图形学复习资料-(含部分答案)
计算机图形学复习指导
一、考试大纲
要求掌握计算机图形学和图形系统所必须的基本原理，其主要内容包括：（一）计算机图形学和图形系统基本知识
计算机图形学研究对象及应用领域；图形系统的硬软件及图形标推接口。(二)二维基本图形生成算法
直线和二次曲线生成的常用算法；字符和区域填充的实现方法。
(三)图形的剪裁和几何变换
窗口视图变换；二维图形的裁剪的原理与方法；二维和三维图形的各种几何变换及其表示。
(四)三维物体的表示方法与输出显示处理
各种不同类型曲面的参数表示；实体的定义、性质及各种几何表示方法；投影变换原理与实现；观察空间的定义和转换；三维裁剪。
(五)常用的光学模型及其算法实现
(六)消隐显示和阴影生成等实现真实感图形的常用技术
二、复习指南2
(一)计算机图形学和图形系统基本知识
1．计算机图形学研究对象及应用领域
2．图形硬件设备
3．图形软件系统
4．图形标准接口
(二)二维图形生成
1．直线的生成算法
(1)生成直线的常用算法---逐点比较法、数字微分(DDA)法和Bresenham 算法。
(2)直线属性——线型、线宽和线色。
2．曲线的生成算法
(1)二次曲线的生成算法---圆弧的逐点比较插补法、圆/椭圆弧的角度数字微分(DDA)法、Bresenham 画圆算法和参数拟合法。
(2)自由曲线的设计---抛物线参数样条曲线、Hermite 曲线、三次参数样条曲线、Bezier 曲线和B 样条曲线。
3．字符
(1)字符编码---ASCII 码和汉字国标码。
(2)矢量字符的存储与显示。
(3)点阵字符的存储与显示。
4．区域填充
(1)种子填充算法。
(2)扫描转换填充算法。
(3)区域填充属性---式样、颜色和图案。
(三)图形的剪裁和几何变换
1．窗口视图变换
窗口区与视图区及其变换。
2．二维图形的裁剪
(1)二维图形的裁剪的策略及原理。
(2)二维线段的裁剪方法---矢量裁剪法、编码裁剪法和中点分割裁剪法。
(3)字符的裁剪---矢量裁剪、字符裁剪和字符串裁剪法。
(4)多边形的裁剪---逐边裁剪法和双边裁剪法。
3．二维图形的几何变换
(1)二维图形的几何变换的一般表示。
(2)二维图形的几何变换的齐次坐标表示---平移、比例、旋转、对称、错切及组合变换。
4．三维图形的几何变换
三维图形的几何变换---比例、平移、对称、旋转及组合变换。
(四)三维形体的表示和输出
1．曲面的参数表示
Coons 曲面，Bezier 曲面，B 样条曲面及曲面片的连接。
2．三维物体的几何表示方法
(1)物体的定义及性质。
(2)特征参数法。
(3)边界表示法。
(4)曲面离散近似表示。
(5)实体构造表示法。
(6)八叉树表示法。
3．投影变换
(1)投影与投影变换定义。
(2)投影变换的分类。
(3)透视投影。
(4)平行投影。
4．观察空间的定义和转换
(1)观察空间的定义。
(2)空间转换。
5．三维裁剪
三维裁剪。
(五)光学模型及其算法实现
(六)消隐显示和阴影生成技术
1．消隐显示技术
(1)深度缓存(Z-Buffer)算法。
(2)扫描线算法。
(3)多边形区域排序算法。
(4)列表优先算法。
2．阴影生成技术
(1)阴影扫描线算法。
(2)阴影多边形算法。
(3)阴影空间算法。
(4)阴影深度缓存算法。
(5)反走样阴影生成算法。
三、思考题
1．图形学和图形系统基本知识
(1)计算机图形显示器和绘图设备表示颜色的方法各是什么颜色系统？它们
之间的关系如何?
(2)简述帧缓存与显示器分辨率的关系。分辨率分别为640×480，
1280x1024，和2560×2048 的显示器各需要多少字节位平面数为24 的帧缓存?
(3)画直线的算法有哪几种?画圆弧的算法有哪几种?写个画带线宽的虚线的
程序。
(4)写一个画饼分图的程序，用不同的颜色填充各个区域。
2．二维图形变换和显示
(1)分别写出平移、旋转、缩放及其组合的变换矩阵。（第7章课后1、3题）
(2)如何用几何变换实现坐标系的变换？（第7章课后8题）
(3)试写出几种线裁剪算法；
(4)试写出几种多边形裁剪算法。
3．曲线、曲面和三维图形
(1)写出Bezier 曲线和面片的几种表达形式。
(2)写出B 样条的矩阵形式和调和函数。为什么使用非均匀有理B 样条?
(3)简述边界表示法(BREP)实体构造表示法(CSG).
(4)写出透视变换矩阵和各种投影(三视图、正轴测和斜投影)变换矩阵。
(5)观察空间有哪些参数?其作用是什么?写出从物体空间坐标系到观察空间
坐标系转换矩阵。
4．光学模型及其算法实现
5．消隐显示和阴影生成技术
(1)简述消隐算法的分类。
(2)简述深度缓存算法及其特点。
综合复习
一、选择
(1) 在透视投影中，主灭点的最多个数是：（ C ）
A 1;
B 2;
C 3;
D 4
(2) 在三维几何造型方法中，具有精确性的方法是：（ A ）
A特征表示 B 八叉树法
C CSG表示
D 单元分解表
示
(3) 计算机显示设备一般使用的颜色模型是：（ B ）
A HSV
B RGB
C CMY
D 不在A,B,C中出
现
（4）下列有关Bezier曲线性质的叙述语句中，错误的结论为：（ C ）
A Bezier曲线可用其特征折线集（多边形）来定义；
B Bezier曲线必须通过其特征折线集（多边形）的各个顶点；
C Bezier曲线两端点处的切线方向必须与起特征折线集（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，不只与r个相邻点有关。
（5）下述绕坐标原点旋转a角的坐标变换矩阵中（ B ）是错误。
| A B |
| C D |
A cos a
B sin a
C sin a
D cos a
（6）下面关于反走样的论述错误的是：（ 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
（7）在下列叙述语句中，错误的论述为：（ B ）
A: 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；
B: 在图形系统中，图形处理运算的精度不取决于显示器的分辨率；
C: 在光栅扫描图形显示器中，所有图形都按矢量直接描绘显示，不存在任何处理；
D: 在彩色图形显示器中，使用RGB颜色模型。
（8）在计算机图形的标准化论述中，下列是正确的结论有：（）
A GKS、PHIGS都是国际标准；
B CGM、CGA都是国际标准；
C IGES、DXF都是国际标准；
D STEP不是国际标准。
(9)下列有关平面几何投影的叙述，错误的是：（B ）
A）透视投影又可分为一点透视、二点透视、三点透视
B）斜投影又可分为等轴测、斜二测
C）正轴测又可分为等轴测、正二测、正三测D）正视图又可分为主视图、侧视图、俯视图 (10) 在多边形面片数量很大时；消隐算法最快的应该是：（ A ）
A Z-Buffer
B 扫描线扫
描线算法是改进Z缓冲器算法的
C画家算法 D 不确定
(11)下列有关平面几何投影的叙述语句中，不正确的论述为：（ C ）
A）在平面几何投影中，若投影中心移到距离投影面无穷远处，则成为平行投影
B）透视投影与平行投影相比，视觉效果更有真实感，但是不能真实地反映物体的精确的尺寸和形状。//这个地方是对还是错是对的
C）透视投影变换中，一组平行线投影在与之平行的投影面上，可以产生灭点
不是讲一组平行线投影在不与之平行的投影面上吗？是不平行
D）在三维空间中的物体进行透视投影变换，
（12）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。
（13）下列有关平面几何投影的叙述语句中，错误的论述为：( C )
A）在平面几何投影中，若投影中心移到距离投影面无穷远处，则成为平行投影；
B）透视投影与平行投影相比，视觉效果更有真实感，而且能真实地反映物体的精确的尺寸和形状；
C）透视投影变换中，一组平行线投影在与之平行的投影面上，可以产生灭点；
D）在三维空间中的物体进行透视投影变换，
（14）下述用数值微分法（DDA）画斜率的绝对值小于1的直线的C语言子程序中哪一行有错？( B)
Void drawLineWithDDA(int x1, int y1, int x2, int y2, int color) {
A）int x, y;
B）float k = (float)(y2-y1)(x2-x1);
C ) for(x=x1,y=y1;x<=x2;x++)
{
drawPixel(x,y,color);
}
D ) y+=k;
}
}
(15) 分辨率为1024*1024的显示器，其位平面数为24，则帧缓存的字节数应为：（ A ）
A 3M
B B 2MB
C 1MB
D 512KB
二、判断
（1）正则点集是有效实体。（错）（2）若参数曲线关于它的弧长参数是n C的，则称该曲线是n
GC的。（对）
（3）HSV模型是面向用户的，H、S、V分别表示色彩、饱和度和明度。（对）
（4）光栅扫描显示器中，电子束按照固定的扫描线和扫描顺序从右到左、自下
而上进行扫描。（错）
（4）n次Bezier曲线可以表示成n个控制顶点的加权和。（错）这提示N+1次吗？
（5）DDA（微分方程法）是Bresenham算法的改进。（对错）
（6）区域填充算法要求区域是连通的。
（对）
（7）齐次坐标系不能表达图形中的无穷远点。（错）
(8) 观察平面由法向和其上的一点唯一确定。（对）
(9) 欧拉公式
v – e + f = 2
也适用于三维形体中的相关信息描述。（）
（10）Bezier曲线和B样条曲线都具有直线再生性。（对）
（11）Bezier曲线具有对称性质。（对）（12）Hermite曲线、Bezier曲线和B样条曲线的表示形式不能相互转换。( 错)
（13）多边形扫描转换与区域填充对边界的要求是一样的。( 错)
(14) 空间分割表示法不能表示任何实体。（对错）
(15) 4连通区域一定是8连通区域。（对）
三、填空
1、形体的两种重要的表示方法是___点阵法
_______ 、_____参数法_____
2、从视觉角度，颜色以色彩、_____明度_____
和_____饱和度_____ 来描述。
3、多边形有两种重要的表示方法：顶点表示和
_____点阵表示_____。
4、裁剪的目的是为了使位于_____裁剪窗口_____外的图形不显示出来，消隐的目的是为了使位于______可见面________后面的线、面不显示出来。
5、平行投影根据投影平面与投影平面法向
之间的关系
可以分为正投影和斜
投影。
6、表示形体通常有三种模型，即线框模
型、表面模型和
实体模型。
三视图分为正视图、侧视图、俯视图。
7、反混淆的三种方法为提高分辨率
法非加权区域采样方法、
和加权区域采样方
法。
8、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
????偶数个??????，则点B
在多边形外部。若此线段与多边形边界相
交的次数为???奇数个??????
?，则点B在多边形内部。
9、直线的属性主要包括__线型________、
______线宽________和______颜色
_________。
10、 在线段AB 的区域编码裁剪算法中，如A 、B 两点的码 逻辑“与”0 ，则该线段位于窗口内；如A 、B 两点的码 逻辑“与”非0 ，则该线段在窗口外。
四、简答与证明
1、简述计算机图形学的研究内容和主要应用领域？简述计算机图形学的概念？
2、什么是观察坐标系？为什么要建立观察坐标系？
简述直线段裁剪的常用方法？直线生成的常用算法？简述扫描转换多边形的几种算法？
3、CSG 表示的优点和缺点？简述空间位置枚举表示的优点和缺点？
4、什么是区域的4连通及8连通？
5、放缩变换具有可乘性，即：),(),(),(21211122y y x x y x y x s s s s S s s S s s S =?
证明???????????-=1000101),(ref x x ref x y y sh sh y sh SH
6、试证明下述几何变换的矩阵运算具有互换性：1）当Sx=Sy 时，旋转和比例变换；
2）两个连续的平移变换 。
7、Bezier 曲线的缺点？B 样条曲线的性
质？为什么通常都用三次参数方程来表示自由曲线？
8、简述提高消隐算法效率的常用方法？请简要叙述 Z-Buffer消隐算法的基本思想及其优缺点。
五、计算题
1、投影中心点位O(0,0,0)，投影平面为平行于平面XOY，且Z=4。请写出此投影变换矩阵，并求顶点A(6,15,12)，B(30,20,10)和C(18,14,8)的三角形ABC在该投影平面的投影。
2、已知Bezier曲线上的四个点分别为
Q0(150,0),Q1(45,0),Q2(0,45),Q3(0,150)，它
们对应的参数分别为0，1/3，2/3，1，反求
三次Bezier曲线的控制点。
3、二维图形A，B的位置如图所示，求A U* B ，
A ∩*
B ，A - * B写出计算公式，并以图示表示。（要求画图）
B
A
名词解释 将图形描述转换成用像素矩阵表示的过程称为扫描转换。 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 三、填空 1．图形软件的建立方法包括提供图形程序包、和采用专用高级语言。 2．直线的属性包括线型、和颜色。 3．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。 4．平面图形在内存中有两种表示方法，即和矢量表示法。 5．字符作为图形有和矢量字符之分。 6．区域的表示有和边界表示两种形式。 7．区域的内点表示法枚举区域内的所有像素，通过来实现内点表示。 8．区域的边界表示法枚举区域边界上的所有像素，通过给赋予同一属性值来实现边界表示。 9．区域填充有和扫描转换填充。 10．区域填充属性包括填充式样、和填充图案。 11．对于图形，通常是以点变换为基础，把图形的一系列顶点作几何变换后，
连接新的顶点序列即可产生新的变换后的图形。 12．裁剪的基本目的是判断图形元素是否部分或全部落在之内。 13．字符裁剪方法包括、单个字符裁剪和字符串裁剪。 14．图形变换是指将图形的几何信息经过产生新的图形。 15．从平面上点的齐次坐标，经齐次坐标变换，最后转换为平面上点的坐标，这一变换过程称为。 16．实体的表面具有、有界性、非自交性和闭合性。 17．集合的内点是集合中的点，在该点的内的所有点都是集合中的元素。 18．空间一点的任意邻域内既有集合中的点，又有集合外的点，则称该点为集合的。 19．内点组成的集合称为集合的。 20．边界点组成的集合称为集合的。 21．任意一个实体可以表示为的并集。 22．集合与它的边界的并集称集合的。 23．取集合的内部，再取内部的闭包，所得的集合称为原集合的。 24．如果曲面上任意一点都存在一个充分小的邻域，该邻域与平面上的（开）圆盘同构，即邻域与圆盘之间存在连续的1-1映射，则称该曲面为。 25．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）。 26．通过实体的边界来表示一个实体的方法称为。 27．表面由平面多边形构成的空间三维体称为。 28．扫描表示法的两个关键要素是和扫描轨迹。 29．标量：一个标量表示。 30．向量：一个向量是由若干个标量组成的，其中每个标量称为向量的一个分量。 四、简答题 1. 什么是图像的分辨率？
计算机图形学测试题 （一） 1．能在人的视觉系统中产生视觉印象的客观对象，包括自然景物、拍摄到的图片、用数学方法描述的图形等等，都是计算机（A）学的研究对象。 A．图形B．语言C．技术D．地理 2．刻画对象的轮廓、形状等，构成了图形的（B）要素。 A．化学B．几何C．技术D．语言 3．刻画对象的颜色、材质等，构成了图形的非（C）要素。 A．化学B．技术C．几何D．语言 4．点阵表示法枚举出图形中所有的点，简称为数字（D）。 A．图形B．图元C．像素D．图像 5．参数表示法包括了形状参数和属性参数等，简称为（A）。 A．图形B．图元C．像素D．图像 6．计算机辅助设计、科学计算可视化、计算机艺术、地理信息系统、计算机动画及广告影视创作、电脑游戏、多媒体系统、虚拟现实系统等，都是计算机（B）学的实际应用。 A．图像B．图形C．地理D．技术 7．科学计算可视化（Scientific Visualization）在直接分析大量的测量数据或统计数据有困难时可以实现用（C）表现抽象的数据。 A．技术B．几何C．图形D．像素 8．计算机艺术软件工具PhotoShop、CorelDraw、PaintBrush等具有创作轻松、调色方便等（D），但也有难以容入人的灵感等缺点。 A．历史B．现实C．缺点D．优点 9．3D MAX, MAYA等等都是很好的计算机（A）创作工具。 A．动画B．图形C．图像D．像素 10．电子游戏的实时性、逼真性，蕴含了大量先进的计算机（B）处理技术。 A．金融B．图形C．商业D．交易 11．在计算机控制下，对多种媒体信息进行生成、操作、表现、存储、通信、或集成的处理，总要包括文本、（C）、图像、语音、音频、视频、动画等。 A．文本B．语音C．图形D．动画 12．虚拟现实（Virtual Reality）或称虚拟环境（Virtual Environment)是用（D）技术来生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉或嗅觉等感觉世界。 A．控制B．机械C．物理D．计算机 13．媒体包括“连续媒体”和“离散媒体”，计算机总是要把连续的媒体（A）为离散的信息。 A．转换B．计算C．控制D．组合 14．虚拟现实可以让用户从自己的视点出发，利用自然的技能和某些设备对这一生成的（B）世界客体进行浏览和交互考察。 A．现实B．虚拟C．物理D．历史 （二） 15．电子束轰击荧光屏产生的亮点只能持续极短的时间，为了产生静态的不闪烁的图像，电子束必须周期性地反复扫描所要绘制的图形，这个过程称为（C）。 A．启动B．驱动C．刷新D．更新 16．阴极射线管(CRT)的电子枪发射电子束，经过聚焦系统、加速电极、偏转系统，轰击到荧光屏的不同部位，被其内表面的荧光物质吸收，发光产生可见的（D）。 A．电子B．物质C．光线D．图形 17．像素(Pixel:Picture Cell)是构成屏幕（A）的最小元素。 A．图像B．图框C．线D．点 18．分辨率(Resolution)是指在水平或竖直方向单位长度上能识别的最大（B）个数，单位通常为dpi（dots per inch)。 A．图像B．像素C．线D．圆 19．假定屏幕尺寸一定，常用整个屏幕所能容纳的像素个数描述屏幕的（C），如640*480，800*600，1024*768，1280*1024等等。 A．大小B．容量C．分辨率D．亮度 （三） 20．容器坐标系包括坐标原点、坐标度量单位和坐标轴的长度与（D）。
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0
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P 4、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（）。 [A] 曲线及其控制多边形在起点和终点具有同样的几何性质 [B] 在起点和终点处的切线方向和控制多边形第一条边和最后一条边的方向相同 [C] n个控制点控制一条n次Bezier曲线 [D] 某直线与平面Bezier曲线的交点个数不多于该直线与控制多边形的交点个数 7、下面给出的四个选项中，（）不是Bezier曲线具有的性质。 [A] 局部性[B] 几何不变性[C] 变差缩减性[D] 凸包性 8、分辨率为2048×1024的显示器需要多少字节位平面数为8的帧缓存？（） 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢1
江南大学网络教育第三阶段练习题 考试科目:《计算机图形学》第章至第章（总分100分） __________学习中心（教学点）批次：层次： 专业：学号：身份证号： 姓名：得分： 一简答题 (共2题，总分值16分 ) 1. 写出复合平移变换矩阵。（8 分） 2. 导出相对于(x f,y f) 旋转变换矩阵。（8 分） 二问答题 (共5题，总分值50分 ) 3. 屏幕域, 视图区的概念是什么？（10 分） 4. 给出二维旋转变换的变换矩阵。（10 分） 5. 采用齐次坐标有什么优越性? 写出齐次坐标(3,6，3)(4,6,8) 的对应的二维坐标。（10 分） 6. 窗口区和视图区的坐标变换公式的矩阵表示。（10 分） 7. 投影变换分成哪两大类，分别说明? （10 分） 三综合题 (共1题，总分值34分 ) 8. 设定斜平行投影的投影方向矢量为 投影平面为XOY 推导形体上—点P(x，y，z)在投影平面为XOY的投影（x s , y s）。
（34 分）
一简答题 (共2题，总分值16分 ) 1. 答案： 解析过程： 2. 答案： 解析过程： 二问答题 (共5题，总分值50分 ) 3. 答案：答：屏幕域是设备输出图形的最大区域，是有限的整数域。 任何小于或等于屏幕域的区域都称为视图区。视图区可由用户在屏幕域中用设备坐标来定义。解析过程：
4. 答案： 解析过程： 5. 答案：答：用齐次坐标表示，其优越性主要有以下二点。 (1)提供了用矩阵运算把二维、三维甚至高维空间中的一个点集从一个坐标系变换到另一个坐标系的有效方法。 (2)可以表示无穷远点。 (1,2) (1/2, 3/4) 解析过程： 6. 答案： 解析过程： 7. 答案：答：根据投影中心与投影平面之间距离的不同，投影可分为平行投影和透视投影。平行投影的投影中心与投影平面之间的距离为无穷大 透视投影，投影中心与投影平面之间的距离有限 解析过程：
计算机图形学模拟试卷 计算机图形学课程试卷(卷) 注意：1、本课程为必修（表明必修或选修），学时为 51 ，学分为 3 2、本试卷共 3 页；考试时间 120 分钟；出卷时间：年 12 月 3、姓名、学号等必须写在指定地方；考试时间：年 1 月 11 日 4、本考卷适用专业年级：任课教师： （以上内容为教师填写） 专业年级班级 学号姓名 一、名词解释(15分) 1．国际标准化组织（ISO）对计算机图形学的定义
2． 象素图 3． 正投影 4． 纹理 5． 位图 二．单项选择题(1.5×10＝15分) （ ）1、在TC 环境下编译绘图程序进行图形初始化时，要寻找文件的格式是？______。 A ）.DOC B ）.CPP C ）.C D ）.BGI （ ）2、图形系统是由四部分组成，分别为 A).应用系统结构；图形应用软件；图形支撑软件；图形设备。 B).计算机；显示器；打印机；图形应用软件。 C).计算机；图形设备；图形支撑软件；图形应用软件。 D).计算机；图形软件；图形设备；应用数据结构。 （ ）3、使用下列二维图形变换矩阵： T=???? ??????111020002 将产生变换的结果为______ 。 A ）图形放大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 ）上述答案都不对。 （ ）4、图形显示器的工作方式为 A ）.文本方式 B ）.图形方式 C ）.点阵方式 D ）.文本与图形方式 （ ）5、透视投影中主灭点最多可以有几个? A) 3 B)2 C)1 D)0 （ ）6、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 （ ）7、下列有关平面几何投影的叙述语句中，正确的论述为
一、选择题（每小题2分，共20分） 1．在下列叙述语句中，正确的论述为（ ） A 、一个计算机图形系统至少应具有计算、存储、输入、输出四个方面的基本功能； B 、在图形系统中，图形处理速度取决于CPU 的性能； C 、在图形系统中，存储容量指的是计算机的内存； D 、 在图形系统中，图形处理精度主要是指图形采集输入质量和显示输出质量。 2．如果一幅512×512像素的图像，每一像素用4位表示，那么存储此图像至少需要的容量为（ ） A 、512K B B 、1MB C 、2MB D 、3MB 3．如果一个长方形使用右边二维图形变换矩阵：???? ??????=105050005T ,将产生变换的结果为（ ） A 、图形放大5倍；同时沿X 坐标轴方向移动5个绘图单位 B 、图形放大25倍，同时沿X 坐标轴方向移动5个绘图单位； C 、图形放大5倍，同时沿Y 坐标轴方向移动5个绘图单位； D 、图形放大25倍，同时沿Y 坐标轴方向移动5个绘图单位； 4．下列有关Bezier 曲线性质的叙述语句中，错误的结论为（ ） A: Bezier 曲线可用其特征多边形来定义； B: Bezier 曲线必须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多边形的相应两端线段走向一致； D 、Bezier 曲线具有凸包性。 5．下列有关二维几何变换的叙述语句中，正确的论述为（ ） A 、几何变换就是把一个图形从一个位置移到别的位置； B 、几何变换后图形连线次序发生改变； C 、一个正方体经几何变换后可能会变成长方体； D 、几何变换使图形都产生了变形。 6．下列叙述正确的是（ ） A 、 点是最基本的图形； B 、 Bresenham 画线法不适用于光栅图形显示器； C 、 正负法使利用平面曲线划分正负区域来直接生成圆弧的方法； D 、 数值微分法不适合画圆弧。 7．下列关于B 样条的叙述正确的是（ ） A 、 B 样条曲线不具有凸包性； B 、 给定n 个型值点的三次B 样条曲线可由n-2段三次B 样条曲线段组成； C 、 B 样条曲线通过每一个给定的型值点； D 、 二次B 样条曲线的起点落在其B 特征多边形的第一条边的中点。 8．下面哪一个是Turbo c 提供的获取当前画图颜色函数（ ） A 、getbkcolor(void); B 、getcolor(void); C 、getmaxcolor(void); D 、getnowcolor(void) 9．使用二维图形变换矩阵：T =???? ??????-100001010 如果图形的一个顶点坐标为A （6，8） ，则变换后的坐标A ’ 为 ( ) A 、(8,－6); B 、（－6，8）; C 、（－8，6）; D 、（6，－8）。 10、在透视投影中，主灭点的最多个数是（ ） A 、1 B 、2 C 、3 D 、4 二、判断题（请给正确的达上“√”，错误的打上“×”，每小题2分，共20分） 1、所有图形都可以看成是由直线段组成的。（ ） 2、图形变换有两种形式：坐标模式变换和图形模式变换。（ ） 3、自由曲线可以用一条标准代数方程来描述。（ ） 4、B 曲线具有对称性质。（ ） 5、齐次坐标可表示图形中无穷远点。 ( ) 6、组合变换就是由若干个基本的几何变换组合而成（ ） 7、四向种子填充算法可以用于填充八连通区域。 （ ） 8、多边形裁剪实际就是直线段裁剪的简单组合。 （ ） 9、三维图形的投影变换分为正平行投影和斜平行投影。（ ） 10、三视图指的是主视图、仰视图、俯视图。（ ） 三、简答题（每小题6分，共30分） 1、简述图像处理、模式识别与计算机图形学的关系。 2、简述直线段生成的数值微分算法基本思想。 3、写出二维几何变换的变换矩阵，各功能子矩阵及作用是什么？ 4、简述直线段的编码裁剪方法。 5、什么是三维投影变换 四、计算、分析题（共30分） 1、证明两个二维比例变换T(sx1，sy1)，T(sx2，sy2)具有下式： T(sx1，sy1) T(sx2，sy2)＝T(sx1 * sx2，sy1 * sy2 ) (本题10分) 2、已知三角形各顶点坐标为(10,10),(10,30)和(30,20),作下列变换，写出变换的矩阵，画出变换后的图形。先绕原点逆时针旋转90度,再沿X 正向平移10，沿Y 负向平移20。(本题10分) 3、已知P0[0,0]，P1[1,1]，P2[2,1]，P3[4,4]是一个三次bezier 曲线特征多边形顶点，求出此bezier 曲线的参数方
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） 习题答案
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 Q d=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
一、填空题（每空0.5分，共 1 0 分） 1、 计算机图形学中的图形是指由点、线、面、体等 和明暗、灰度（亮度）、色 彩等 构成的，从现实世界中抽象出来的带有灰度、色彩及形状的图或形。 2、 一个计算机图形系统至少应具有 、 、输入、输出、 等 基本功能。 3、 常用的字符描述方法有：点阵式、 和 。 4、 字符串剪裁的策略包括 、 和笔划/像素精确 度 。 5、 所谓齐次坐标就是用 维向量表示一个n 维向量。 6、 投影变换的要素有：投影对象、 、 、投影线和投影。 7、 输入设备在逻辑上分成定位设备、描画设备、定值设备、 、拾取设备 和 。 8、 人机交互是指用户与计算机系统之间的通信，它是人与计算机之间各种符号和动作 的 。 9、 按照光的方向不同，光源分类为： ， ， 。 10、从视觉的角度看，颜色包含3个要素：即 、 和亮度。 二、单项选择题（每题 2分，共 30 分。请将正确答案的序号填在题后的括号内） 1、在CRT 显示器系统中，（ ）是控制电子束在屏幕上的运动轨迹。 A. 阴极 B. 加速系统 C. 聚焦系统 D. 偏转系统 2、分辨率为1024×1024的显示器需要多少字节位平面数为16的帧缓存？（ ） A. 512KB B. 1MB C. 2MB D. 3MB 3、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. HLS 4、下面哪个不属于图形输入设备？（ ） A. 键盘 B. 绘图仪 C. 光笔 D. 数据手套 5、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 6、 在扫描线填色算法中，扫描线与顶点相交时，对于交点的取舍问题，下述说法正确的是（ ）。 A. 当共享顶点的两条边分别落在扫描线的两边时，交点只算2个 B. 当共享交点的两条边在扫描线的同一边时，若该点是局部最高点取1个 C. 当共享交点的两条边在扫描线的同一边时，若该点是局部最低点取2个 D. 当共享顶点的两条边分别落在扫描线的两边时，交点只算0个 7、在多边形的逐边裁剪法中，对于某条多边形的边(当前处理的顶点为P ，先前已处理的多边形顶点为S)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 与裁剪线的交点和点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P 8、使用下列二维图形变换矩阵：，将产生变换的结果为（ ）。 A. 图形放大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，同时沿X 、Y 坐标轴方向各平移1个绘图单位 9、透视投影中主灭点最多可以有几个？ （ ） A. 0 B. 1 C. 2 D. 3 10、图形软件系统提供给用户三种基本的输入控制方式，不包含的选项是（ ） A. 请求方式 B. 采样方式 C. 事件方式 D. 随机方式 11、下面哪个不是拾取技术中拾取一个基本对象的方法？（ ） A. 指定名称法 B. 拖曳法 C. 特征点法 D. 外接矩形法 12、在明暗的光滑处理方法中，下列论述哪个是错误的？（ ） 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 通过对多边形顶点的法矢量进行插值，获得其内部各点的法矢量 C. Gouraud 计算工作量比Phong 方法计算工作量大 D. Gouraud 明暗模型处理的缺点是它使高光部位变得模糊 13、光线跟踪算法中包含了哪些光照效果？（ ） A. 仅有光反射 B. 仅有光透射 C. 有光反射和光透射 D. 都没有 ????? ?????=111010002T
一、填空题(每空0、5分,共 1 0 分) 1、 计算机图形学中的图形就是指由点、线、面、体等 与明暗、灰度(亮度)、色彩等 构成的,从现实世界中抽象出来的带有灰度、色彩及形状的图或形。 2、 一个计算机图形系统至少应具有 、 、输入、输出、 等基本功能。 3、 常用的字符描述方法有:点阵式、 与 。 4、 字符串剪裁的策略包括 、 与笔划/像素精确度 。 5、 所谓齐次坐标就就是用 维向量表示一个n 维向量。 6、 投影变换的要素有:投影对象、 、 、投影线与投影。 7、 输入设备在逻辑上分成定位设备、描画设备、定值设备、 、拾取设备与 。 8、 人机交互就是指用户与计算机系统之间的通信,它就是人与计算机之间各种符号与动作的 。 9、 按照光的方向不同,光源分类为: , , 。 10、从视觉的角度瞧,颜色包含3个要素:即 、 与亮度。 二、单项选择题(每题 2分,共 30 分。请将正确答案的序号填在题 后的括号内) 1、在CRT 显示器系统中,( )就是控制电子束在屏幕上的运动轨迹。 A 、 阴极 B 、 加速系统 C 、 聚焦系统 D 、 偏转系统 2、分辨率为1024×1024的显示器需要多少字节位平面数为16的帧缓存？( ) A 、 512K B B 、 1MB C 、 2MB D 、 3MB 3、计算机图形显示器一般使用什么颜色模型？( ) A 、 RG B B 、 CMY C 、 HSV D 、 HLS 4、下面哪个不属于图形输入设备？( ) A 、 键盘 B 、 绘图仪 C 、 光笔 D 、 数据手套 5、多边形填充算法中,错误的描述就是( )。 A 、 扫描线算法对每个象素只访问一次,主要缺点就是对各种表的维持与排序的耗费较大 B 、 边填充算法基本思想就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 6、 在扫描线填色算法中,扫描线与顶点相交时,对于交点的取舍问题,下述说法正确的就是 ( )。
第三章习题答案 3．1 计算机图形系统的主要功能是什么？ 答：一个计算机图形系统应具有计算、存储、输入、输出、交互等基本功能，它们相互协作，完成图形数据的处理过程。 1. 计算功能 计算功能包括： 1）图形的描述、分析和设计；2）图形的平移、旋转、投影、透视等几何变换； 3）曲线、曲面的生成；4）图形之间相互关系的检测等。 2. 存储功能 使用图形数据库可以存放各种图形的几何数据及图形之间的相互关系，并能快速方便地实现对图形的删除、增加、修改等操作。 3. 输入功能 通过图形输入设备可将基本的图形数据（如点、线等）和各种绘图命令输入到计算机中，从而构造更复杂的几何图形。 4. 输出功能 图形数据经过计算后可在显示器上显示当前的状态以及经过图形编辑后的结果，同时还能通过绘图仪、打印机等设备实现硬拷贝输出，以便长期保存。 5. 交互功能 设计人员可通过显示器或其他人机交互设备直接进行人机通信，对计算结果和图形利用定位、拾取等手段进行修改，同时对设计者或操作员输入的错误给以必要的提示和帮助。 3．2 阴极射线管由哪些部分组成？它们的功能分别是什么？ 答：CRT主要由阴极、电平控制器（即控制极）、聚焦系统、加速系统、偏转系统和阳极荧光粉涂层组成，这六部分都在真空管内。 阴极（带负电荷）被灯丝加热后，发出电子并形成发散的电子云。这些电子被电子聚集透镜聚焦成很细的电子束，在带正高压的阳极（实际为与加速极连通的CRT屏幕内侧的石墨粉涂层，从高压入口引入阳极高电压）吸引下轰击荧光粉涂层，而形成亮点。亮点维持发光的时间一般为20～40mS。 电平控制器是用来控制电子束的强弱的，当加上正电压时，电子束就会大量通过，在屏幕上形成较亮的点，当控制电平加上负电压时，依据所加电压的大小，电子束被部分或全部阻截，通过的电子很少，屏幕上的点也就比较暗。所以改变阴极和 控制电平之间的电位差，就可调节电子 束的电流密度，改变所形成亮点的明暗 程度。 利用偏转系统（包括水平方向和 垂直方向的偏转板）可将电子束精确定 位在屏幕的任意位置上。只要根据图形 的几何坐标产生适当的水平和垂直偏转磁场（或水平和垂直偏转板静电场），图 2.2CRT原理图
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、一个交互式计算机图形系统应具有（11）计算 、（12）存储、（13）对话、（14）输入和输出等五个方面的功能。 三、 简答题（5x6=30分） 1、 什么叫做走样？什么叫做反走样？反走样技术包括那些？ 答：走样指的是用离散量表示连续量引起的失真。 为了提高图形的显示质量。需要减少或消除因走样带来的阶梯形或闪烁效果，用于减少或消除这种效果的方法称为反走样。 其方法是①前滤波，以较高的分辨率显示对象；②后滤波，即加权区域取样，在高于显示分辨率的较高分辨率下用点取样方法计算，然后对几个像素的属性进行平均得到较低分辨率下的像素属性。 2、 试说明一致缩放（s x =s y ）和旋转形成可交换的操作对。 答：???? ? ???? ?-=??????????-???????????=10 00cos sin 0sin cos 10 0cos sin 0sin cos 10 00001θθθθ θθθθ y y x x y x s s s s s s T 因为s x =s y ,故有T 1=T 2，所以一致缩放（s x =s y ）和旋转可以形成可交换的操作对。 5、用参数方程形式描述曲线曲面有什么优点？ 答：①点动成线；②可以满足几何不变性的要求；③可以避免斜率带来的问题； ④易于定界；⑤可以节省工作量；⑥参数变化对各因变量的影响明显。 四、 利用中点Bresenham 画圆算法的原理推导第一象限从y=x 到x=0圆弧段的扫描转换算法（要求写清原理、误差函数、递推公式）。(10分) 解：x 方向为最大走步方向，x i+1=x i -1,y i+1由d 确定 d i =F(x m ,y m )=(x i -1)2+(y i +0.5)2-R 2 ⑴ d i <0时，点在圆内，x i+1=x i -1, y i+1= y i +0.5 d 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、 解：ET 表： 六、假设在观察坐标系下窗口区的左下角坐标为（wxl=10,wyb=10）,右上角坐标为（wxr=50，wyt=50）。设备坐标系中视区的左下角坐标为（vxl=10,vyb=30）, 右上角坐标为（vxr=50,vyt=90）。已知在窗口内有一点p(20,30),要将点p 映射
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。 3.针对多面体模型，直接用简单光照模型绘制会有什么问题？简述两种增量式光照明 模型（多边形绘制）的基本思想，并指出两个算法的主要区别。 答： （1）（3分）针对多面体模型，使用简单光照模型绘制会在多边形与多边形之交界处产生明暗的不连续变化，影响了曲面的显示效果，即马赫带效应。如果增加多边形个数，减小每个多边形的
年级班姓名学号成绩 一、填空题（每空1分，共30分） 1、计算机图形学是用计算机建立、存储、处理某个对象的模型，并根据模型 2、计算机图形系统功能主要有计算功能、存储功能、输入功能、输出功能、 交互功能。 3、区域的表示有内点表示和边界表示两种形式。 4、字符裁剪的策略有串精度裁剪、字符精度裁剪、基于构成字符最小元素的 裁剪。 5、图形软件系统提供给用户的三种基本输入方式包括请求方式、采样方式、事件方式。 6、常见的图形绘制设备有喷墨打印机、笔式绘图机、激光打印机。 7、字符生成常用的描述方法有点阵式和轮廓式。 8、在交互式图形输入过程中，常用的控制方式有请求、样本、事件和混合四种形式。 9、用于八连通区域的填充算法可以用于四连通区域的填充，但用于四连通区域的填充算法并不适用于八连通区域的填充。 10、能够在人们视觉系统中形成视觉印象的对象称为图形。 二、不定项选择题（每题2分，共20分） 1、计算机图形显示器一般使用（A）颜色模型。 (A)RGB （B) CMY (C)HSV （D) HLS 2、计算机图形系统功能不包括（D）。 (A)计算功能（B) 存储功能 (C)交互功能（D)修饰功能 3、多边形填充算法中，正确的描述是（ABC） (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 4、在交互式图形输入过程中，常用的控制方式不包括（C）。 (A)样本（B)事件(C)交互（D)混合 5、下列有关平面几何投影的叙述，错误的是（D ） （A）透视投影又可分为一点透视、二点透视、三点透视 （B）斜投影又可分为斜等测、斜二测 （C）正视图又可分为主视图、侧视图、俯视图 （D）正轴测又可分为正一测、正二测、正三测 6、视频信息的最小单位是（A ） （A）帧（B）块（C）像素（D）字 7、在透视投影中，主灭点的最多个数是（C） （A）1 （B）2 （C）3 （D）4 8、扫描线多边形填充算法中，对于扫描线同各边的交点的处理具有特殊性。穿过某两条边的共享顶点的扫描线与这两条边的交点数只能计为（B ）交点： （A）0 个（B）1个 （C）2个（D）3个 9、用于减少和消除用离散量表示连续量引起的失真效果的技术称为（B）（A）走样（B）反走样（C）填充（D）以上都不是 10、分辨率为1024×1024的显示器需要（C）字节位平面数为16的帧缓存？（A）512KB （B）1MB （C）2MB （D）3MB 三、名词解释（每题3分，共15分） 1、计算机图形系统：用来生成、处理和显示图形的一整套硬件和软件。
《计算机图形学》练习试题及参考答案 二、选择题（每题2分） B 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 B 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 C 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 B 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）HLS A 5. 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）HLS C 6．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）3MB
D 7．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）DXF C8.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 a A 9、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. C 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
计算机图形学试题 1.图像生成的流水线方法并不对应于物理系统的成像过程，这样一 种非物理的方法主要有哪些优点和缺点？（EX.1.1） 2.为了以足够高的速度刷新显示器以避免闪烁，帧缓存的速度必须 足够快。一个典型的工作站显示器的分辨率可以是1280*1024.如果每秒刷新72次，那么帧缓存的速度必须有多快？这指的是从帧缓存中读取一个像素可以用多长时间。如果是刷新频率为60HZ，分辨率为480*640的隔行扫描显示器呢？（EX.1.8） 3.制作电影的35mm胶片所具有的分辨率大约是2000*3000.这样的 分辨率对于制作与电影画质相当的电视动画意味着什么？（EX.1.9）4.考虑设计一个二维图形API，这个API针对的是某个特定应用，比 如VLSI设计。列举出在这个系统中应包含的所有图元和属性。 （EX.1.10） 5.换句话 6.有时需要判断一个区域内所有的点是否在一个多边形的内部。如 果逐个点进行测试，那么效率是非常低的。请描述可以避免进行逐个点测试的一般策略。(EX.2.11) 7.广告上说某种具有CRT显示器的图形系统可以显示64种颜色的任 何一种。请问由此可以得出关于帧缓存和显示器质量的哪些信息？ (EX.2.18) 8.请设计一个算法来判断一个二维多边形是否是凸多边形。(EX.2.19) 9.解释在定义笔画字体时所遇到的问题。（EX.3.1
10.我们能够准确地定义这样一个映射关系，即把位于对象坐标系或 世界坐标系中的某个点映射到屏幕坐标系中的某个位置，但却不能按相反的方向定义一个逆向映射关系，这是因为正向映射关系反映的是从三维到二维的变换。然而，假定我们编写的是一个二维应用程序，那么这个二维映射关系可逆吗？如果利用二维映射关系把定位设备确定的屏幕位置映射到与之对应的位于对象坐标系或世界坐标系中的位置，会出现什么问题？（EX.3.11） 11.一些用于玩具和游戏的廉价游戏杆一般没有配置编码器，它们只 包含一对三位置转换开关。这样的设备是如何工作的？（EX.3.16）12.考虑如图3.25所示的一张桌子，桌面上有两个相互连接的手臂， 并在手臂的末端放置一个传感设备。假定两个手臂的长度固定不变，并通过一个简单的（一个自由度）转轴连接起来。试确定关节高度和传感设备位置之间的关系。（EX.3.18） 13.证明下列每组变换中的两个变换都是可交换的： a．旋转和均匀缩 放 b．绕同一个轴的两个旋转 c．两个平移（EX.4.1） 14.如果只对二维图形感兴趣，那么可以用三维其次坐标把点表示成 p=[xy1]T,把向量表示成V=[a b 0]T。求3*3旋转矩阵、平移矩阵、缩放矩阵和剪切矩阵。二维空间中的仿射变换有多少个自由度。 （EX.4.4） 15.如果使用左手系但旋转正方向的定义保持不变，应该如何修改旋 转矩阵？（EX.4.6） 16.证明由旋转和平移组成的任何变换序列都等价于先进行一个以原
三（8分） 1、在真实感绘制技术中，简单光照模型的反射光由哪几部分组成？ 2、对于用多边形表示的物体，在光照计算时需要进行明暗处理，为什么？ 3、采用Gouraud明暗处理模型计算如图所示点P的颜色值。
四（10分）如图所示，采用Cohen-Sutherland算法对线段进行裁剪时， 1、线段端点P点和Q点的编码各是多少 2、此时是否需要与窗口的边界进行求交运算，为什么（利用编码解释）？ 3、如需要，可以与窗口的哪些边界求交，为什么（利用编码解释）？ 五（15分）采用Bresenham算法转换直线段，起点x0(2,1)、终点x1(12,5)。 1、给出判别式d的表达式（初始条件及递推关系式）： 2 x y d 2 1 -2 3 4 5 6 7 8 六（12分）如图所示三角形ABC，将其绕点（1，1）缩小1倍，采用矩阵的形式计算缩小后三角形各点的规范化齐次坐标，并用OpenGL函数编程实现。
七 计算（18分） 已知三次B 样条曲线方程为 [ ] [0,1] t 0141 030 303631331611)(3212 3 ∈?? ??? ? ? ????????????? ??? ??----? ?=+++i i i i i P P P P t t t t c ， 控制顶点{}{})0,6(),1,5(),0,4(),1,3(),0,2(),1,1(),0,0(...10-==n P P P P 可生成四段B 样条曲线3210,,,c c c c 。 1）B 样条曲线和Bezier 曲线相比，最明显的特点是什么？ 2）求)0(),1(),5.0(),0(),1(' '01101 c c c c c 3）如果调整控制点2P ，将对哪些曲线段产生影响 图形学作业 05计算机2班 2 郑中旭 Subject ： 已知三次B 样条曲线方程为 [ ] [0,1] t 0141 030 3036313 31611)(3212 3 ∈?? ??? ? ? ????????????? ??? ??----? ?=+++i i i i i P P P P t t t t c ， 控制顶点{}{})0,6(),1,5(),0,4(),1,3(),0,2(),1,1(),0,0(...10-==n P P P P 可生成四段B 样条曲线3210,,,c c c c 。 4）B 样条曲线和Bezier 曲线相比，最明显的特点是什么？ 5）求)0(),1(),0(),1(),5.0(),0(),1("" 0''01101 1 c c c c c c c 。