计算机图形学期末复习文档格式.docx

1、有关计算机图形学的软件标准有哪些？ 标准有：计算机图形核心系统（GKS）及其语言联编、三维图形核心系统（GKS-3D）及其语言联编、程序员层次交互式图形系统（PHIGS）及其语言联编、计算机图形元文件（CGM）、计算机图形接口（CGI）、基本图形转换规（IGES）、产品数据转换规（STEP）等。试发挥你的想象力，举例说明计算机图形学有哪些应用围，解决的问题是什么？近年来计算机图形学已经广泛地用于多种领域，如科学、医药、商业、工业、政府部门、艺术、娱乐业、广告业、教育和培训等。第二章 计算机图形系统及图形硬件刷新、刷新频率、像素点、屏幕分辨率、位平面、屏幕坐标系。刷新：消除因时间间隔造成的容或状

2、态不一致。分为手动和自动两种。一般用于容或状态变化较频繁的地方。刷新频率：每秒钟屏幕图像刷新的次数。像素点：是指图形显示在屏幕上时，按当前的图形显示分辨率所能提供的最小元素点。屏幕分辨率：也称光栅分辨率或物理分辨率，通常用水平方向上的光点数与垂直方向上的光点数的乘积来表示。位平面：帧缓存被分成若干个独立的存储区域，每一个区域成为一个位面。屏幕坐标系：图形显示器坐标原点定义在屏幕的左上角，但也有的讲原点定义在屏幕左下角。其中像素点（X,Y）坐标的取值围是0到x或y方向的最大分辨率-1。一个交互式计算机图形系统必须具有哪几种功能？其结构如何？应该具有计算、存储、交互（对话）、输入和输出等5种功能。

3、其结构由图形软件和图形硬件两部分组成。图形软件由图形应用数据结构、图形应用软件和图形支撑软件组成；图形硬件由图形计算机系统和图形设备组成。试列举出你所知道的图形输入与输出设备。图形输入设备：键盘、鼠标器、光笔、触摸屏、操纵杆、跟踪球和空间球、数据手套、数字化仪、图像扫描仪、声频输入系统和视频输入系统等。图形输出设备：阴极射线管、CRT图形显示器、平板显示器和三维观察设备等。阴极射线管由哪几部分组成？它们的功能分别是什么？阴极射线管由电子枪、偏转系统和荧光屏组成。电子枪的主要功能是产生一个沿管轴（Z轴）方向前进的高速的细电子束，用于轰击荧光屏；偏转系统的功能是使荧光屏上所有位置显示图形及字符；C

4、RT荧光屏的功能是显示图形和字符。简述荫罩式彩色阴极射线管的结构和工作原理。荫罩式彩色阴极射线管结构：在荫罩前面的三色荧光屏（玻璃屏）上交错涂满了成百万个能够分别发出红绿蓝三色光的荧光小点，尾部装有三只电子枪，每只枪都由阴极，控制栅极，加速极和聚焦极组成。在离荧光屏1cm处安装了一块薄钢板制成的网板称为荫罩板。工作原理：电子枪发射的电子束去轰击各自的荧光粉单元，受到高速电子束的激发，这些荧光粉单元分别发出强弱不同的红、绿、蓝三种光，从而混合产生不同色彩的像素，大量的不同色彩的像素组成了一漂亮的画面，而不断变换的画面就成为可动的清晰而细腻的图像。图形的硬拷设备有哪些？简述其各自的特点。硬拷设备有

5、：打印机、绘图仪。打印机是画点设备，分为撞击式和非撞击式两种。撞击式打印机主要指针式打印机，它隔着色带将某种点阵图案压在纸上。非撞击式打印机包括激光打印机、喷墨打印机、热转印打印机、染料热升华打印机和静电打印机等。第三章 用户接口与交互式技术橡皮筋技术。橡皮筋技术是指针对用户的要求，动态地将绘图过程表现出来，直到产生用户满意的结果为止，其中最基本的工作是动态、连续地改变相关点的设备坐标。PHIGS和GKS图形软件标准有哪6种逻辑输入设备？试评价这6种逻辑分类方法。设备分别为：定位设备、笔画设备、数值设备、选择设备、拾取设备和字符设备。定位设备用于在屏幕上交互地指定一个点的坐标位置；笔画设备用于

6、在屏幕上交互地指定多个点的坐标位置，等于多次使用定位设备；定值设备用于输入各种参数和数据；字符串设备用于输入字符串，典型设备是键盘；选择设备用于选择菜单选项、属性选项和用于构图的对象形状等。拾取设备是用于选择场景中即将进行变换、编辑和处理的部分。第五章 基本图形生成算法扫描转换：在矢量图形中，多边形用定点序列来表示，为了在光栅显示器或打印机等设备上显示多边形，必须把它转换为点阵表示。 4-连通区域指从区域上一点出发，通过访问已知点的4-邻接点，在不越出区域的前提下，遍历区域的所有像素，8-连通区域指通过访问区域已知点的8-邻接点来遍历整个区域 用离散量表示连续量而引起的失真就叫走样。为了提高图

7、形的显示质量，需要减少或消除走样现象，就叫做反走样。 图形的集合变换是指对图形的集合信息经过平移、比例、旋转等变换后产生恶心的图形。5.2分别利用DDA算法，中点Bresenham算法和Bresenham算法扫描转换直线段P1P2，其中P1为（0,0），P2为（8,6）。Void DDA（int x0,int y0,int x1,int y1,int color） int i,dx,dy,x,y,e; float xi,yi; x=x0;y=y0; dx=x1-x0;dy=y1-y0; if（abs（dx）abs（dy） e=abs（dx）; else e=abs（dy）; xi=（float

8、）dx/（float）e; yi=（float）dx/（float）e; for（i=0;ix1） n=x1;x1=x0;x0=n; n=y1;y1=y0;y0=n;x=x0;dx=x1-x0;d=dx-2*dy;upi=2*dx-2*dy;downi=-2*dy;while（x=x1） putpixel（x,y,color）; x+; if（d0） y+; d+=upi; d+=downi; 初始值：dx=8,dy=6,d=dx-2dy=8-2*6=-4, 2dx-2dy=4,-2dy=-12所以，直线经过的点如下：d-4-12-8Bresenham算法：void Bresenham（int

9、 x0,int y0,int x1,int y1,int color） int dx,dy,e,n,x,y; e=-dx; while（x e=e-2*dx;dx=8;dy=6;e=-8;2dy=12;-2dx=-16;ee+2dy125.6利用中点Bresenham算法扫描转换圆心在原点，半径为8的圆。 答：初始值 x=0,y=r=8;d=1-r=-7;在第一象限的点如下：-7-62x+392（x-y）+5-1第六章 二维变换及二维观察 所谓齐次坐标表示就是用n+1维向量表示n维向量。规化齐次坐标表示就是h=1的齐次坐标表示。6.2已知二维变换矩阵=如果对二维图形各坐标进行变换，试说明矩阵在

10、各元素在变换中的作用。答： 平移作用：l x方向平移，m y方向平移。 比例变换：a x坐标以a倍变换，d y坐标以d倍变换 旋转作用：b c 是旋转的角度。6.3试推导将二维平面上任意直线段p1（x1,y1）p2（x2,y2）转换成与x轴重合的变换矩阵。 解：平移直线到x轴，平移量为（-x1，-y1）然后旋转平移后的直线： 当0时， a=arctan=0时， a=180-arctan 则 顺时针旋转角度即为a, 此时 直线变为重合x轴 其中，旋转变换矩阵为： 平移变换矩阵为：则综合变换矩阵为：6.5试证明下列操作序列的变换矩阵满足交换律：（1）两个连续的旋转变换。（2）两个连续的平移变换。（3）两个连续的比例变换。（4）一个整体比例变换和一个旋转变换。（5）一个绕原点的旋转变换和一个对称于原点的比例变换。证明：（1）因为 所以得证。 （2）因为 所以 得证。 （3）因为 （4）6.7 如图，所示ABCD，求绕p（5,4）点分别旋转45度和90度的变换矩阵，并求出各端点的坐标，画出变换后的图形。