计算机图形学复习

1、叮叮小文库 、填空题（共24分,每空1 分） 1一个交互性的计算机图形系统应具有 _计算、 存储、 交互_、输入、 输出等五方面的功能。 2. 在交互输入过程中，图形系统中有 _请求方式_、_事件方式_、取样方式和其组 合形式等几种输入（控制）模式。 3. 阴极射线管（CRT从结构上主要包括电子枪 、 偏转系统 和 荧光屏 三部分。 4. 常用的图形输入设备有 _鼠标_、_键盘_、_触摸屏_等。PHIGS和GKS各各种图 形输入设备从逻辑上分为六种：定位设备、笔划设备、数值设备_、_选择设备_、 _拾取设备和字符串设备。 5 常用的反走样方法有 _过取样_和_区域取样_。 6. 平面几何投影根

2、据投影中心与投影面的距离 _可分为平行投影和透视投影，其 中平行投影根据投影方向和投影面的夹角_可以分为正投影和斜投影。 7. 三维形体的表示中，规则对象的表示方法有 _构造实体几何法 _和八叉树 BSPW 等。 8. 对一个平面图形进行基本几何变换，其中_整体比例变换仅改变图形的大小而不改 变图形形状，而错切变换改变图形的形状和大小，但不改变图形的平行关系和连接 关系。 9试对图1-1中自相交的多边形进行内外测试。如果采用奇-偶 规则进行测试，则P是外部点_ （内部点/外部点）；如果采用 非零环绕数规则进行测试，那么 P是内部点_ （内部点/外部 点）。 、名词解释（共10分,每小题2 分）

3、 1. 图形：从客观世界物体中抽象出来的带有颜色及形状信息的图和形 2. 视区：将窗口映射到显示设备上的坐标区域称为视区 . 3. 实体：表面具有二维流形性质的正则形体. 4. 灭点：透视投影中，不平行与投影面的平行线的投影会汇聚到一个点，这个点称为灭 占 八、 5.图段：具有逻辑意义的有限个因素（或体素）及其附加属性的集合 三、简答题（共30分,每小题6分） 1. 颜色查找表的作用是什么？具有24个位面帧缓存和 30位颜色查找表的光栅显示器可以显示的 颜色总数是多少？为显示 1024*768的图像，这种光栅显示器的帧缓存至少需要多少KB? 答：（1）颜色查找表的作用是増加系统可以显示的颜色总

4、埶 （2）具有24个位面帧缓存和帥位颜色查找表的光栅显示器可以显示的颜色总数有严 种中 （3）至少需要 1024 X 768 X 4岀2汀（8 X 1024）=2304 （KB） 2. 在图3-1中以内点表示的区域是 4-连通区域还是8-连通区域？如果选取 s为种子点，采用相应 的边界填充算法，并按照下-左-上-右”（或 下-左下-左-左上-上-右上-右-右下”）的顺序访问邻 接点，请写出区域内象素点1-5被填色的顺序。 答；该区域是8联通区域。 填色的顺序为：S4-5-1-230 3. 如图3-2所示的发展的光栅显示子系统结构，试说明图中 功能。 A、 B、 C所表示的部件名称及其主要 图3

5、-2发展的光栅显示子系统结构 答；A表示显示处理器其功能是扫描转换待显示的图形中 （2） B表示帧缓;中存储器，其功能是保存要显示的图像点阵数据。 C表示显示控制器，其功能是依据设定的显示工作方式自主如反复不断地读取 帧缓神存储器中的图像点騁据，并W其转换为补6 B三色信号并配以同步信号送至显 7K器!刷新屛暮v 4.请简述二维观察的观察流程。 DC 在图形 设备上 输出 图3-3 5.请写出用 Weiler-Atherton算法用如图3-3所示的矩形窗口对多边形ABCDE实现裁剪的步骤, 告按照逆时针方向处理多边场 （1）输入AB,由窗口外至窗口外，不输岀I （2）输入BG由窗口外至窗口内，

6、输岀可见直线段心 （3）输入CD,由窗口内至窗口外，输出可见直线段CH,笊昔着窗口边界逆日拥寻找 路径最短的交点J,输出HI, U； （4）输入DE,由窗口外至窗内，输岀可见直蚩锻GEj 输入EA，由窗口内至窗口外，输岀可见直线段EF,并沿*窗边界逆时针寻掷备 _ 径最短的交点G输出FG; _ 裁剪结果为JCHI和GEF,如下图所示。 四、综合题（共36分） 1.试用中点Bresenham算法原理推导第一象限中 y=0到x=y半径为R的圆弧段的扫描转换算法。 （要求写清原理、误差函数、递推公式，并进行整数化。）（8分） 欢迎有需要的朋友下载！ ！11 解，在刁到尸0的圆弧轧(艮0)点比在圆弧上

7、，算法从该点开始。最大位移方向为 y,由(K0)宜开始，y渐増，囂渤减 每次丫方向加1, *方向减1或诚九 设P点坐标(xiA-iJ下 Y候选点为Pf (xkyi-+l)和Pl (xi-LyHl),取Pl和Pf的中 点M (xi-0.551+1),设理想圆与尸vl+1的交点Q, 构造判别式； 况=Fg ) = ( O.5)2 + + 护川 当 现 时.M在Q点左方，取Ptgyi+l) d0 时，M 在 Q 点右方，取 Pl (xl-17vi+1) d=0 时，M-Q 点重合，约定取 Pl (xi-1tvl+1) = +1 J _ k -1 (o) 所以有：P1 J叫(d, +2)2 -R2 =

8、(兀-0.5)2 - 2(兀-0.5) + l + (yf+1)2 + 2(儿 +1) +1 = _2兀+2” +5 忍 时，取 P(NyrT) 下一点为(临yi+2)和(xi-1 yi+2) 日2 = Fg - 0-5j+ 】) =(兀-O,5)2 +(；十2乎-R: =(xf -0.5)1 +(yr +l)a +2( +1)+1 + 2片 + 3 心=F(R-0.5A) = R2 -R+ 0.25 + 1- R2 =L25-/? 优4匕令D=d-0.25f则上述公式只有初值发生变化，即D=l-Rs其余用D替换1即可 (0 K 1) 梢居二玺仇，有 =2/3=13 j =3/4 4，=1/4

9、 二二宓心宀宀）=皿砂厂%尢）=% %=旳側（%,%.1） = % 由于班 :（min故此直线AB有VP分在裁减窗口内，将和比沁代人直线参数 方程，得到直线在窗口内部分的端点C：（5/4, 2）和D 1/3）. ABCD ,将其绕P点顺时针旋转 （6分） 90。角，写出其变换矩阵和变换后图形各点的 4.如下图所示多边形 规范化齐次坐标。 x 解：变换矩阵为 1 0 01 rcos90 0 j 0 a. 0 =7；込= 0 1 0 sul90 cos90 0 0 1 0 1-3 l 0 1 A 3 0-101 1 00 变换武程; 4 1 0 6 5 Q 1 i_o -1 o 6 1 1 1 1

10、 （8 分） 絡 设投彩平面为ARG如卜剧所示，E为愎点0在ABC面上的投彩点延长线 段BE与AC交于九OF为投彫平面ABC的投影方向矢虽，简称投屯矢量、这样正 轴测投影的过程是：首先将投形矢量OF適过旋转变换到工轴上,冉对盹y面作 投影即可对于正等测图ay起三个方向长度放缩率-样，由此可ShOA=OB=OC( a =45*，故有： sin= J3/3 cos0 - 6 /3 (巧先绕y轴粧时针就转口 fib使平面DUB与yoz面重笥 变换拒曲如 下： ccs(-tz) 0 -sin(-) 010 sin(-G)0cos(-ff) 000 cosa 0 -sin nr 0 0 1 0 0 sin tz 0 00 cos a 0 01 (2)再绕耳轴逆时针旋转0 COS0 -sin/7 0 0 0 0 1 ft. ffiOP(0E)与工轴Ifi合.变换矩阵如下; sm/3 cos/? 0 (3)将三錐形体向my平面作JE投影变换矩阵如下; _10 00_ 0100 Tf i 二 P 0 0 0 0 0 0 0 1 最后爲到止轴测国的投議变换如许伽2 COS Of - -sin a-sin