2022年2022年计算机图形学考试复习题 .pdf

1 考试复习题一、名词解释：（每题 5 分，共 30 分）1：计算机图形学研究的主要内容？答：如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法，构成了计算机图形学的主要研究内容。2 LCD 的可视角度？答：视线与屏幕中心法向成一定角度时，人们就不能清晰地看到屏幕图象，而那个能看到清晰图象的最大角度被我们称为可视角度。一般所说的可视角度是指左右两边的最大角度相加。3 LCD 显示器的分辨率？答：通常所说的液晶显示器的分辨率是指其真实分辨率，表示水平方向的像素点数与垂直方向的像素点数的乘积名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 23 页 -2 4 数字化仪？答：是一种把图形转变成计算机能接收的数字形式专用设备?基本工作原理是采用电磁感应技术?由一块数据板和一根触笔组成。数据板中布满了金属栅格，当触笔在数据板上移动时，其正下方的金属栅格上就会产生相应的感应电流。根据已产生电流的金属栅格的位置，就可以判断出触笔当前的几何位置5 Z 缓冲区算法的算法过程？答：在把显示对象的每个面上每一点的属性（颜色或灰度）值填入帧缓冲器相应单元前，要把这点的z 坐标值和 z 缓冲器中相应名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 23 页 -3 单元的值进行比较。只有前者大于后者时才改变帧缓冲器的那一单元的值，同时 z 缓冲器中相应单元的值也要改成这点的z 坐标值。如果这点的 z 坐标值小于 z 缓冲器中的值，则说明对应象素已经显示了对象上一个点的属性，该点要比考虑的点更接近观察点。对显示对象的每个面上的每个点都做了上述处理后，便可得到消除了隐藏面的图。6 区域填充:答：指先将区域的一点赋予指定的颜色，然后将该颜色扩展到整个区域的过程。7 字库答：为了在显示器等输出设备上输出字符，系统中必须装备有相应的字库。字库中存储了每个字符的形状信息，字库分为矢量型名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 23 页 -4 和点阵型两种。二 简答题（每题 5 分，共 30 分）1 几何处理包括哪几个技术？答：?几何处理 几何纹理的迁移与合成 多片注册 T 样条拟合 分割2 LCD 显示器的优点答：?外观小巧精致，厚度只有6.58cm左右。?不会产生 CRT那样的因为刷新频率低而出现的名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 23 页 -5 闪烁现象?工作电压低，功耗小，节约能源?没有电磁辐射，对人体健康没有任何影响3 区域子分割算法中窗口与多边形的覆盖关系有哪几种？答：内含、相交包围和分离。4 光线投射算法？答：考察由视点出发穿过观察屏幕的一象素而射入场景的一条射线，则可确定出场景中与该射线相交的物体。在计算出光线与物体表面的交点之后，离象素最近的交点名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 23 页 -6 的所在面片的颜色为该象素的颜色；如果没有交点，说明没有多边形的投影覆盖此象素，用背景色显示它即可。5 直线的扫描转换算法？答：确定最佳逼近于该直线的一组象素，并且按扫描线顺序，对这些象素进行写操作。6：点阵字符和矢量字符的优缺点比较？答：点阵字符：存储量大，易于显示 矢量字符：存储量小，美观，变换方便;但需要光栅化后才能显示。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 23 页 -7 三 算法题（每题 20 分，共 40 分）1 利用弧长算法，如何判断一个点在一个多边型内？答：?以被测点为圆心，作单位圆，计算其在单位园上弧长的代数和。代数和为 0，点在多边形外部；代数和为 2，点在多边形内部；代数和为，点在多边形边上。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 23 页 -8 2 区间扫描线算法？答：它是把当前扫描线与各多边形在投影平面的投影的交点进行排序后，使扫描线分为若干子区间。只要在区间任一点处找出在该处 z 值最大的一个面，这个区间上的每一个象素就用这个面的颜色来显示。?如何确定小区间的颜色可分为三种情况：(1)小区间上没有任何多边形，如a4,a5，这时该小区间用背景色显示。(2)小区间上只有一个多边形，如a1,a2a5,a6这时可 以对应多边形在该处的颜色显示。(3)小区间上存在两个或两个以上的多边,形如a6,a7，必须通过深度测试判断哪个多边形可见。若允许物体表面相互贯穿时，还必须求出它们在扫描平面（ZX平面）的交点。用这些交点把该小区间分成更小的子区间（称为间隔），在这些间隔上决定哪个多边形可见。如将a2,a3区间分成名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 23 页 -9 a2,bb,a3两个子区间。?确定某间隔内哪一多边形可见:可在间隔内任取一采样点（如间隔中点），分析该点处哪个多边形离视点最近，该多边形即是在该间隔内可见的多边形。3 在 DDA 算法中，采用增量算法，找出 P1(0,0)-P2(4,8)之间的网格点。其中，网格点采用（int(x+0.5),y）.解:由于 k=8/4=21,因此，将 x 和 y 调换。兑换后,k=0.5 y=0,x=0 y=1,int(x+0.5)=0,x=x+k=0.5 y=2,int(x+0.5)=1,x=x+k=1 y=3,int(x+0.5)=1,x=x+k=1.5 y=4,int(x+0.5)=2,x=x+k=2 y=5,int(x+0.5)=2,x=x+k=2.5 y=6,int(x+0.5)=3,x=x+k=3 y=7,int(x+0.5)=3,x=x+k=3.5 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 23 页 -10 y=8,int(x+0.5)=4,x=x+k=4 4 在中点画线法中，找出P1（0，0）-P2(6,2)之间的网格点解：a=0-2=-2 b=6-0=6 d=2*a+b=2 d1=2*a=-4 d2=2*(a+b)=8 x=0,y=0,d=2 x=1,y=0,d=d+d1=-2 x=2,y=1,d=d+d2=6 x=3,y=1,d=d+d1=2 x=4,y=1,d=d+d1=-2 x=5,y=2,d=d+d2=6 x=6,y=2,d=d+d1=2 x=7,y=2,d=d+d1=-2 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 23 页 -11 5 采用 Bresenham算法，找出 P1（0，0）-P2(4,5)之间的网格点。解：k=5/4=1.25,e=-0.5(x,y)为网格点。x=0,y=0，e=-0.5 x=1,e=e+k=0.75,y=1,e=e-1=-0.25 x=2,e=e+k=0.55,y=2,e=e-1=-0.45 x=3,e=e+k=0.35,y=3,e=e-1=-0.65 6 采用圆活的扫描转换算法，r=5,找出 P1（0，0）-P2(4,5)之间的网格点。d0，y-1,d0 不变解：x=0,y=r=5,d=1.25-r=-3.75(x,y)为网格点d=d+2*x+3=-0.75,x=1,y=4 d=d+2*x+3=4.25,x=2,y=4 d=d+2*(x-y)+5=5.25，x=3,y=3 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 23 页 -12 一、名词解释：（每题 5 分，共 30 分）1：计算机图形学的定义：答：计算机图形学 是利用计算机研究图形的表示、生成、处理、显示的学科2：LCD 显示器基本原理答：?液晶是一种介于液体和固体之间的特殊物质，它具有液体的流态性质和固体的光学性质。当液晶受到电压的影响时，就会改变它的物理性质而发生形变，此时通过它的光的折射角度就会发生变化，而产生色彩。?液晶屏幕后面有一个背光，这个光源先穿过第一层偏光板，再来到液晶体上，而当光线透过液晶体时，就会产生光线的色泽改变，从液晶体射出来的光线，还得必须经过一块彩色滤光片以及第二块偏光板。3 LCD 显示器的点距？名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 23 页 -13 答：液晶屏幕的点距就是两个液晶颗粒（光点）之间的距离，一般0.280.32mm就能得到较好的显示效果4 线消隐的数据结构包括那些内容？答：面表(存放参与消隐的面)+线表(存放待显示的线)5 Z 缓冲区算法的数据结构？答：?帧缓存来存放每个象素的颜色值 初值可放对应背景颜色的值?深度缓存来存放每个象素的深度值。初值取成 z 的极小值。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 13 页，共 23 页 -14 6Warnack算法？答：把物体投影到全屏幕窗口上，然后递归分割窗口，直到窗口内目标足够简单，可以显示为止。该算法把初始窗口取作屏幕坐标系的矩形，将场景中的多边形投影到窗口内。?如果窗口内没有物体则按背景色显示；?若窗口内只有一个面，则把该面显示出来。?否则，窗口内含有两个以上的面，则把窗口等分成四个子窗口。对每个小窗口再做上述同样的处理。这样反复地进行下去。如果到某个时刻，窗口仅有象素那么大，而窗口内仍有两个以上的面，这时不必再分割，只要取窗口内最近的可见面的颜色或所有可见面的平均颜色作为该象素的值。7 多边形的扫描转换:名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 14 页，共 23 页 -15 答：把多边形的顶点表示转换为点阵表示。8 点阵字符:每个字符由一个位图表示，该位为1 表示字符的笔画经过此位，对应于此位的象素应置为字符颜色。该位为0 表示字符的笔画不经过此位，对应于此位的象素应置为背景颜色。二 简答题（每题 6 分，共 30 分）1 图形和图像的差别？答：图象纯指计算机内以位图(Bitmap)形式存在的灰度信息。图形含有几何属性，更强调场景的几何表示，是由场景的几何模型和景物的物理属性共同组成的。2 CRT 显示器的缺点？CRT 固有的物理结构限制了它向更广的显示领域发名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 15 页，共 23 页 -16 展?屏幕的加大必然导致显象管的加长，显示器的体积必然要加大，在使用时候就会受到空间的限制?CRT 显示器是利用电子枪发射电子束来产生图像，容易受电磁波干扰?长期电磁辐射会对人们健康产生不良影响3 显卡的组成？答：?显示主芯片 显卡的核心，俗称GPU，它的主要任务是对系统输入的视频信息进行构建和渲染?显示缓存 用来存储将要显示的图形信息以及保存图形运算的中间数据名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 16 页，共 23 页 -17 显存的大小和速度直接影响着主芯片性能的发挥?数字模拟转换器（RAMDAC）它的作用就是把二进制的数字转换成为和显示器相适应的模拟信号4 扫描仪的工作原理？答：?图形扫描仪是直接把图形和图象扫描到计算机中以象素信息进行存储的设备?绝大多数是采用的固态器件是电荷耦合器件（CCD Charge Coupled Device）?工作原理 用光源照射原稿，投射光线经过一组光学镜头射到 CCD 器件上，得到元件的颜色信息，再经过模/数转换器，图象数据暂名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 17 页，共 23 页 -18 存器等，最终输入到计算机5 消隐？答：?投影变换失去了深度信息，往往导致图形的二义性?要消除二义性，就必须在绘制时消除被遮挡的不可见的线或面，习惯上称作消除隐藏线和隐藏面，简称为消隐。?经过消隐得到的投影图称为物体的真实图形。6 扫描线填充过程分为哪几个步骤？答：?求交?排序?配对?填色名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 18 页，共 23 页 -19 7 如何区分 ASCII 编码和汉字编码？答：为了能够区分 ASCII 码与汉字编码，采用字节的最高位来标识：最高位为 0 表示 ASCII 码；最高位为 1 表示表示汉字编码。三 算法题（每题 20 分，共 40 分）1 使用射线法，如何判别一个点P在一个多边型内？答：由被测点 P处向 y=-方向作射线?交点个数是奇数，则被测点在多边形内部名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 19 页，共 23 页 -20?否则，偶数，在多边形外部。若射线正好经过多边形的顶点，则采用“左开右闭”的原则来实现。即：当射线与某条边的顶点相交时，若边在射线的左侧，交点有效，计数；若边在射线的右侧，交点无效，不计数。2 描述扫描线 Z-Buffer 算法？答：在处理当前扫描线时，开一个一维数组作为当前扫描线的Z-buffer。首先找出与当前扫描线相关的多边形，以及每个多边形中相关的边对。对每一个边对之间的小区间上的各象素，计算深度，并与Z-buffer 中的值比较，找出各象素处可见平面。计算颜色，写帧缓存。采用增量算法计算深度。3 在 DDA 算法中，采用增量算法，找出 P1(0,0)-P2(8,5)之间的网名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 20 页，共 23 页 -21 格点。其中，网格点采用（x,int(y+0.5)）.解：k=5/8=0.625 y=int(y+k)x=0,y=0 x=1,int(y+0.5)=0,y=y+k=0.625 x=2,int(y+0.5)=1,y=y+k=1.25 x=3,int(y+0.5)=1,y=y+k=1.875 x=4,int(y+0.5)=2,y=2.5 x=5,int(y+0.5)=3,y=3.125 x=6,int(y+0.5)=3,y=3.625 x=7,int(y+0.5)=4,y=4.125 4 在中点画线法中，找出P1（0，0）-P2(4,5)之间的网格点解：a=0-5=-5 b=4-0=4 d=2*a+b=-6 d1=2*a=-10 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 21 页，共 23 页 -22 d2=2*(a+b)=-2 网格点为（x,y）x=0,y=0,d=-6 x=1,y=1,d=d+d2=-12 x=2,y=2,d=d+d2=-14 x=3,y=3,d=d+d2=-16 5 采用 Bresenham算法，找出 P1（0，0）-P2(5,4)之间的网格点。解：k=4/5=0.8,e=-0.5(x,y)为网格点。x=0,y=0，e=-0.5 x=1,e=e+k=0.3,y=1,e=e-1=-0.7 x=2,e=e+k=0.1,y=2,e=e-1=-0.9 x=3,e=e+k=-0.1,y=2 x=4,e=e+k=0.7,y=3,e=e-1=-0.3 6 采用圆活的扫描转换算法，r=4,找出 P1（0，0）-P2(5,4)之间的网格点。解：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 22 页，共 23 页 -23 x=0,y=r=4,d=1.25-r=-2.75(x,y)为网格点d=d+2*x+3=0.25,x=1,y=4 d=d+2*(x-y)+5=-2.75，x=1,y=3 d=d+2*x+3=2.25,x=2,y=3 d=d+2*(x-y)+5=5.25,x=3,y=2 d=d+2*(x-y)+5=12.25,x=4,y=1 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 23 页，共 23 页 -