e e 更新更新更新<1<0在中点上在中点上 取上点取上点 e- e-2△x 2△x 2△x >=0 在中点下在中点下 取下点取下点e+2△y e+2△y>1<0在中点右在中点右 取右点取右点 e- e-2△y 2△y 2△y >=0 在中点左在中点左 取左点取左点 e+2△x e+2△x <-1<0在中点左在中点左 取左点取左点 e-e-2△y 2△y 2△y >=0 在中点右在中点右 取右点取右点e+2△x e+2△x>-1<0在中点下在中点下 取下点取下点 e- e-2△x 2△x 2△x >=0在中点上在中点上 取上点取上点e+2△y e+2△y习题解答习题5 （P144P144））5.3 5.3 试用中点试用中点Bresenham 算法画直线段的原理推导斜率为负且大于1的直线段绘制过程的直线段绘制过程 （要求写清原理、误差函数、递推公式及最终画图过程）。

计算机图形学模拟试卷和答案北京语言大学网络教育学院《计算机图形学》模拟试卷一注意：1.试卷保密，考生不得将试卷带出考场或撕页，否则成绩作废。

请监考老师负责监督。

2.请各位考生注意考试纪律，考试作弊全部成绩以零分计算。

3.本试卷满分100分，答题时间为90分钟。

4.本试卷分为试题卷和答题卷，所有答案必须答在答题卷上，答在试题卷上不给分。

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仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢03、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（）。

5.3 试用中点Bresenham算法画直线段的原理推导斜率为负且大于1的直线段绘制过程（要求写清原理、误差函数、递推公式及最终画图过程）。

（P111）解： k<=-1 |△y|/|△x|>=1 y为最大位移方向故有构造判别式：推导d各种情况的方法(设理想直线与y=yi+1的交点为Q)：所以有： y Q-kx Q-b=0 且y M=y Qd=f(x M-kx M-b-(y Q-kx Q-b)=k(x Q-x M)所以，当k<0，d>0时，M点在Q点右侧（Q在M左），取左点 P l(x i-1,y i+1)。

d<0时，M点在Q点左侧（Q在M右），取右点 Pr(x i,y i+1)。

d=0时，M点与Q点重合（Q在M点），约定取右点 Pr(x i,y i+1) 。

所以有递推公式的推导：d2=f(x i-1.5,y i+2)当d>0时,d2=y i+2-k(x i-1.5)-b 增量为1+k=d1+1+k当d<0时,d2=y i+2-k(x i-0.5)-b 增量为1=d1+1当d=0时,5.7 利用中点 Bresenham 画圆算法的原理，推导第一象限y＝0到y＝x圆弧段的扫描转换算法（要求写清原理、误差函数、递推公式及最终画图过程）。

（P115）解：在x=y到y=0的圆弧中，（R,0）点比在圆弧上，算法从该点开始。

最大位移方向为y，由（R,0）点开始，y渐增，x渐减，每次y方向加1，x方向减1或减0。

设P点坐标（xi,yi）,下一个候选点为右点Pr（xi,yi+1）和左点Pl（xi-1,yi+1），取Pl和Pr的中点M（xi-0.5,yi+1），设理想圆与y=yi+1的交点Q，构造判别式：d=f(x M,y M)=(x-0.5)2+(y i+1)2+R2当d<0时，M在Q点左方（Q在M右），取右点Pr（xi,yi+1）当d>0时，M在Q点右方（Q在M左），取左点Pl（xi-1,yi+1）当d=0时，M与Q点重合，约定取左点Pl（xi-1,yi+1）所以有：推导判别式：d>=0时，取左点Pl（xi-1,yi+1），下一点为（xi-1,yi+2）和（xi-2,yi+2）d<0时，取右点Pr（xi,yi+1），下一点为（xi,yi+2）和（xi-1,yi+2）d0=f(R-0.,1)=R2-R+0.25+1-R2=1.25-R5.11 如图5－59所示多边形，若采用扫描转换算法（ET边表算法）进行填充，试写出该多边形的边表ET和当扫描线Y＝4时的有效边表AET（活性边表）。

计算机图形学基础（第2版）课后习题答案__陆枫__何云峰第⼀章绪论概念：计算机图形学、图形、图像、点阵法、参数法、图形的⼏何要素、⾮⼏何要素、数字图像处理；计算机图形学和计算机视觉的概念及三者之间的关系；计算机图形系统的功能、计算机图形系统的总体结构。

第⼆章图形设备图形输⼊设备：有哪些。

图形显⽰设备：CRT的结构、原理和⼯作⽅式。

彩⾊CRT：结构、原理。

随机扫描和光栅扫描的图形显⽰器的结构和⼯作原理。

图形显⽰⼦系统：分辨率、像素与帧缓存、颜⾊查找表等基本概念，分辨率的计算第三章交互式技术什么是输⼊模式的问题，有哪⼏种输⼊模式。

第四章图形的表⽰与数据结构⾃学，建议⾄少阅读⼀遍第五章基本图形⽣成算法概念：点阵字符和⽮量字符；直线和圆的扫描转换算法；多边形的扫描转换：有效边表算法；区域填充：4／8连通的边界／泛填充算法；内外测试：奇偶规则，⾮零环绕数规则；反⾛样：反⾛样和⾛样的概念，过取样和区域取样。

5.1.2 中点 Bresenham 算法（P109）5.1.2 改进 Bresenham 算法（P112）习题解答习题5（P144）5.3 试⽤中点Bresenham算法画直线段的原理推导斜率为负且⼤于1的直线段绘制过程（要求写清原理、误差函数、递推公式及最终画图过程）。

（P111）解： k<=-1 |△y|/|△x|>=1 y为最⼤位移⽅向故有构造判别式：推导d各种情况的⽅法(设理想直线与y=yi+1的交点为Q)：所以有： y Q-kx Q-b=0 且y M=y Qd=f(x M-kx M-b-(y Q-kx Q-b)=k(x Q-x M)所以，当k<0，d>0时，M点在Q点右侧（Q在M左），取左点 P l(x i-1,y i+1)。

d<0时，M点在Q点左侧（Q在M右），取右点 Pr(x i,y i+1)。

d=0时，M点与Q点重合（Q在M点），约定取右点 Pr(x i,y i+1) 。

《计算机图形学》模拟题一、填空题1.计算机图形表示的方法有点阵法和参数法.2.在计算机重现真实世界的场景叫真实感绘制3.一个图形系统的组成主要由输入设备、图形处理器和输出设备组成.4.图形输出主要包括图形显示和图形绘制.5.几何变换中的基本变换主要分为变位变换和变形变换两大类.6.三维变换中绕空间任意线的旋转一般需要分解为7 个基本变换.7.判断点和多边形关系时，过点做一射线，交点数为奇数时该点在多边形内部，交点数为偶数时该点在多边形外部.8.多边形填充扫描线算法中，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四个步骤：求交点、交点排序、交点配对、区间填色.9.种子填充算法在栈实现时一般采用数据结构.10.种子填充算法中，相邻像素进栈的条件是该点未设置为填充色，该点在区域内11.几何形体表示主要有两大类模型数据模型和过程模型 .12.边表的结构中四个元素分别为边的最大Y值，较低端点的X值，X的增量和指向下一边结构的指针.13.二维直线段裁剪常用的方法有矢量裁剪法，区域编码法，中心分割法和梁友栋-barsky算法.14.计算机图形学中常用的坐标系有世界坐标系，规格化设备坐标系和设备坐标系.15.当三维变换矩阵中主对角线上前三个元素为1，最后一个元素为s，其他元素都为0时，变换后的图形效果有如下几种：s>1时，图形整体缩小;0<s<1时，图形整体放大;s=1时，图形恒等变换.16.计算机产生图形的3个步骤为图形输入，图形处理和图形输出.17.圆弧bresenham算法的优点是起点和终点准确，分布均匀和计算简单.18.图形属性主要有颜色和线型 .19.DDA算法的缺点有要做除法运算，有浮点运算，要取整运算.因此其计算效率不高.20.直线生成的要求是像素点均匀分布，起末点要准确，线要直亮度一致和方向和长度等无关，生成直线速度快.二、单选题1.枚举出图形中所有点的表示方法是( D )A.图形B.图像C.参数法D.点阵法2.下面哪个设备不是计算机图形学的输入设备( D )A.光笔B.键盘C.扫描仪D.显示器3.下面哪个设备不是计算机图形学的输出设备( C )A.激光打印机B.显示器C.数据手套D.喷墨打印机4.比例变换中当Sx为2，Sy为1时，图形变换的结果是( D ).A.图形整体放大2倍B.图形放大2倍，同时沿X，Y坐标轴方向各移动1个绘图单位C.沿X坐标轴方向各移动2个绘图单位D.沿X坐标轴方向放大2倍，沿Y坐标轴方向没有放大5.以下关于图形变换的论述不正确的是( D ).A.平移变换不改变图形大小和形状，只改变图形位置B.拓扑关系不变的几何变换不改变图形的连接关系和平行关系C.旋转变换后各图形部分间的线性关系和角度关系不变，变换后直线的长度不变D.错切变换虽然可引起图形角度的改变，但不会发生图形畸变6.在三维齐次变换矩阵中，平移线性变换对应的矩阵元素的最大非零个数是( C ).A.3B.6C.7D.87.区域编码规则为{上下右左}，一个线段的两个端点编码分别为{0000}和{0101}，则该线段和窗口的情况是( C ).A.完全在窗口外B.完全在窗口内C.一个点在窗口内，一个点在窗口外D.前三种都不是8.区域编码规则为{上下右左}，则一线段端点编码不可能的情况是( C ).A.{0000}B.{0110}C.{0111}D.{0001}9.扫描线算法充分利用了连贯性原理不包括( C ).A.区域连贯性B.扫描线连贯性C.像素连贯性D.边的连贯性10.扫描线填充算法的不具有的特点是( B ).A.扫描线只和有交点的边进行交点计算B.适合硬件实现C.各种表的维护和排序开销大D.适合软件实现11.种子填充算法时区域一般采用( A )方式定义.A.边界定义B.顶点坐标序列定义C.内部定义D.都可以12.扫描线种子填充算法中，每次压入栈的像素最多有( B )个.A.1B.2C.3D.413.下面关于线框模型说法不正确的是( B ).A.用顶点和邻边表示形体B.适合真实感显示C.与形体间不存在一一对应关系D.处理速度快14.图形设备坐标系统一般是( A ).A.左上角为坐标原点B.左下角为坐标原点C.右上角为坐标最大值D.左下角为坐标最大值15.fillpoly函数的功能是( B ).A.填充椭圆B.填充封闭多边形C.填充扇形区域D.填充方形16.bar函数的功能是( D ).A.填充椭圆B.输出文本C.填充扇形区域D.填充长方条形图17.outtext函数的功能是( B ).A.指定位置输出字符串B.当前位置输出字符串C.位置偏移D.设置文本输出参数18.直线Bresenham算法绘制(0，0)到(8，6)的线，用来逼近直线的像素点个数有( B )个.A.8B.9C.6D.1419.下面哪个选项不是直线Bresenham算法的优点( C ).A.不计算直线斜率，不做除法B.只做整数运算C.只有加减法运算，效率高D.只有加法和乘2运算，效率高20.下面哪个选项是圆弧扫描算法的缺点( C ).A.运算速度快B.显示质量好C.显示质量不好D.齐次坐标运算21.下面哪个选项不是圆弧的生成算法( A ).A.逐点比较法B.角度DDA算法C.正负法D.圆弧的Bresenham算法22.圆弧bresenham算法中在第一象限时下一个点不可能的情况是( C ).A.当前点的右方点B.当前点的右下方点C.当前点的右上方点D.当前点的下方点23.图形就是从客观世界中抽象出来的带有( C )的图或形.A.信息B.属性和参数C.灰度色彩及形状D.形状和权属24.计算机图形学的研究内容是( B ).A.信息B.图形C.图像D.数据模型25.15个已知点确定的Bezier曲线最高是( C )次曲线.A.3B.7C.14D.1526.二次均匀B样条曲线的特性不包括( D ).A.曲线的起点在控制多边形第一条边的中点位置B.曲线的终点在控制多边形第二条边的中点位置C.曲线段和控制多边形的两条边相切D.曲线的起点在控制多边形第二条边的中点位置27.下列有关Bezier曲线性质的叙述语句中，错误的结论为( D ).A.Bezier曲线可用其特征多边形来定义B.Bezier曲线不一定通过其特征多边形的各个顶点C.Bezier曲线两端点处的切线方向必须与其特征折线集(多边形)的相应两端线段走向一致D.n次Bezier曲线，在端点处的r阶导数，只与r个相邻点有关三、判断题1.构成图形的要素可分为两类：刻画形状的点，线，面，体的非几何要素与反映物体表面属性或材质的明暗，色彩等的几何要素.（错）2.参数法描述的图形叫图形;点阵法描述的图形叫图像.（对）3.图像的去噪是计算几何的研究内容（错）4.CAD/CAM是计算机图形学在工业界最活跃，最广泛的应用领域.（对）5.IvanE.Sutherland发表的一篇题为Sketchpad：一个人机通信的图形系统的博土论文中首次使用计算机图形学这个术语，确立了计算机图形学作为一个崭新的学科分支的独立地位.（对）6.光栅图形显示器的产生，计算机图形学进入兴盛时期，但其应用领域还限制在实验室阶段.（错）7.计算机软硬件的发展促进了计算机图形学的发展（对）8.图形显示器是计算机图形学中关键的设备.（对）9.存储管式显示器需要刷新，可以局部修改.（错）10.光栅扫描显示器是画线设备.（错）11.CRT显示器分辨率高，色彩鲜艳丰富，体积小.（错）12.一个物理设备可能同时具备输出和输出的功能.（对）13.线框图的变换需要变换图形中包含的所有点，线，面中所有内部像素点.（错）14.平移变换是一种变形变换.（错）15.错切是一种变位变换.（错）16.一个正方形在变位变换后可能变成为一个矩形.（错）17.计算机显示器和绘图机可以直接用三维空间表示图形.（错）18.所有的对称变换的变换矩阵都是相同的.（错）19.错切变换常见的有关于坐标原点的错切.（错）20.绕坐标原点的旋转变换是一种组合变换.（错）21.齐次矩阵用在二维图形变换中的好处是可以将各种变换矩阵统一到一个变换矩阵中.（对）22.一个空间点的齐次坐标的形式是唯一的.（错）23.组合变换中基本变换的级联顺序对组合变换的结果没有影响.（错）24.三维变换的变换矩阵和二维变换的矩阵相同.（错）25.三维图形的平移变换会改变图形的长度和大小.（错）26.正投影之后的图形有立体效果.（错）27.轴测投影产生过程是改变物体和投影面的相对位置，再进行投影面的正投影得到的.（对）28.三视图指的是主视图，仰视图，俯视图.（错）29.投影变换是一种使三维对象映射为二维对象的变换.（对）30.用户域可以是虚数域.（错）四、问答题1.将图形沿X轴方向进行错切变换之后和原图形相比有什么异同?[答]：⑴变换前后，点的y坐标保持变换，而x坐标发生变化;⑵平行于x轴的线段变换后仍旧平行于x轴;⑶平行于y轴的线段变换后成为与y轴成角度的线段;⑷x轴上的点在变换过程中保持不变，其余点在变换后都平移了一段距离.2.如何分解绕平面上任意点的二维旋转变换?[答]：分解为3步：⑴首先平移使得旋转中心点移到坐标原点;⑵绕坐标原点旋转需要的角度;⑶再平移使得图形回到原来的位置.3.裁剪的基本任务是什么?[答]：判断要裁剪的图元哪些在窗口内，哪些在窗口外，部分在窗口的内的需要计算相交的交点或者交线，并确定窗口内的部分.4.比较坐标值裁剪方法的缺陷是什么?[答]：⑴计算时间长，效率低;⑵裁剪出来的点列不保持原来画线的序列.5.请比较多边形两种表示方法?[答]：⑴顶点表示，以多边形顶点坐标对序列来刻画多边形.该方法表示多边形直观性强，几何意义明显，占用内存较少.⑵点阵表示，以位于多边形内的像素的xxx来刻画多边形.需要的内存空间比较大，损失了几何信息，但便于运用帧缓冲存储，是面着色所需要的图形表达形式.6.逐点判断填充多边形的特点是什么?[答]：⑴算法思路简单，程序简单;⑵像素间的联系不考虑，每个像素点都要计算一次和多边形的求交运算，运算量大，速度慢.7.什么是扫描线连贯性?[答]：多边形和一水平扫描线如果有有效交点，则交点数为偶数，将该扫描线与多边形各条边的交点按照横坐标的递增顺序进行排序，从小到大的交点前后2点形成的小线段，第1，3，5……在多边形内，第2，4……在多边形外.8.区域的连贯性原理是什么?[答]：屏幕上两条水平扫描线被多边形的边分割成若干梯形，梯形的性质有：梯形的两底在扫描线上，边在多边形的边上;这些梯形可以分为两个类，多边形内和多边形外;两类梯形相间排列，相邻两个梯形必有一个在内一个在外.9.平面立体的9种拓扑关系都有哪些?[答]：面相邻性，面-顶点包含性，面-边包含性，顶点-面相邻性，顶点相邻性，顶点-边相邻性，边-面相邻性，边-顶点包含性，边相邻性10.表面模型的特点是什么?[答]：形体和面之间关系对应，可以满足面求交，线面消隐，明暗色彩渲染等需要;没有定义形体位于面的哪一侧，内外需要再进行下一步的计算确认.11.三维物体的表示方法常用的有哪五种?[答]：边界表示法，结构实体几何构造法，扫描表示法，特征造型法，八叉树表示法12.边界表示法的优缺点点是什么?[答]：优点：能精确表示物体;表示能力强;几何变换容易;适于显示处理.缺点：表示复杂;有效性难以保证;运算复杂。

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。

【题型】填空题1、三维图形的几何变换有平移、比例、对称、错切、旋转、投影、_透视变换_等变换。

2几何图形的布尔运算主要是两个图形对象的_联合/Union、交集/Intersection、差集/Subtraction三种运算。

3交互式绘图系统的基本交互任务包括：定位、选择、文本输入和数值输入。

4 减少或克服图形失真的技术叫做__反走样__。

5在绘制物体图形时消除被遮挡的不可见的线或面，称为消隐__。

6灭点可以看作是无限远处的一点在投影面上的_投影_。

7深度缓冲器算法最简单常用的面向应用的用户接口形式：子程序库、专用语言和交互命令。

8在计算机图形学中，被裁剪的对象可以是线段、多边形和字符三种形式。

9图形用户界面的基本元素有_窗口_、图标、菜单、指点装置。

10双线性法向插值法（Phong Shading）的优点是_高光域准确__。

11表现三维形体的模型有线框模型、表面模型和_实体模型_。

12三视图投影包括正投影、水平投影、_侧投影_。

13计算机中字符由一个_数字编码（编码）_唯一标识。

14区域可分为4向连通区域和__8_向连通区域。

15计算机字库分为矢量型和__点阵_型两种。

16光栅图形显示器具有闪烁和_锯齿_现象。

17裁剪的目的是为了使位于_窗口_外的图形不显示出来。

18目前常用的PC图形显示子系统主要由3个部件组成：帧缓冲存储器、_显示控制器、ROM BIOS。

19计算机图形学以___计算几何_为理论基础。

20在图形文件系统中，点、线、圆等图形元素通常都用其_几何特征参数_来描述。

21投影线从视点出发，主灭点最多有__3_个，任何一束不平行于投影面的平行线的透视投影将汇成一点。

22在处理图形时常常涉及的坐标有模型坐标系、观察坐标系、世界坐标系和_设备坐标系__。

23屏幕上最小的发光单元叫做_____象素点__________。

24扫描线的连贯性是多边形区域连贯性在_____一条扫描线上__________的反映。

《计算机图形学》模拟题一．单项选择题1．以下对DDA算法及Bresenham算法的描述中，错误的是（B）（A）DDA算法的本质是用数值方法解微分方程（数值微分法）。

（B）DDA算法效率低，但利于硬件实现。

（C）Bresenham算法只有加法和乘2计算，效率高。

（D）Bresenham算法的基本思想是借助于一个决策变量d的正负符号，来确定下一个该亮点的象素点。

2．下列对圆弧的生成算法中，可能造成所产生的圆是不封闭的算法是（B）（A）扫描法（B）DDA算法（C）Bresenham算法（D）正负法3．计算机图形学与计算几何之间的关系是( B)(A）学术上的同义词(B）计算机图形学以计算几何为理论基础(C）计算几何是计算机图形学的前身(D）两门毫不相干的学科4. 对直线的扫描转换算法中，下列说法正确的是（A）（A）Bresenham算法主要是通过借助于一个决策变量d的正负符号，来确定下一个该亮点的象素点。

（B）Bresenham算法中决策变量的计算式与上一次决策变量的正负无关。

（C）DDA算法主要利用整数进行计算，其效率较高。

（D）DDA算法不需要计算直线的斜率，但Bresenham算法需要。

5. 用中点法画线时，对坐标点P（x i,y i）,对M（x i+1,y i+0.5）有d i=F(M)=F(x i+1, y i+0.5)<0，此时下一个象素应选择（C）（A）P1(x i+1,y i) (B)P2(x i,y i+1) (C)P3(x i+1,y i+1) (D)P4(x i,y i)6．对简单种子填充算法，其算法原理是将种子像素入栈，当栈非空时，将执行以下三个步骤：（1）栈顶像素点A出栈。

（2）按某一顺序查出与A相邻的4个像素，若其中某个像素还是区域中原有颜色，或不为边界，则将该像素入栈。

（3）将A置成填充色。

其正确步骤为（B）（A）（1）->（2）->（3）（B）（1）->（3）->（2）（C）（2）->（3）->（1）（D）（3）->（2）->（1）7．曲线分为规则曲线和自由曲线，以下为自由曲线的是（D）（A）渐开线（B）双曲线（C）双曲线（D）等高线8. 下列有关Bezier曲线性质的叙述语句中，错误的结论为（D）（A）Bezier曲线可用其特征多边形来定义。

判断题1.计算机图形学中所研究的图形可定义为从客观世界物体屮抽象出来的带有颜色及形状信息的图和形。

（T ）2.参数法描述的图形叫做图形，点阵法描述的图形叫做图像。

（T ）3.虚拟现实是指计算机系统生成的实时二维空间。

（F）4.二维流形指的是对于实体表面上的任意一点，都可以找到一个I韦I绕着它的任意小的领域，该领域与平面上的一个圆盘是拓扑等价的。

（T）5.对于占据有限空间的正则形体，如果其表面是二维流形，则该正则形体为实体。

（T ）6.点阵表示是用位于多边形内的像素的集合來刻划多边形的。

（T）7.考虑到接近于像素的区域中心的子像素在决定像素的颜色亮度值中发挥更重要的作用，因此过取样算法屮经常采用加权平均的方法来计算显示像素的颜色亮度值。

（T）8.N维儿何空间屮用非齐次坐标表示此向量具有n个坐标分量【pl,p2,p3...pn】，且是唯一的，若用齐次坐标表示此向量则有n+1个坐标向量［hphhp2,hpn,h］且不是唯一的。

（T）9.变换矩阵中非对角线元素起着把图形沿x方向或y方向错切的作用，x值或y值越小，错切量越大，反之亦然。

（F）10.采用字符精度进行文字裁剪时，会舍弃不完全落在窗口内的字符。

（T ）填空题1、计算机图形学中，常用的几种坐标系是：（建模〜）（用户〜）（观察〜）（设备〜）2、物体表面细节通常可以分为（颜色纹理）和（几何纹理），前者取决于（物体表面）的光学屈性，而后者取决于物体表面的微观几何形状3、齐次坐标表示就是用（n+1）维向量表示n维向量。

4、常用的交互式绘图技术有（定位技术）（约束技术）（回显技术）（网格技术）5、用于减少或克服在“光栅图形显示器上绘制直线、多边形等连续图形吋，由离散量表示连续量引起的失真”的技术叫（图形保真技术）。

6、PHIGS和GKS将各种图形输入设备从逻辑上分为6种：（定位设备）、（笔划设备）、（选择设备）（字符设备）（定值设备）和（拾取设备）。

7、将多边形外部一点A与某一点B用线段连接，若此线段与多边形边界相交的次数为（偶数），则点B在多边形外部。

计算机图形学课程模拟试卷（参考答案含评分标准）2010—2011学年第二学期年级专业学号姓名得分一、简要回答题（每题7分，共7题，共49分）1.被誉为“图形学之父”的伊万•萨瑟兰(Ivan Sutherland)对计算机图形学理论和应用的主要贡献有哪些？答：（1）（3分）萨瑟兰在MIT攻读博士学位时,在著名的林肯实验室完成基于光笔的交互式图形系统：Sketchpad。

这一系统中许多交互式图形设计的创意是革命性的,它的影响一直延续到今天。

（2）（4分）用于显示立体和彩色图像的“Lorgnette”技术和一系列图形图像算法，如分区编码的直线段裁剪算法、多边形裁剪算法、曲面的表示和消除隐藏线算法等等。

2.有人认为图形学算法主要依赖于点和向量的数学运算，你是否认同这一观点？给出同意或反对的理由，并举例说明。

答：这一观点是正确的（2分），主要理由和举例如下（5分）：（1）图形学的很多算法属于几何算法，点（从三维、二维到一维）是最基本的几何要素，也是统一基本几何的计算机表示形式。

例如，在观察流水线上的主要图形学算法，无论是表示和生成（显示）、建模（造型）、变换（包括投影、观察、消隐）都可以统一到建立基于点的几何模型；（可以以典型的光栅图形学的算法如基本图形的生成和变换、三维观察、Z-Buffer算法为例说明）（2）向量几何是图形学的重要数学基础、建立了以“方向性”概念的基本理论、思想方法、几何结构、几何算法与复杂性分析的几何计算理论体系。

例如，借助向量几何可以将二维布尔运算降为一维向量计算、将三维布尔运算下降为二维布尔运算、将三维消隐算法最终归结为一维交集算法等等，从而使几何计算的复杂性大为简化。

（可以以比较典型的Liang-Barsky裁剪算法、三维实体造型CSG树生成，隐藏线消除算法等为例说明）。

『评分说明』若认为这一观点是错误的或持有含糊的态度，且给出的例子是片面的、主观的，则本题不得分。

其他错误情况者，如未举例说明，酌情扣2分左右。

计算机图形学-陆枫-模拟试题2一、填空（1×20=20分）1. 一个交互式计算机图形处理系统包括图形软件和_____________，图形软件又分为_____________、_____________和三部分。

2. 构成图形的要素包括和，在计算机中通常用采用两种方法来表示图形，他们是和。

3. 荫罩式彩色显像管的结构包括、、和。

4. 目前常用的PC图形显示子系统主要由3个部件组成：、和一个ROM BIOS芯片。

5. 在交互输入过程中，图形系统中有______、、和其组合形式等几种输入（控制）模式。

6. 填充一个特定区域，其属性选择包括、和。

二、名词解释（3×5=15分）1. 像素点2. 实体3. 区域填充4. 窗口5. 透视投影三、简答与计算（6×5=30分）1．目前图形图像处理的相关学科有哪些？他们之间的关系如何。

2．什么是光点？什么是像素点？什么是显示器的分辨率？3．试简要描述直线线宽的处理方式。

4．GKS有哪六种逻辑输入设备？通常在哪几个层次这些设备进行评价？5．什么是走样？什么是反走样？常用的反走样技术有哪些？四、推导和计算题1. 试用中点Bresenham算法原理推导第一象限中y=0到x=y半径为R的圆弧段的扫描转换算法。

（要求写清原理、误差函数和递推公式，并进行优化）（15分）2. 如下图所示三角形ABC，将其关于A点逆时针旋转90o，写出其变换矩阵和变换后图形各点的规范化齐次坐标。

（10分）3．推导正等测图的投影变换矩阵。

（10分）一、填空1. 图形硬件；图形应用数据结构；图形应用软件；图形支撑软件。

2. 几何要素；非几何要素；点阵法；参数法。

3. 三色荧光屏；偏转系统；三只电子枪；荫罩板。

4. 帧缓冲存储器；显示控制器。

5. 请求方式；采样方式；事件方式。

6. 颜色；图案；透明度。

二、名词解释1. 像素点：是指图形显示在屏幕上时候，按当前的图形显示分辨率所能提供的最小元素点。

计算机图形学习题参考答案第1章绪论1、第一届ACM SIGGRAPH会议是哪一年在哪里召开的？解：1974年，在Colorado大学召开了第一届SIGGRAPH年会。

2、计算机图形学之父是谁？解：Sutherland3、列举一些计算机图形学的应用领域（至少5个）。

解：计算机辅助设计、图示图形学、计算机艺术、娱乐、教学与培训、可视化、图像处理、图形用户界面等。

4、简要介绍计算机图形学的研究内容。

解：（1）图形的输入。

如何开发和利用图形输入设备及相关软件把图形输入到计算机中，以便进行各种处理。

（2）图形的处理。

包括对图形进行变换（如几何变换、投影变换）和运算（如图形的并、交、差运算）等处理。

（3）图形的生成和输出。

如何将图形的特定表示形式转换成图形输出系统便于接受的表示形式，并将图形在显示器或打印机等输出设备上输出。

5、简要说明计算机图形学与相关学科的关系。

解：与计算机图形学密切相关的学科主要有图像处理、计算几何、计算机视觉和模式识别等。

计算机图形学着重讨论怎样将数据模型变成数字图像。

图像处理着重研究图像的压缩存储和去除噪音等问题。

模式识别重点讨论如何从图像中提取数据和模型。

计算几何着重研究数据模型的建立、存储和管理。

随着技术的发展和应用的深入，这些学科的界限变得模糊起来，各学科相互渗透、融合。

一个较完善的应用系统通常综合利用了各个学科的技术。

6、简要介绍几种计算机图形学的相关开发技术。

解：（1）OpenGL。

OpenGL是一套三维图形处理库，也是该领域事实上的工业标准。

OpenGL独立于硬件、操作系统和窗口系统，能运行于不同操作系统的各种计算机，并能在网络环境下以客户/服务器模式工作，是专业图形处理、科学计算等高端应用领域的标准图形库。

以OpenGL为基础开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植；OpenGL与C/C++紧密接合，便于实现图形的相关算法，并可保证算法的正确性和可靠性；OpenGL使用简便，效率高。

组卷规则：每套模拟题5个问答或者计算或者证明题，每题20分。

《计算机图形学基础》模拟试题（1）1、简述Cohen-Sutherland 裁剪方法的思想，并指出与之相比，中点裁剪方法的改进之处，及这种改进的理由。

答：Cohen-Sutherland 裁剪算法的思想是：对于每条线段分为三种情况处理。

（1）若完全在窗口，则显示该线段简称“取”之。

（2）若明显在窗口外，则丢弃该线段，简称“弃”之。

（3）若线段既不满足“取”的条件，也不满足“弃”的条件，则求线段与窗口交点，在交点处把线段分为两段。

其中一段完全在窗口外，可弃之。

然后对另一段重复上述处理。

中点分割算法的大意是，与Cohen-Sutherland 算法一样首先对线段端点进行编码，并把线段与窗口的关系分为三种情况: 全在、完全不在和线段和窗口有交。

对前两种情况，进行同样的处理。

对于第三种情况，用中点分割的方法求出线段与窗口的交点。

即从点出发找出距最近的可见点A和从点出发找出距最近的可见点B，两个可见点之间的连线即为线段的可见部分。

从出发找最近可见点采用中点分割方法：先求出的中点,若不是显然不可见的，并且在窗口中有可见部分，则距最近的可见点一定落在上，所以用代替；否则取代替。

再对新的求中点。

重复上述过程，直到长度小于给定的控制常数为止，此时收敛于交点。

改进之处在于，对第三种情况，不直接解方程组求交，而是采用二分法收搜索交点。

这种改进的理由是：计算机屏幕的象素通常为1024×1024，最多十次二分搜索即可倒象素级，必然找到交点。

而且中点法的主要计算过程只用到加法和除2运算，效率高，也适合硬件实现。

2、在Phong 模型中，三项分别表示何含义？公式中的各个符号的含义指什么？答：三项分别代表环境光、漫反射光和镜面反射光。

为环境光的反射光强，为理想漫反射光强，为物体对环境光的反射系数，为漫反射系数，为镜面反射系数，为高光指数，L 为光线方向，N 为法线方向，V 为视线方向，R 为光线的反射方向。

计算机图形学课程模拟试卷（参考答案含评分标准）2010—2011学年第二学期年级专业学号姓名得分一、简要回答题（每题7分，共7题，共49分）1.被誉为“图形学之父”的伊万•萨瑟兰(Ivan Sutherland)对计算机图形学理论和应用的主要贡献有哪些？答：（1）（3分）萨瑟兰在MIT攻读博士学位时,在著名的林肯实验室完成基于光笔的交互式图形系统：Sketchpad。

这一系统中许多交互式图形设计的创意是革命性的,它的影响一直延续到今天。

（2）（4分）用于显示立体和彩色图像的“Lorgnette”技术和一系列图形图像算法，如分区编码的直线段裁剪算法、多边形裁剪算法、曲面的表示和消除隐藏线算法等等。

2.有人认为图形学算法主要依赖于点和向量的数学运算，你是否认同这一观点？给出同意或反对的理由，并举例说明。

答：这一观点是正确的（2分），主要理由和举例如下（5分）：（1）图形学的很多算法属于几何算法，点（从三维、二维到一维）是最基本的几何要素，也是统一基本几何的计算机表示形式。

例如，在观察流水线上的主要图形学算法，无论是表示和生成（显示）、建模（造型）、变换（包括投影、观察、消隐）都可以统一到建立基于点的几何模型；（可以以典型的光栅图形学的算法如基本图形的生成和变换、三维观察、Z-Buffer算法为例说明）（2）向量几何是图形学的重要数学基础、建立了以“方向性”概念的基本理论、思想方法、几何结构、几何算法与复杂性分析的几何计算理论体系。

例如，借助向量几何可以将二维布尔运算降为一维向量计算、将三维布尔运算下降为二维布尔运算、将三维消隐算法最终归结为一维交集算法等等，从而使几何计算的复杂性大为简化。

（可以以比较典型的Liang-Barsky裁剪算法、三维实体造型CSG树生成，隐藏线消除算法等为例说明）。

『评分说明』若认为这一观点是错误的或持有含糊的态度，且给出的例子是片面的、主观的，则本题不得分。

其他错误情况者，如未举例说明，酌情扣2分左右。