计算机图形学第六章问题答案分析
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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) 。
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)。
习题参考答案6.1交互式绘图系统基本的交互任务有哪些?答:1定位,2笔画,3定值,4选择,5拾取,6字符串,7三维交互。
6.2编写程序实现橡皮筋技术画直线和圆。
答:思想:首先将绘图模式设定为异或。
画直线时,点击鼠标左键,光标所在位置即为直线的起点,用鼠标牵引光标移动,当前光标所在位置即认为是直线的终点。
光标从原位置移动到新位置时,首先在起点与原位置之间画一条直线,因为是异或模式,原有直线变为不可见,然后再在起点与新位置之间画一条直线,作为当前直线。
画圆时,点击鼠标左键,光标所在位置即为圆的圆心,用鼠标牵引光标移动,当前光标所在位置与圆心的距离即被认为是圆的半径。
当鼠标牵引光标从原位置移动到新位置时,首先在以圆心与原位置的距离为半径画圆,因为是异或模式,原有的圆变为不可见,然后再以圆点与新位置的距离为半径画圆,作为当前圆。
6.3引力场是人机交互中的常见的辅助技术,它能给用户带来什么便利?设计人员在设计引力场的时候需要注意什么问题?答:用户用光标进行选图操作时,引力场的使用可使光标较容易地定位在选择区域小的图形上。
设计人员在设计引力场时,引力场的大小要适中,外形应与其所含图形的外形一致。
6.4图形模式和图像模式下,拖拽的处理方法有什么不同?答:图形模式下的拖拽是在异或的绘图模式下进行的。
首先在原位置再次绘制要拖拽图形,由于自身异或的结果为空,原位置处的图形变为不可见,然后在新位置处绘制图形,实现了图形的拖拽。
而图像模式下的拖拽,则是进行了图像的整体移动,即首先在要经过位置处按拖动图像大小保存原有屏幕图像,然后将拖动的图像整体移动到该位置,当图像离开该位置而移动到下一个新位置时,再恢复该位置保存的屏幕图像。
图形模式不需要保存屏幕图像,只需在原位置重绘图形。
图像模式需要保存图像经过处的屏幕图像,并在移开后重新显示保存的屏幕图像。
6.5请叙述三种输入控制模式的流程。
答:请求模式下,用户在接收到应用程序请求后才输入数据;应用程序等待用户输入数据,输入结束,才进行处理。
《计算机图形学》习题与解答第一章概述1. 试描述你所熟悉的计算机图形系统的硬软件环境。
计算机图形系统是计算机硬件、图形输入输出设备、计算机系统软件和图形软件的集合。
例如:计算机硬件采用PC、操作系统采用windows2000,图形输入设备有键盘、鼠标、光笔、触摸屏等,图形输出设备有CRT、LCD等,安装3D MAX图形软件。
2. 计算机图形系统与一般的计算机系统最主要的差别是什么?3. 图形硬件设备主要包括哪些?请按类别举出典型的物理设备?图形输入设备:鼠标、光笔、触摸屏和坐标数字化仪,以及图形扫描仪等。
图形显示设备:CRT、液晶显示器(LCD)等。
图形绘制设备:打印机、绘图仪等。
图形处理器:GPU(图形处理单元)、图形加速卡等等。
4. 为什么要制定图形软件标准?可分为哪两类?为了提高计算机图形软件、计算机图形的应用软件以及相关软件的编程人员在不同计算机和图形设备之间的可移植性。
图形软件标准通常是指图形系统及其相关应用系统中各界面之间进行数据传送和通信的接口标准,另外还有供图形应用程序调用的子程序功能及其格式标准。
5. 请列举出当前已成为国际标准的几种图形软件标准,并简述其主要功能。
(1)CGI(Computer Graphics Interface),它所提供的主要功能集包括控制功能集、独立于设备的图形对象输出功能集、图段功能集、输入和应答功能集以及产生、修改、检索和显示以像素数据形式存储的光栅功能集。
(2)GKS(Graphcis Kernel System),提供了应用程序和图形输入输出设备之间的接口,包括一系列交互和非交互式图形设备的全部图形处理功能。
主要功能如下:控制功能、输入输出功能、变换功能、图段功能、询问功能等。
6. 试列举计算机图形学的三个应用实例。
(1)CAD/CAM(2)VISC(3)VR.第二章光栅图形学1. 在图形设备上如何输出一个点?为输出一条任意斜率的直线,一般受到哪些因素影响?若图形设备是光栅图形显示器,光栅图形显示器可以看作是一个像素的矩阵,光栅图形显示器上的点是像素点的集合。