计算机图形学试卷(三套).doc

南京信息工程大学滨江学院 2006 2007 学年 第 2 学期 计算机图形学 课程试卷( A 卷)注意：1、本课程为 选修 （表明必修或选修）， 学时为 34 ，学分为 2 2、本试卷共 6 页；考试时间 120 分钟； 出卷时间： 2007 年 6 月3、姓名、学号等必须写在指定地方； 考试时间： 2007 年 6 月 22 日题 号一二三四五六七八九十十一十二总 分得 分阅卷人4、本考卷适用专业年级： 地信05 任课教师： 侯荣涛 （以上内容为教师填写） 专业 年级 班级 请仔细阅读以下内容：1、 考生必须遵守考试纪律，本人已经阅读并清楚了解南京信息工程大学滨江学院考试纪律规定。2、 所有考试材料不得带离考场。3、 考生进入考场后，须将学生证或身份证放在座位的左上角。4、 考场内不许抽烟、吃食物、喝饮料。5、 考生不得将书籍、作业、笔记、草稿纸袋入考场，主考教师允许带入的除外。6、 考试过程中，不允许考生使用通讯工具。7、 开考15分钟后不允许考生进入考场，考试进行30分钟后方可离场。8、 考生之间不得进行任何形式的信息交流。9、 除非被允许，否则考生交卷后才能离开座位。10、 考试违纪或作弊的同学将被请出考场，其违纪或作弊行为将上报学院。被人郑重承诺：我已阅读上述10项规定，如果考试是违反了上述10项规定，本人将自愿接受学校按照有关规定所进行的处理。上面姓名栏所填姓名即表示本人已阅读本框的内容并签名。学号 姓名 一名词解释(18分)1 计算机图形学2 象素图3 参数图4 齐次坐标5 平行投影6. 视口二判断正误（正确的打“T”，错误的打“F”）(22分)（ ）1计算机图形生成的基本单位是线段； （ ）2编码算法的核心思想是通过直线的端点进行编码来确定直线段与窗口的关系； （ ）3对两直线求交时判断交点的有效性的条件是检查交点处直线的参数值是否=1和=0； （ ）4若要将图形对某点进行比例、旋转变换，首先需要将坐标原点平移至该点，在新的坐标系下做比例或旋转变换，然后再将原点平移回去； （ ）5CAGD是计算机辅助设计的缩写； （ ）6在TC环境下编写的绘图程序要有图形初始化语句； （ ）7多边形填充时，处理奇异点规则为：对于局部极值点，应看成两个点；对于非极值点，应看成一个点； （ ）8中点分割算法的核心思想是通过二分逼近来确定直线段与窗口的交点； （ ）9科学计算可视化不是计算机图形学的应用领域； （ ）10交互式计算机绘图的概念是美国科学家Bezier在其博士论文中首次提出的。（ ）11直线的扫描转换，就是要找出显示平面上最佳逼近理想直线的那些象素的坐标值，并将这些象素置成所要求的颜色。三程序阅读题(20分)1下面为一绘图程序，内容不完整，请在右边将完整正确答案写出，并画图说明当用户输入”20”,”30”两个数后程序运行的结果。 #include 答案：#include #include #include int main(void) int i,xmax, ymax; setcolor(RED); printf(Input xmax,ymax=); scanf(%d,%d,&xmax,&ymax); for(i=1;i5;i+) line(0, 0, xmax*i, ymax); getch(); closegraph(); return 0; 2用下面Bresenham直线生成基本算法计算出从(0,0)到(4,4)线段的像素位置，并画图说明。Bresenham（） 答案： int x,y,dx,dy,e,i;dx=x2-x1;dy=y2-y1;e=-dx;x=x1;y=y1;for(i=0;i=0)y+;e=e-2*dx;四计算题(20分)1求将下图中的空间四面体进行如下变换的变换矩阵，写出复合变换后图形各顶点的规范化其次坐标，并画出复合变换后的图形（12分）。（1）关于点P整体放大2倍（2）关于y轴进行对称变换B(2,2,0)C(0, 2,0)A(2,0,0)D(2,2,2)P(2,-2,2)2、若一个对象投影A的最小包围盒：左下角坐标（100，100），右上角坐标（300，300），若另一个对象投影B的最小包围盒： 左下角坐标（200，250），右上角坐标（500，400）在交矩形检验中，试求交矩形I的角点坐标，并绘出交矩形。（8分）五、问答题(20分)1 写出三维图形变换矩阵的一般形式，并说明其中各子矩阵的变换功能。2 写出二维编码（Cohen-Sutherland）裁剪法对线段的端点进行编码的方法及意义。南京信息工程大学滨江学院 2006 2007 学年 第 2 学期 计算机图形学 课程试卷( B 卷)注意：1、本课程为 选修 （表明必修或选修）， 学时为 34 ，学分为 2 2、本试卷共 6 页；考试时间 120 分钟； 出卷时间： 2007 年 6 月3、姓名、学号等必须写在指定地方； 考试时间： 2007 年 月 日题 号一二三四五六七八九十十一十二总 分得 分阅卷人4、本考卷适用专业年级： 地信05 任课教师： 侯荣涛 （以上内容为教师填写） 专业 年级 班级 请仔细阅读以下内容：1、 考生必须遵守考试纪律，本人已经阅读并清楚了解南京信息工程大学滨江学院考试纪律规定。2、 所有考试材料不得带离考场。3、 考生进入考场后，须将学生证或身份证放在座位的左上角。4、 考场内不许抽烟、吃食物、喝饮料。5、 考生不得将书籍、作业、笔记、草稿纸袋入考场，主考教师允许带入的除外。6、 考试过程中，不允许考生使用通讯工具。7、 开考15分钟后不允许考生进入考场，考试进行30分钟后方可离场。8、 考生之间不得进行任何形式的信息交流。9、 除非被允许，否则考生交卷后才能离开座位。10、 考试违纪或作弊的同学将被请出考场，其违纪或作弊行为将上报学院。被人郑重承诺：我已阅读上述10项规定，如果考试是违反了上述10项规定，本人将自愿接受学校按照有关规定所进行的处理。上面姓名栏所填姓名即表示本人已阅读本框的内容并签名。学号 姓名 一名词解释(18分)1、科学计算可视化2、CAD/CAM/CIMS3、窗口4、消隐5、几何变换6、直线的扫描转换二选择题 (每小题2分，共10分)（ ）1、某点（x，y）在窗口内的充分必要条件是A) xminxxmax, yminyymax B) xminxxmax, yminymaxyC) xminxxmax, yminyymax D) xminxxmax, yyminymax（ ）2、扫描仪是一种设备。A）输入； B）输出； C）输入输出；D）非输入也非输出（ ）3、在TC环境下运行绘图程序时要进行图形初始化，其初始化函数为。A）closegraph( ) B）initgraph( ) C）getgraphmode( ) D）setgraphmode( )（ ）4、“交互式计算机绘图”是美国科学家最早提出的，这个科学家的名字是A）Coons B）Bezier C）Ivan Sutherland D）Ferguson（ ）5、对直线生成算法的要求不正确的是A）生成的直线要直;B）直线的终止点要准;C）直线的粗细要均匀；D）亮度要恰当。三、判断题(每小题2分，共12分)（ ）1经过消隐得到的图形称为消隐图。 （ ）2当投影面与x,y和z垂直时所得到的投影分别称为正（主）视图、侧视图和俯视图，统称为三视图。 （ ）3用DDA算法生成圆周或椭圆不需要用到三角运算，所以运算效率高。（ ）4当投影中心到投影面的距离为有限值时，相应的投影为平行投影。 （ ）5齐次坐标表示法用n维向量表示一个n维向量。（ ）6二维图形变换矩阵是平移和错切变换的复合变换矩阵，其平移量xy1，错切量2。三计算题(20分)1已知直线的端点坐标分别为P1（20，30）和P2（50，80），用编码法判断该直线相对于窗口的位置，窗口的左下角坐标（100，100），右上角坐标（300，300）。2计算空间四面体三视图顶点的齐次坐标（详细阐明步骤）（12分）。四问答题(40分)1、 若一个对象投影A的最小包围盒：左下角坐标（100，100），右上角坐标（300，300），若另一个对象投影B的最小包围盒： 左下角坐标（200，250），右上角坐标（500，400）在交矩形检验中，试求交矩形I？2、简述直线扫描转换的DDA算法3、说明正轴侧投影图的投影变换过程？4、简述计算机图形学的应用领域5、简述在进行集合变换中采用齐次坐标的优越性。计算机图形学考试试题及答案一、 判断题（10x1=10分）1、 构成图形的要素可分为两类：刻画形状的点、线、面、体的非几何要素与反映物体表面属性或材质的明暗、色彩等的几何要素。（ 错误 ）2、 参数法描述的图形叫图形；点阵法描述的图形叫图像。（ 正确 ）3、 EGA/VGA为增强图形显示效果的一种图形处理软件的名称。（ 错误 ）4、 对山、水等不规则对象进行造型时，大多采用过程式模拟方法。（ 正确 ）5、 若两个图形是拓扑等价的，则一个图形可通过做弹性运动与另一个图形相重合。（ 正确 ）6、 0阶参数连续性和0阶几何连续性的定义是相同的。（ 正确 ）7、 Bezier曲线可做局部调整。（ 错误 ）8、 字符的图形表示分为点阵和矢量两种形式。（ 正确 ）9、 LCD表示发光二极管显示器。（ 错误 ）10、 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、目前常用的PC图形显示子系统主要由3个部件组成：（1）帧缓冲存储器、（2）显示控制器、（3）ROM BIOS。2、 图形的输入设备有（4）键盘、鼠标、光笔（至少写三种）；图形的显示设备有（5）CRT显示器、LCD、投影仪（至少写三种）。3、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。4、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。5、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、 请列举常用的直线段裁减算法（四种）。答：答：直接求交算法、编码算法、中点再分算法、Cyrus-Beck算法。2、 考虑三个不同的光栅系统，分辨率依次为，。欲存储每个像素12位，这些系统各需要多大的帧缓冲器（字节数）？答：需要的帧缓存为 需要的帧缓存为 需要的帧缓存为3、 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。 其方法是前滤波，以较高的分辨率显示对象；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。4、 试说明一致缩放（sx=sy）和旋转形成可交换的操作对。答： 因为sx=sy,故有T1=T2，所以一致缩放（sx=sy）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：点动成线；可以满足几何不变性的要求；可以避免斜率带来的问题； 易于定界；可以节省工作量；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，xi+1=xi-1,yi+1由d确定di=F(xm,ym)=(xi-1)2+(yi+0.5)2-R2第 13 页 共 20 页 di 0；圆内点F(x,y)0。假设M为Pr和Pl的中点即M(xi-0.5,yi+1)图a所以判别式为：d=F(xM,yM)=F(xi-0.5,yi+1)= (xi-0.5)2+( yi+1)2-R2当d0时，如图c，下一点取Pl(xi-1,yi+1)当d0时，任取上述情况中一种即可。图b误差项的递推：如图b所示，当d0时，取Pl(xi-1,yi+1)，欲判断下一个象素，应计算：d=F(xi-1.5,yi+2)=d-2xi+2yi+3, 即d的增量为-2xi +2yi+3。绘制第一个点为（R,0）,所以d的初始值为d0F（R-0.5,1）=1.25-R图c六、（本题15分）如右图所示的多边形，若采用改进的有效边表算法进行填充，在填充时采用“下闭上升”的原则（即删除y=ymax的边之后再填充）试画出该多边形的ET表和当扫描线Y=3和Y=8时的AET表。解：ET表如下：当扫描线Y=8时的AET表：当扫描线Y=3时的AET表：7/37-1/375-1/24.553/4991/2/七、（本题15分）如图所示四边形ABCD，求绕P（5，4）点逆时针旋转90度的变换矩阵，并求出各端点坐标，画出变换后的图形。解：5、 考虑三个不同的光栅系统，分辨率依次为，。欲存储每个像素12位，这些系统各需要多大的帧缓冲器（字节数）？答：需要的帧缓存为 需要的帧缓存为 需要的帧缓存为3、按照所构造的图形对象来分，点、曲线、平面、曲面或实体属于（ ），而山、水、云、烟等自然界丰富多彩的对象属于（ ）。AA、规则对象、不规则对象 B、规则对象、属性对象C、不规则对象、几何对象 D、不规则对象、属性对象图14、对于区域内外测试中，常常使用奇偶规则测试的方法，按照该规则测试图形，如图1所示，试选出以下属于外部点的是（ D ）。A、M点 B、P点 C、O点 D、N点5、B样条曲线中，按照节点矢量T的不同可以将B样条分为均匀B样条，开放均匀B样条和非均匀B样条，以下选项中属于开放均匀B样条节点矢量的是（C ）。 A、T（0，1，2，3，4，5，6） B、T（