计算机图形学复习题刘强.docx

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计算机图形学复习题刘强

第1章绪论

1、图形图像处理相关学科的关系。

P1

答：

图形图像技术是现代社会信息化的重要技术，旨在研究用计算机来显示，生成和处理图形信息的计算机图形学便成为一个非常活跃的研究领域。

2、构成图形要素的分类。

P1

答：

图形要素分类：

1刻画形状的点.线.面.体等几何要素，2反应物质本身属性，如表面属性或材质的明暗.灰度,色彩等几何要素。

3、计算机图形学定义、研究对象P1

答：

国际标准化组织定义：

计算机图形学是研究通过计算机将数据转换成图形，并在专门显示设备上显示的原理.方法和技术

电气与电子工程协会定义：

计算机图形学是利用计算机产生图形化的图像的艺术和科学。

4、点阵法、参数法、图形、图像定义P1

答：

点阵法是具有灰度或颜色信息的点阵老表示图形的一种方法，它强调图形有哪些组成，这些点具有什么灰度或色彩。

参数法：

是以计算机中所记录图形的形状参数与属性参数来表示图形的一种方法。

图形：

把参数法描绘的图形叫做图形。

图像：

把点阵法描述的图形叫做图像。

第2章计算机图形系统及图形硬件

1、输入设备实例。

P19

答：

鼠标，跟踪球，空间球操纵杆，数字仪器，按钮盒等

2、图形的交互功能P15

答：

图形学的五种功能：

计算功能，存储功能，交互功能，输入功能，输出功能。

交互功能：

决定了用户通过图形显示器和图形输入设备进行人机通信方式。

用户通过显示屏幕观察设计的结果，用鼠标或键盘等图形输入设备对不满意的部分做出修改提示。

3、数据手套的定义P21

答：

数据手套是一种戴在手上的传感器，用来抓住虚拟对象。

4、荧光粉的作用。

P27

发光颜色满足标准白色，发光效率高，余晖时间合适以及寿命长等

5、显示器的分类。

P29-34

答：

CRT图形显示器：

1.随机扫描的图形显示器2.直视存储管图形显示器3.光栅扫描图形显示器

平板显示器：

1液晶显示器2等离子体显示器3薄片光电显示器

4发光二极管5激光显示器

6、光点、像素点、显示分辨率定义P39

答：

光点一般是指电子束打在显示器的荧光屏上，显示器能够显示的最小光点一般用直径来标明光点大小

像素点是指图形学显示在屏幕上时，按当前的图形显示分辨率显示分辨率所能提供的最小元素点，它可以看做光点的集合，其最小尺寸等于光点

显示分辨率：

是计算机显示控制器能够提供的不同显示模式下的分辨率在实际应用中简称显示模式

7、帧缓存容量的计算P40

答：

x方向的像素点，xy方向的像素点x㏒2N/8byten为颜色数或者灰度等级

第3章用户接口与交互技术

1、连续设备特例。

P54

2、逻辑输入设备分类P54

答：

逻辑输入设备分为：

定位设备笔画设备数值设备选择设备拾取设备和字符串设备

3、交互技术的分类P58

答：

交互技术的分类：

回显约束网格引力域橡皮筋技术草拟技术拖动旋转形变

第4章图形的表示与数据结构

1、不规则对象含义、特例P72

答：

不规则对象是指不能用欧氏集合加以描述的对象比如山水树草云烟等自然界丰富多彩的对象

2、图素、图元、体素的含义。

P72

答：

基本图形元素是指可以用一定的几何参数和属性参数描述的最基本的图形元素，通常，在二维图形系统总将基本图形元素称为图素或者图元，在三维图形系统中称为体素，常见的包括点线面环体等

3、拓扑信息的含义P73

答：

拓扑信息是形体个分量（点线面）数目及其相互间的连接关系

4、实体的定义。

P77

答：

对于一个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，它可由计算机来衡量一个形体是否为实体

5、线框模型表示三维形体的缺点P80

答：

线框模型三维形体缺点：

1用线框模型表示的三维形体常常具有二义性2由于不存在面的信息，三维线框模型很容易构造出不效形体3三维线框模型不能表示出曲面的轮廓线，因而就不能正确表示曲面信息

6、不规则对象的各种表示方法特点及特例。

P94-P98

答：

不规则对象的各种表示方法特点：

1分形几何特点无限的自相似性特例从越来越近的位置观察海岸，会重复看到类似的锯齿状细节，越来越靠近海岸，一块块突出的细节呈现眼前，再靠近可看到是石头………

2形状语法3粒子系统特例云烟火水膜水滴等4基于物理的建筑

特例挂在墙面上的毛巾布形状的精确描述由布和钉子相互作用而获得5数据场的可视化

第5章基本图形生成算法

1、椭圆的特征。

P113

答：

椭圆的特征为椭圆到两个定点（焦点）的距离之和等于常数的点的集合

2、多边形的两种表示方法。

P118

答：

定点和点阵表示

3、在描线填色算法扫描线与顶点相交时交点的取舍问题P120

答：

当扫描线与多边形的定点相交时，若共享定点的两条边分别落在扫描线的两侧，交点只能算一个；若共享定点的两条边咋扫描线的同侧，这时交点记为零个或两个。

后一种情况可以认为是对多边形的局部最高点和最低点进行偶数化处理。

具体方法检查共享定点的两边的另外两个端点的y坐标值，按这两个y坐标值中大于交点y坐标值的个数是0,1，2来决定交点个数取0,1,2.

4、多边形的定义和性质、凹、凸多边形幻灯

答：

5、常用的字符描述方法P130答：

点阵字符和矢量字符

6、常用直线线宽的处理方式、线刷子处理线宽的缺点P131-133

答：

常用直线线宽处理方式：

线型处理，线刷子和方刷子处理线宽

线刷子处理线宽的缺点：

1斜线与水平（或垂直）线不一样粗；2当线宽为偶数个像素时，线的中心将偏移半个像素点

7、反走样技术中的提高分辨率P135

答：

为了提高图形质量，需要减少或消除走样现象。

用于减少或消除这种现象的技术，称我反走样。

实现反走样的一种简单方法就是以较高的分辨率显示图形对象。

第6章二维变换及二维观察

1、基本变换矩阵含义P152-156

答：

图形的几何变换是指图形的几何信息经过平移，比例，旋转，对称，错切等变换后产生的新图形。

2、二维变换的性质理解P164

答：

二维变换的性质：

1直线的中点不变性，2平行直线不变性，3相交不变性，4仅包含旋转，平移和反射的仿射变换维持角度和长度不变，5比例变换可以改变图形的大小和形状，6错切变换引起图形角度关系的改变，甚至导致图形发生畸变。

3、窗口、视区的定义及相互关系P165-166

答：

窗口：

计算机图形学中将在用户坐标系中需要进行观察和处理的一个坐标区域称为窗口。

视区：

将窗口映射到显示设备上的坐标区域称为视区。

相互关系：

窗口在用户坐标系中定义，用于指定显示的内容；而视区在设备坐标系中定义，用于指定显示的坐标位置。

4、裁剪算法中，每一种裁剪原理P169-179（编码、中点、良友栋、多边形、字符）

5、Cohen-Sutherland算法对线段P1P2进行裁剪的处理规则、裁剪步骤P170、P171

6、中点分割算法的理解P171

答：

中点算法需要计算直线段与窗口边界的交点，不断的将直线段一分为二，上述的求交过程用二分法来取代，这就是中点分割算法。

第7章三维变换及三维观察

1、各种设备坐标系。

2、视投影的灭点P203

答：

视投影的灭点有无数朵个，不同方向的不平行投影面的平行线组在投影面上能够形成不同的灭点。

坐标轴方向的平行线在投影面上形成的灭点称为主灭点，可按照投影面和坐标轴来分类。

3、三维裁剪的理解P219

答：

三维裁剪师按照有限观察空间边界平面而非二维窗口边界来进行裁剪。

第8章曲线与曲面

1、拟合的定义。

P232

答：

拟合：

当用一组型值点来指定曲线或曲面的形状是，其形状完全通过给定的型值点列，应该方法得到的曲线或曲面称为曲线或曲面的拟合。

2、逼近的定义P232

答：

逼近：

当用一组控制点来指定曲线或曲面的形状时，求出的形状不必通过控制点列，该方法称为曲线或曲面的逼近。

3、一次、三次Beizer曲线特点（P238）

4、Bezier曲线的性质P239-241

答：

bezier曲线的性质：

1端点，2一阶导数，3二阶导数,4对称性，5凸包性，6几何不变性，7变差减少性，8控制顶点变化对曲面的影响。

5、均匀二次B样条曲线性质P248

答：

性质：

1对于由任意数目的可供您知道构造的二次均匀周期性B样条曲线，曲线的起始点位于前两个控制点之间，终止点位于最后两个控制点之间。

2对于高次多项式，起点和终点时m-1个控制点加权平均值点

6、B样条曲线的局部支柱性P251

答：

B样条曲线的局部支柱性对曲线和曲面有两个方面的影响：

1第K段曲线段仅仅由m个控制顶点Pk-m+1，Pk-m+2………………Pk控制，若要修改曲线，仅修改这m个控制顶点即可。

2修改控制顶点Pk对B样条曲线的影响是局部的。

第9章消隐

1、区域细分算法的出发点。

P278

答：

区域细分算法的出发点：

是投影平面上的一块足够小的区域可以被至多一个多边形所覆盖。

2、深度缓存算法原理、数据结构、特点P272-274

答：

原理：

先将待处理的景物便面上的采样点变换到图像空间（屏幕坐标系）计算其深度值，并根据采样点在屏幕上投影位置，将其深度值与已存储在Z缓存器中相应像素处的原可见点的深度进行比较。

数据结构：

特点：

1最大优点是算法原理简单，最大缺点占用太多存储单元，同时在实现反走样，透明和半透明等效果方面存在困难。

3、区间扫描线算法各子区间的处理P275

4、光线投射算法基本思想P279

答：

基本思想：

有视点出发通过投影窗口的任一像素位置构造一条射线，将射线与场景中的所有多边形求交，如果有交点，就将该像素点的颜色置为深色（z）最大交点（最近交点）所属的多边形颜色；如果没有交点，就将该像素点的颜色置为背景颜色。

第10章真实感图形绘制

1、点光源定义。

P289

2、漫反射、镜面反射光强计算公式的理解。

P289-290

3、Gouraud明暗处理方法含义、步骤、特点P295

答：

含义：

它通过多边形顶点颜色进行线性插值来绘制其内部各点。

步骤：

1）计算每个多变性顶点处的平均单位矢量，2）对每个顶点多边形根据简单光照模型计算其光强，3）在多边形表面上将顶点强度进行线性插值。

特点：

1）线性光强插值会造成表面上出现过的亮或过暗的条纹，2）这种方法值考虑了漫反射，而对镜面发射，其效果不太理想，主要表现在高光域的形状不规整，高光域只能在顶点周围形成，不能在对变形域内形成。

3）由于将相邻多边形的法矢量平均值作为顶点的法矢量，所有所有顶点法矢量是平行的。

这样各个顶点的亮度以及整个面的亮度都会相同。

4、整体光照模型入射光组成。

P302

答：

1）来自各个光源的光强；2）来自周围环境的光强；另外，若被照物体时透明的，还应包括从光源到达表面的透射光强和从环境达到表面的投射光强。

5、光线跟踪含义、所追踪的光线P303

答；它基于几何光学原理，通过模拟光的传播路径来确定反射，折射和阴影等。