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文档简介
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
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