计算机图形学考试重点,找到的资料

1、1.计算机图形学是研究怎样利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。2.在计算机中如何表示?几何要素:刻画对象的轮廓、形状等非几何要素:刻画对象的颜色、材质等3.点阵法:是用具有颜色信息的点阵来表示图形的一种方法,它强调图形由哪些点组成,并具有什么灰度或色彩。4.参数法:是以计算机中所记录图形的形状参数与属性参数来表示图形的一种方法。5.通常把参数法描述的图形叫做图形6.把点阵法描述的图形叫做图象7.计算机图形学试图从非图象形式的数据描述来生成(逼真的图象。8.数字图象处理旨在对图象进行各种加工以改善图象的视觉效果。9.计算机视觉是研究用计算机来模拟生物外显或宏观视觉功能的

2、科学和技术。它模拟人对客观事物模式的识别过程,是从图像到特征数据的、对象的描述表达的处理过程。10、计算机图像学的软件标准有计算机图形核心系统及其语言联编、三维图形核心系统及其语言联编、程序员层次交互式图形系统及其联编、计算机图形元文件、计算机图形接口、基本图形转换规范、产品数据转换规范等1.PC图形显示卡有MDA,CGA,HGA,EGA,SVGA,PGA,AVGA等。2.失真校正的措施有二种:一是将产生偏转磁场的锯形电流预先产生一些失真;二是故意将偏转磁场做成略有不均匀性,接近管转轴中央处略强,周围略弱。3.目前使用最广泛的CRT图形显示器是基于电视技术的光栅扫描显示器4.按鼠标的使用键数可

3、以将鼠标分为MS型, PC型两种。5.触摸屏的记录方式有光学的,电子的,声音的。6.直视存储图形显示器不能擦去局部图形,只能用于静显示,常用于显示大量而复杂稳定的图形。7构成图形的要素包括分辨率,像素,在计算机中通常用采用两种方法来表示图形,他们是位图,矢量图8.荫罩式彩色显像管的结构包括三支电子枪,电子束,荫罩,三色荧光屏9.目前常用的PC图形显示子系统主要由3个部件组成:帧缓冲存器,显示控制器和一个ROM BIOS芯片。10.硬拷贝设备笔式绘图仪可分为平板式绘图仪,滚筒式绘图仪。图形软件标准:与设备无关、与应用无关、具有较高性能CRT有哪几部分组成?原理、各部分的功能从外形上看,CRT为:

4、管颈部分、锥体部分、屏幕部分从结构上看,CRT为:电子枪、偏转系统、荧光屏。CRT是一种真空器件,它通过磁场产生高速的、经过聚焦的电子束,偏转到屏幕的不同位置轰击屏幕表面的荧光材料而产生可见图形。电子枪:产生一个沿管轴方向前进的高速电子束;偏转系统:用电子束偏转扫描实现荧光屏上显示图形字符;荧光屏是利用余辉特性显示的。液晶显示的机理是通过能阻塞或传递光的液晶材料,传递来自周围的或内部光源的偏振光。常用的光栅图形显示子系统:CPU,系统主存,帧缓存,显示控制器,显示器,系统总线。象素点是指图形显示在屏幕上时候,按当前的图形显示分辨率所能提供的最小元素点。显示分辨率是计算机显示控制器所能够提供的显

5、示模式分辨率,实际应用中简称为显示模式。2.简述随机扫描显示器、存储管式显示器和光栅扫描式图形显示器的工作特点。答:随机扫描显示器中电子束的定位和偏转具有随机性,即电子束的扫描轨迹随显示内容而变化,只在需要的地方扫描,而不必全屏扫描。存储管式显示器从表面上看极象一个有长余辉的荧光屏,一条线一旦画在屏幕上,在很长时间之内都将是可见的,常用于显示大量而复杂稳定的图形。在光栅扫描式图形显示器中,电子束横向扫描屏幕,一次一行,从顶到底顺次进行。当电子束横向沿每一行移动时,电子束的强度不断变化来建立亮点的图案3.怎样处理图形显示卡与系统总线的接口间的系统瓶颈问题?答:显示卡不与PCI总线连接,而与CPU

6、总线连接,并为它设计一个专用的加速图形端口AGP。AGP在主存与显卡之间提供了一条直接通道,使得3D图形数据不通过PCI总线,直接送入显示系统。4.阴极射线管由哪几部分组成?它们的功能分别是什么?从结构上看,CRT由电子枪、偏转系统和荧光屏三个基本部分组成。电子枪的主要作用是产生一个沿管轴方向前进的高速的细电子束。偏转系统是用电子束偏转扫描实现在荧光屏上显示图形及字符。荧光屏是利用余辉特性显示的。5.如何根据显示器的指标计算显示存储器的容量和刷新带宽?显示存储器带宽的最大使用者是显示屏的刷新,刷新所需带宽用下列公式计算:刷新所需带宽=每帧像素点数X每像素点占用的字节数X刷新速率。象素点是指图形

7、显示在屏幕上时候,按当前的图形显示分辨率所能提供的最小元素点。光点一般是指电子束打在显示器的荧光屏上,显示器能够显示的最小的发光点屏幕分辨率,也称为光栅分辨率,它决定了显示系统最大可能的分辨率,任何显示控制器所提供的分辨率也不能超过这个物理分辨率显示分辨率是计算机显示控制器所能够提供的显示模式分辨率,实际应用中简称为显示模式。存储分辨率是指帧缓冲区的大小,一般用缓冲区的字节数表示。组合像素法:一个图形像素点的全部信息被编码成一个数据字节,按照一定方式存储到帧缓存中,编码字节的长度与点的属性有关.颜色面位法:帧缓存被分成若干个独立的存储区域,每一个区域称为一个面,每个面控制一种颜色或灰度,每一个

8、图形像素点在每个位面中占一位,通过几个位面中的同一位组合成一个像素。刷新带宽:=每帧像素点数*每像素点占用的字节数*刷新速率显示存储器带宽:显示存储器的最大数据传输率。光栅扫描的图形显示器图形显示子系统主要由三个部件组成:帧缓冲存储器(帧缓存;显示控制器; ROM BIOS光栅扫描的图形显示器工作原理:光栅扫描是控制电子束按某种光栅形状进行的顺序扫描,而字符、图象是靠Z轴信号控制辉亮来形成的。像素是用来计算数码影像的一种单位,一个像素通常被视为图像的最小的完整采样。帧缓存帧缓冲存储器(Frame Buffer:简称帧缓存或显存,它是屏幕所显示画面的一个直接映象,又称为位映射图(Bit Map或

9、光栅。帧缓存的每一存储单元对应屏幕上的一个像素,整个帧缓存对应一帧图像。Pc图像显示子系统的3个部件:帧缓冲存储器、显示控制器和一个rom bios 芯片功能1.一个好的图形用户接口应具备的最重要的特点是高效性和对用户的友好性2.图形用户接口中通常将屏幕分为三个基本部分,即用户工作区,菜单区, 显示提示及反馈信息区.3.图符分为两类:应用图符和控制图符.4.PHIGS 和GKS 将各种图形输入设备从逻辑上分为6种:定位设备笔划设备数值设备选择设备拾取设备字符串设备5.三维交互技术包括三维输入三维定位三维选择三维旋转以及组合功能1.用户模式是用户接口设计的基础,它提供给用户有关它所处理的对象以及

10、作用于这些对象的处理工程的一个概念性模型。2.在交互输入过程中,常用的管理设备方式有:请求、采样、事件及其组合等方式。1.请求:输入设备在应用程序的控制下工作,程序在输入请求发出后一直被置于等待状态直到数据输入。2.取样:应用程序和输入设备同时工作,当输入设备工作时,存储输入数据,并不断地更新当前数据,当程序要求输入时,程序采用当前数据值。3. 事件方式每次用户对输入设备的一次操作以及形成的数据叫做一个事件4.组合一个应用程序同时可在几种输入模式方式下应用几个不同的输入设备来进行工作。第四章1、段是指具有逻辑意义的有限个图素(或体素及其附加属性的集合,段一般具有三个特性:可见性、醒目性、可选择

11、性。2、图形信息往往从几何信息和拓扑信息两方面进行考虑,其中前者指形体在欧氏空间中的位置和大小,后者指形体各分量(点、边、面的数目及其相互间的连接关系。3、在自由曲线面的描述中常用三种类型的点:控制点、型值点、插值点4、扫描表示法可以利用简单的运动规则生成有效实体。包含两个要素:一是作扫描运动的基本图形;二是扫描运动的方式。5、分形几何物体具有一个基本特征:无限的自相似性。这种性质是指物体的整体和局部之间细节的无限重现。1.简单多面体的欧拉公式满足何条件?复杂多面体的呢?答:简单多面体的顶点数V,边数E,和面数F 满足 V-E+F=2,多面体满足:V-E+F-H=2(C-G,其中H表示多面体表

12、面上孔的个数,G表示贯穿多面体的孔的个数。2.图形系统中为什么要建立图形对象的层次结构?答:利用层次结构主要有两方面的好处:一是存储简单,一个段虽然在图中各处出现,但它的几何及拓扑信息只要保留一次,在图中各处出现的段的引用仅是在不同位置出现的复制;第二,编辑简单,删除移动及放缩等操作均可以段为单位,如果对段进行修改,所有的引用均可自动修改。3.试比较线框模型和实体模型的优缺点。线框模型存在着几个缺陷:二义性,容易构造出无效形体,不能正确表示曲面信息,无法进行图形的线面消隐,加重用户的输入负担,难以保证数据的统一性和有效性。构造实体几何法的优点:可以构造出多种不同的符合需要的实体。问题:求交困难

13、,CSG树不能显式地表示形体的边界解决:光线投射(Ray-casting算法1. 栅栏填充算法的基本思想是按任意顺序处理多边形的每条边,但在处理每条边与扫描线的交点时,将交点与栅栏之间的像素取补。若交点位于栅栏左边,则将交点之右,栅栏之左的所以像素取补;若交点位于栅栏右边,则将栅栏之右,交点之左的所以像素取补。2.x-扫描线算法填充多边形的基本思想是按扫描线顺序,计算扫描线与多边形的相交区间,再用要求的颜色显示这些区间的像素,即完成填充工作。3边标志算法的基本思想是:先用一种特殊的颜色在帧缓冲存储器中将多边形的边界(水平边除外勾画出来,然后将着色的像素点依x坐标递增的顺序两两配对,再将每一对像

14、素所构成的扫描线区间内的所有像素置为填充色。4.简单区域取样具有两个特点:1直线段对一个象素亮度的贡献与两者重叠区域的面积成正比2相同面积的重叠区域对象素的贡献相同5. 在光栅显示设备上,由于象素点和象素点之间是离散的,因此用象素点阵组合出的图形,与真实景物之间必然存在一定的误差。比如,直线或曲线往往呈现锯齿状,细小物体在图上显示不出来等。这种现象就是图形的走样。平面几何投影主要指平行投影、透视投影以及通过这些投影变换而得到的三维立体的常用平面图形:三视图、轴测图。观察投影是指在观察空间下进行的图形投影变换。透视投影的投影中心到投影面之间的距离是有限的斜投影图,即斜轴测图,是将三维形体向一个单

15、一的投影面作平行投影,但投影方向不垂直于投影面所得到的平面图形。平行投影的投影中心到投影面之间的距离是无限的一点透视有一个主灭点,即投影面与一个坐标轴正交,与另外两个坐标轴平行。两点透视有两个主灭点,即投影面与两个坐标轴相交,与另一个坐标轴平行。三点透视有三个主灭点,即投影面与三个坐标轴都相交建立观察坐标系的原因:在实际生活中,一般需要移动视点以便在不同距离和角度上观察物体,但在用户坐标系中直接移动观察点,兵依据该观察点指定投影平面和投影中心会很复杂,因此需要在用户坐标系下建立观察坐标系。2.什么是复合变换图形作一次以上的几何变换,变换结果是每次的变换矩阵相乘;任何一复杂的几何变换都可以看作基

16、本几何变换的组合形式。深度缓存器算法(Z缓冲区算法的原理和基本思想 Z-buffer 算法的原理:先将待处理的景物表面上的采样点变换到图像空间,计算其深度值,并根据采样点在屏幕上的投影位置,将其深度与已存储在Z缓存器中相应像素处的原可见点的深度值进行比较。如果新的采样点的深度大于原可见点的深度,表明新的采样点遮住了原可见点,则采用该采样点处的颜色更新帧缓存器中的相应像素的颜色,同事用其深度值更新Z缓冲器中的深度值;否则,不做更改。基本思想:1.初始化:把Z缓存中各(x,y单元置为z的最小值,而帧缓存各(x,y单元置为背景色。2.在把物体表面相应的多边形扫描转换成帧缓存中的信息时,对于多边形内的

17、每一采样点(x,y进行处理:画家算法的基本思想、原理算法原理:若场景中任何多边形在深度上均不贯穿或循环遮挡,则各多边形的优先级顺序可完全确定。基本思想:1.将多边形按深度进行排序:距视点近的优先级高,距视点远的优先级低。2.由优先级低的多边形开始逐个对多边形进行扫描转换。其中的关键是将多边形按深度进行排序。光照模型:称明暗模型,主要用于物体表面某点处的光强度计算。简单光照明模型简单光照模型中只考虑反射光的作用反射光由环境光、漫反射光和镜面反射光三部分组成Gouraud明暗处理Gouraud明暗处理方法,又称为亮度插值明暗处理,它通过对多边形顶点颜色进行线性插值来绘制其内部各点。用Gouraud明暗处理来进行多边形绘制时需进行三个步骤:1. 计算每个多边形顶点处的平均单位法矢量2. 对每个顶点根据简单光照模型来计算其光强。3. 在多边形表面上将顶点强度进行线性插值。Phong明暗处理Phong明暗处理方法由PhongBuiTuong提出,又称为法矢量插值明