计算机图形学期末考试试卷（A卷）.doc

计算机图形学期末考试试卷（A卷）一 填空题（15分）1、 投影可以分为 投影和 投影。_投影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；2、 确定图形中哪些部分落在显示区之内，哪些落在显示区之外,以便只显示落在显示区内的那部分图形。这个选择过程称为_。3、 基本几何变换是指_ 、 _ 和_三种变换。4、 在多面体的隐藏线消除中，为了提高算法的效率，为了减少求交的工作量，采取的措施有_ 、 _ 和_5、 几何建模技术中描述的物体信息一般包括_和_6、 在Z缓冲器消隐算法中Z缓冲器每个单元存储的信息是_ 7、 用离散量表示连续量引起的失真现象称之为_。用于减少或消除这种失真现象的技术称为_。二 简答题（20分）1、 什么是计算机图形学？举出关于计算机图形学的4个应用领域（5分）2、 以纹理映射的方式实现物体表面细节的绘制，涉及三个空间和两种映射分别是什么（5分）3、 多边形扫描转换的扫描线算法中，活性边表结点的数据结构保存哪些信息。（4分）4、 XOY平面上特征多边形顶点P1(0,0)，P2(1,1)，P3(2,-1)，P4(3,0)确定一条三次Bezier曲线P(t)，。用递推(de Casteljau)算法求解P(1/2)。（6分）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、递推过程中y的坐标值及d的值xyd21345678六（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，控制顶点可生成四段B样条曲线。1） B样条曲线和Bezier曲线相比，最明显的特点是什么？2） 求3） 如果调整控制点，将对哪些曲线段产生影响一 填空题（15分）8、 投影可以分为 平行 投影和 透视 投影。_透视_投影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；9、 确定图形中哪些部分落在显示区之内，哪些落在显示区之外,以便只显示落在显示区内的那部分图形。这个选择过程称为_裁剪_。10、 基本几何变换是指_平移_ 、 _旋转_ 和_比例_三种变换。11、 所谓消隐就是给定一组三维对象及投影方式，判定线、面或体的可见性的过程（在绘制时消除被遮挡的不可见的线或面）。在多面体的隐藏线消除中，为了提高算法的效率，为了减少求交的工作量，采取的措施有_消除自隐藏线、隐藏面_ ， _深度测试_ 和_包围盒测试_。12、 几何建模技术中描述的物体信息一般包括_几何信息_和_拓扑信息_13、 在Z缓冲器消隐算法中Z缓冲器每个单元存储的信息是_对应象素的深度值_ 14、 用离散量表示连续量引起的失真现象称之为_走样_。用于减少或消除这种失真现象的技术称为_反走样_。15、 种子填充算法要求区域是 连通的。16、 点阵表示的区域可采用 内点 表示和 边界 表示两种表示形式。17、 Cohen-Sutherland编码裁剪算法中，如果线段两个端点编码的位 相与不为0 ，表明线段两端点位于在窗口边框的同一侧，为完全不可见。二、判断题（ W）1.DDA（数值微分法）是Bresenham算法的改进。（ R）2 图形裁剪的目的是确定显示区之内的图形部分。（ W）3 平行投影视觉真实感效果更强，而且能真实地反映物体的精确尺寸和形状。（ R）4 一个向量的齐次坐标的表示形式是唯一的。（ W）5 Z缓冲器消隐算法属于物空间消隐。（ W）6 种子填充算法适用于顶点表示的多边形区域。（ R）7 Cohen-Sutherland编码裁剪算法中，如果线段的两个端点编码的位相或为0，表明线段位于区域内，是完全可见。（ W）8 Sutherland-Hodgman多边形区域裁剪算法不适合硬件实现。（ R）9 镜面反射光会在反射方向附近形成高光现象。（ W）10 二次Bezier曲线和二次B样条曲线都通过控制多边形的首末端点三 简答题（20分）5、 什么是计算机图形学？举出关于计算机图形学的4个应用领域（5分）答：计算机图形学是利用数字计算机研究图形的生成、处理、显示的学科。图形用户界面、计算机辅助设计与制造、科学计算可视化、地理信息系统、娱乐、计算机艺术、虚拟现实、逆向工程。真实感绘制、非真实感绘制、计算机动画、颜色纹理映射和几何纹理映射。6、 以纹理映射的方式实现物体表面细节的绘制，涉及三个空间和两种映射分别是什么（5分）答：以纹理映射的方式实现物体表面细节的绘制，涉及3个空间：纹理空间、物空间、图像空间，以及两种映射：纹理空间与物空间之间的映射、物空间与图像空间之间的映射。7、 多边形扫描转换的扫描线算法中，活性边表结点的数据结构保存哪些信息。（4分）答：第1项保存当前扫描线与边的交点坐标x值；第2项保存从当前扫描线到下一条扫描线间x的增量Dx；第3项保存该边所交的最高扫描线号ymax；第4项保存指向下一条边的指针。8、 XOY平面上特征多边形顶点P1(0,0)，P2(1,1)，P3(2,-1)，P4(3,0)确定一条三次Bezier曲线P(t)，。用递推(de Casteljau)算法求解P(1/2)。（6分）9、 B样条曲线具有那些性质？（Bezier曲线的性质）答：1） 局部性2）凸包性3）连续性(对称性)4）几何不变性6 、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？解：在真实感绘制技术中，简单光照模型的反射光由环境光、漫反射光和镜面反射光三部分组成。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？解：光照计算时需要用到多边形上点的法矢量，如果多边形上点的法矢量总是取多边形的面法矢，则由于不同平面片之间法矢量不连续，最终绘制出来的图像看起来呈多面体状。为了使图像看起来光滑，需要进行明暗处理。3）采用Gouraud明暗处理模型计算如图所示点P的颜色值。解：采用双线性插值的方法计算。如图所示P点的颜色值为(0.5, 0, 0.5)*0.4+(0, 0.5, 0.5)*0.6 = (0.2, 0.3, 0.5)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）？解：1) c1 = 0100、c2 = 1010 2) 需要，因为c1|c2 ！= 0000 且c1&c2 = 00003) 与R,B和T边界进行求交，因为c1&0100 != 0000, c2&1000!= 0000, c2&0010!= 0000五（15分）采用Bresenham算法转换直线段，起点x0(2,1)、终点x1(8,3)。1、给出判别式d的表达式（初始条件及递推关系式）：2、递推过程中y的坐标值及d的值xyd21345678解：d的表达式：当时，当时，判断条件：当di0时，选择象素(xi1，yi1) xyd212*4-10-231-2+2*4=6426+2*4-2*10=-652-6+2*4 =2632+2*4-2*10=-1073-10+2*4=-483六（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。解：变换表达式为将A、B、C各点的坐标代入，可得 glTranslatef(-1, -1, 0); glScalef(0.5, 0.5 , 1);glTranslatef(1, 1, 0); glBegin(GL_POINTS);glVertex3f(3,6,0);glVertex3f(2,2,0);glVertex3f(7,4,0);glEnd();七 计算（18分）已知三次B样条曲线方程为，控制顶点可生成四段B样条曲线。4） B样条曲线和Bezier曲线相比，最明显的特点是什么？5） 求6） 如果调整控制点，将对哪些曲线段产生影响解：1)局部支撑性2）3）如果调整控制点，将对曲线段产生影响。五、计算如图所示多边形，采用扫描线算法进行填充，写出