三维图像复习题目

1、1、 OpenGL中能渲染的基本元素是什么？(曲面) OPENGL基本元素：GL_POINTS GL_LINES GL_POLYGON GL_LINE_STRIPGL_LINE_LOOP GL_TRANGLES GL_TRANGLE_STRIP GL_TRANGLE_FAN GL_QUADS GL_QUAD_STRIPGLU基本元素:NUBRS曲线曲面,二次曲面等2、 常见的渲染引擎有哪些？举例说明这些实时渲染引擎的主要功能。常见的渲染引擎有：Direct3D(微软),OpenGL ,Delta3dOpenGL提供了大量的实用基本操作函数。如几何建模、变换、渲染、光照和材质、反走样、混合、雾化

2、、位图和图像、纹理映射、交互和动画等。OpenGL具有的主要优点如下：平台无关性。OpenGL是一个硬件与图形的软件接口，实际上就是一个三维图形和模型库，可以在任意平台和操作系统上运行。硬件加速性。OpenGL的应用程序接口属于低层的和面向图形硬件的软件接口，因此许多算法可以通过硬件实现。目前几乎所有的三维图形加速卡都具有OpenGL加速功能。网络开放性。OpenGL工作在客户机/服务器模式下，客户机与服务器可以是各种不同的计算机和外设，只要两者之间服从相同的协议。这使得用户能够十分方便的在网络环境下使用OpenGL。DirectX它可让以windows为平台的游戏或多媒体程序获得更高的执行效

3、率，加强3d图形和声音效果，并提供设计人员一个共同的硬件驱动标准，让游戏开发者不必为每一品牌的硬件来写不同的驱动程序，也降低用户安装及设置硬件的复杂度。Delta3D是一款由美国海军研究学院开发的全功能游戏与仿真引擎。是一个功能齐全的游戏引擎，可用于游戏，模拟或其他图形应用。3、 可以使用的矩阵堆栈有哪些？模型视点矩阵,投影矩阵,颜色矩阵(应该还有一个纹理矩阵)4、 说明使用纹理的步骤。步骤：1、创建纹理对象，并为它指定一个纹理。 2、确定这个纹理如何应用到每个象素上。 3、启用纹理贴图功能。 4、绘制场景，提供纹理坐标和几何图形坐标。投影纹理：通过应用一系列的变换，可以把物体坐标中的坐标映射

4、到一个2D空间（纹理空间）中，并找出每个顶点映射到纹理的哪个部分，然后把这个位置当作纹理坐标给顶点。变换的过程是将物体坐标进行MODEL变换统一到一个世界坐标系，再进过Projector的VIEW矩阵变换投影的视点（Projector View）空间下，然后通过透视矩阵，最后要进行一部缩放和偏移的变换，这样就生成了它的投影纹理。多重纹理：多重纹理是指对一个多边形映射多个纹理。在纹理映射的过程中，对各个纹理单元中的纹理，通过纹理组合函数，逐个应用到多边形上。使用多重纹理时，有多个纹理单元和多个纹理坐标，OPENGL渲染时对每个纹理进行单独的纹理操作，并把结果传递到下一个纹理单元中，即每个纹理单元

5、根据它的纹理状态，把原来的片元颜色与纹理单元中的图像以一定的方式进行组合，把把产生的片元颜色传递到下一个纹理单元，在纹理组合时，OPENGL通过指定的纹理组合函数，如GL_REPLACE，GL_ADD,GL_MODULATE等方式。5、 Mipmap的作用是什么？为什么mipmap可以用来纹理反混淆。(如何实现纹理的反走样？说明其原理。)采样不充分造成纹理的反走样。可以通过Mipmap的方法来减轻纹理的走样。Mipmap是一系列预先过滤的分辨率递减的纹理图像。在OPENGL使用Mipmap时，会根据被贴图的物体大小自动确定使用那个纹理。使用这种方法，纹理图像中的细节层就能适应地被绘制到屏幕上的

6、图像。生成Mipmap时，较小的图像通常是进行了过滤的版本，是对最大的纹理图像进行适当匀缩后的结果，一般而言，较小的纹理图像的每个纹理单元是更高一级分辨率的纹理图像的4个纹理单元的平均值。6、 写出OpenGL中局部光照的方程，要包含的系数有光源参数、材料参数、聚光灯的参数、衰减参数等，方程要表示是多个光源的。7、 如何理解模型视图变换？在一个坐标系W中，设模型为一个以(5.0, 0.0, 0.0), (0.0, 5.0, 0.0), (0.0, 0.0, 5.0)为三个点的三角形，现在把照相机按照下列方式设置：u 照相机位置设为：（0.0, 0.0, 100.0），看向的目标点为 (0.0,

7、 0.0, 0.0) ，照相机的up方向为（0.0, 1.0, 0.0）u 投影为透视投影，竖直张角为60度u 取景范围为沿照相机的朝向距离从0.1 到 300现需要把照相机看到的图片放在一个400x300像素分辨率的窗口的右上部分，该部分起始点为 (100, 100), 宽度为200，高度为200(1) 请写出用OpenGL函数表示的照相机设置。(2) 写出视区(viewport)的设置函数。(3) 写出投影变换的设置函数。(4) 求出从坐标系W到照相机坐标系（视点坐标系）的4x4的变换矩阵。1. gluLookAt(0.0,0.0, 100.0,0.0,0.0,0.0,0.0,1.0,0.

8、0);2. glViewport (100, 100, 200, 200);3. gluPerspective(60.0f,1.0f,0.1f,300.0f);4. 1 0 0 0 公式呢？0 1 0 00 0 1 -1000 0 0 18、 采用GLSL语言如何进行编程，Vertex Shader 和 Fragment Shader 的输入输出GLSL（GL Shading Language）是用来在顶点和像素着色器（shader）中编程的语言，编写的程序段是在图形卡的GPU（Graphic Processor Unit图形处理单元）上执行的，代替了固定的渲染管线的一部分。比如：视图转换、投

9、影转换等。GLSL的着色器代码分成2个部分：Vertex Shader（顶点着色器）和Fragment Shader（片断着色器）。顶点着色器控制顶点坐标转换过程；片段着色器控制像素颜色计算过程。在Vertex Shader input:顶点坐标，法线向量，颜色值，纹理坐标，雾坐标 输出：图元设置，裁剪。Fragment Shader input：几何图形设置开始，位图/像素矩阵 output：片段测试 创建shade project,program link,gluseshader9、 用框图说明OpenGL的渲染管线，并简要说明顶点变换中的每个坐标系。见书p423。10、 分析程序并计算请

10、看下面的一段程序，并计算三个顶点、和处的光照的颜色值。必须写出过程，只有结果不得分。void init(void) GLfloat mat_ambient = 0.2, 0.2, 0.2, 1.0 ;GLfloat mat_diffuse = 0.8, 0.8, 0.8, 1.0 ;GLfloat mat_emission = 0.0, 0.0, 0.0, 1.0 ; GLfloat mat_specular = 0.3, 0.3, 0.3, 1.0 ; GLfloat mat_shininess = 2.0 ; GLfloat light_position = 1.0, 1.0, 1.0,

11、0.0 ; GLfloat light_ambient = 0.2, 0.2, 0.2, 1.0; GLfloat light_diffuse = 1.0, 1.0, 1.0, 1.0; GLfloat light_specular =1.0, 1.0, 1.0, 1.0; GLfloat lmodel_ambient = 0.2, 0.2, 0.2, 1.0; glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0); glShadeModel (GL_SMOOTH); glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, mat_ambient);glMateri

12、alfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, mat_diffuse);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, mat_specular);glMaterialfv(GL_FRONT, GL_EMISSION, mat_emission); glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, mat_shininess); glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_position); glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, light_ambient); glLigh

13、tfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, light_diffuse); glLightfv(GL_LIGHT), GL_SPECULAR, light_specular); glLightModelfv(GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, lmodel_ambient); glEnable(GL_LIGHTING); glEnable(GL_LIGHT0); glEnable(GL_DEPTH_TEST);void display(void) glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); glBegin(GL

14、_TRIANGLES); glNormal3f(0.0f, 0.0f, 1.0f); glVertex3f(0.0, 0.0, 0.0); glVertex3f(1.0, 0.0, 0.0); glVertex3f(1.0, 1.0, 0.0); glEnd(); glFlush ();void reshape (int w, int h) glViewport (0, 0, (GLsizei) w, (GLsizei) h); glMatrixMode (GL_PROJECTION); glLoadIdentity(); if (w <= h) glOrtho (-1.5, 1.5,

15、-1.5*(GLfloat)h/(GLfloat)w, 1.5*(GLfloat)h/(GLfloat)w, -10.0, 10.0); else glOrtho (-1.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h, 1.5*(GLfloat)w/(GLfloat)h, -1.5, 1.5, -10.0, 10.0); glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glLoadIdentity();int main(int argc, char* argv) glutInit(&argc, argv); glutInitDisplayMode (GLUT_SINGLE |

16、 GLUT_RGB | GLUT_DEPTH); glutInitWindowSize (500, 500); glutInitWindowPosition (100, 100); glutCreateWindow (argv0); init (); glutDisplayFunc(display); glutReshapeFunc(reshape); glutMainLoop(); return 0;因为 GLfloat light_position = 1.0, 1.0, 1.0, 0.0 ;故L=G(1,1,1);n=G(0,0,1);s=G(L+(0,0,1); kc=1,kl=kq=

17、0,N=1聚光效果的1;11、 请用OBJ格式表示一个长度为10的立方体，并把每个面分别贴上图片文件pic1.jpg，pic2.jpg, pic3.jpg, pic4.jpg, pic5.jpg。11 a.objmtllib a.mtl# 8 verticesv 0.0 0.0 0.0v 0.0 10.0 0.0v 0.0 10.0 10.0v 0.0 0.0 10.0v 10.0 0.0 0.0v 10.0 10.0 0.0v 10.0 10.0 10.0v 10.0 0.0 10.0#normalsnv 0.0 0.0 1.0nv 0.0 0.0 -1.0nv 0.0 1.0 0.0nv

18、0.0 -1.0 0.0nv 1.0 0.0 0.0nv -1.0 0.0 0.0vt 0.0 0.0vt 1.0 0.0vt 1.0 1.0vt 1.0 1.0g posx_mapusemtl posx_mapf 4/1/6 2/2/6 1/3/6 3/4/6g posy_mapusemtl posy_mapf 2/1/4 6/2/4 5/3/4 1/4/4g negx_mapusemtl negx_mapf 6/1/5 8/2/5 7/3/5 5/4/5g negy_mapusemtl negy_mapf 8/1/3 4/2/3 3/3/3 7/4/3g posz_mapusemtl po

19、sz_mapf 7/1/2 3/2/2 1/3/2 5/4/2g negz_mapusemtl negz_mapa. mtlnewmtl posx_mapKa 0.968600 0.968600 0.968600Kd 0.968600 0.968600 0.968600Ks 0.900000 0.900000 0.900000map_Kd pic1.jpgnewmtl posy_mapKa 0.968600 0.968600 0.968600Kd 0.968600 0.968600 0.968600Ks 0.900000 0.900000 0.900000map_Kd pic2.jpgnewm

20、tl posz_mapKa 0.968600 0.968600 0.968600Kd 0.968600 0.968600 0.968600Ks 0.900000 0.900000 0.900000map_Kd pic3.jpgnewmtl negx_mapKa 0.968600 0.968600 0.968600Kd 0.968600 0.968600 0.968600Ks 0.900000 0.900000 0.900000map_Kd pic4.jpgnewmtl negy_mapKa 0.968600 0.968600 0.968600Kd 0.968600 0.968600 0.968

21、600Ks 0.900000 0.900000 0.900000map_Kd pic5.jpgnewmtl negz_mapKa 0.968600 0.968600 0.968600Kd 0.968600 0.968600 0.968600Ks 0.900000 0.900000 0.900000map_Kd pic6.jpg12、 常见有几种帧缓冲（Framebuffer），Stencil buffer如何使用。看懂stencil.c文件。帧缓存有几种，什么叫片元，片元的测试和操作有哪些？颜色缓存：包括左前，右前，左后，右后及任意数量的辅助颜色缓存。深度缓存,模板缓存，累积缓存明白stenc

22、ilbuffer（模板缓冲区）的使用。模板测试常用的是屏蔽掉屏幕中一些不规则的区域，以免在这些区域中进行绘图。使用glStencilFunc()和glStencilOp()函数选择需要使用的特定比较函数，参考值以及对模板缓冲区所执行的修改操作。模板测试的结果决定了像素的颜色值是否要被写入到渲染目标，像素的深度值是否要被写入深度缓冲。例如，当参考模板值为0时将一些物体绘制到场景中，而此时模板缓冲已经清除为1，那么当绘制这些物体时模板缓冲就会为0。如果接着将参考值设置为1，而且StencilFunction设置为 CompareFunction.LessEqual，那么只有那些模板值不为0的对应区

23、域的像素会被绘制。这是使用模板缓冲创建一个限制当前绘制区域的基本用法。要使用模板缓冲，DepthFormat必须保留一些字节用于模板缓冲。片元：片元的测试按下列的顺序进行，如果在前面的测试中片元被删除，则不在进行后续的测试或操作。1. 剪取测试：利用glScissor()函数定义窗口中的一个矩形，并将图限制在其中。2. alpha测试：利用alpha值来确定或是拒绝一个片元。利用glEnable()使用参数GL_ALPHA_TEST激活。哟哦那个glAlphaFunc()来比较。用来实现透明算法和纹理图制作贴花。3. 模板测试：对存储于模板缓存中的像素值与参考值进行比较，根据比较的结果来对模板

24、缓存中的值进行修改。glStencilOp().4.深度测试：用于消除隐藏表面的操作。glDepthFunc()来设置比较函数。13、 请举出一种场景反混淆(反走样)的方法。对场景的反走样，通常采用多重采样的方法。多重采样的方法使用额外的颜色，深度和模版信息对图元进行反走样处理。每个片元是根椐子像素样本的数量和信息来计算，也就是根据一个多重采样缓冲区所保存的样本来计算。一种是扰动视点的方法，也就是多次绘制这个场景，每次绘制时，对视点进行抖动，作一点轻微的偏移，当整个渲染过程完结后，再把所有图象叠加起来,由于每个图象的位置不同，可以减轻锯齿状。14、 分析下面的程序并计算 在下面的例子中，计算对

25、应四个顶点所对应的四边形上的一个点（-1.5, 0.5, 0.0）对应的纹理坐标是多少？按照最近邻域滤波方法，该点对应的颜色是什么？写出详细的计算过程，只有结果将不给分。#definecheckImageWidth 64#definecheckImageHeight 64static GLubyte checkImagecheckImageHeightcheckImageWidth4;static GLuint texName;void makeCheckImage(void) int i, j, c; for (i = 0; i < checkImageHeight; i+) for

26、(j = 0; j < checkImageWidth; j+) c = (i&0x8)=0)(j&0x8)=0)*255; checkImageij0 = (GLubyte) c; checkImageij1 = (GLubyte) c; checkImageij2 = (GLubyte) c; checkImageij3 = (GLubyte) 255; void init(void) glClearColor (0.0, 0.0, 0.0, 0.0); glShadeModel(GL_FLAT); glEnable(GL_DEPTH_TEST); makeCheck

27、Image(); glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1); glGenTextures(1, &texName); glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texName); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_

28、NEAREST); glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST); glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, checkImageWidth, checkImageHeight, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, checkImage);void display(void) glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT); glEnable(GL_TEXTURE_2D); glTexEnvf(GL_TEXTURE_ENV, GL_TEXTURE_ENV_MODE, GL_DECAL); glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texName); glBegin(GL_QUADS); glTexCoord2f(0.0, 0.0); glVertex3f(-2.0, -1.0, 0.0); glTexCoord2f(0.0, 1.0); glVertex3f(-2.0, 1.0, 0.0); glTexCoord2f(1.0, 1.0); glVertex3f(0.0, 1.0, 0.0); glTexCoord2f(1.0, 0.0