答案计算机图形学试题b

1、。装。订。线。2009 年2010 年第 2 学期计算机图形学时间共 120 分钟试卷 B 卷（15 分）一、1、点距（3 分）答：点距指的是相邻像素点之间的距离，即像素的直径，与分辨率和屏幕尺寸相关。2、漫反射（3 分）答：粗糙的物体表面往往将反射光向各个方向散射，这种光线的散射现象称为漫反射。3、边界盒（3 分）答：（第八章）所谓一个物体的边界盒是指能够包含该物体的一个几何形状，该形状有较简单的边界。4、走样现象（3 分）答：走样现象是由于采用离散量表示连续量而引起的图形失真现象。5、地理信息系统（3 分）答：地理信息系统是建立在地理图形基础上的信息管理系统，它将以往分散的、模型和图纸等资

2、料整理成一个的数据库，与图形信息管理形成一个综合的地理信息系统。二、简答题（20 分）1、列举常用的计算机图形输入和输出设备。（5 分）答：常用的图形输入设备有：键盘、鼠标、光笔、数字化仪、触摸板、图形扫描仪、手写输入板、语音输入和数据手套等；常用的图形输出设备有：显示器、绘图机、2、计算机图形系统的主要功能是什么。（5 分）答:计算机图形系统用来生成、处理和显示图形，通常由等。处理器、图形输出设备和图形输入设备。一个计算机图形系统至少应具有计算、协作，完成对图形数据的处理过程：、输入、输出、交互等基本功能，各功能之间的关系式相互1、计算功能：包括图形的描述、分析和设计；图形的平移、旋转、投影

3、、生成；图形之间相互关系的检测等。等几何变换；曲线、曲面的2、功能：使用图形数据库可以存放各种图形的几何数据及图形之间的相互关系，并能快速方便的实现对图形的删除、增加、修改等操作；3、输入功能：通过图形输入设备可将基本的图形数据和各种绘图命令输入到计算机中，从而构造更复杂的几何图形；4、输出功能：图形数据经过计算后可在显示器上显示当前的状态以及经过图形编辑后的结果，同时还能通过绘图仪、等设备实现硬拷贝输出，以便长期保存。5、交互功能：设计可通过显示器或其他人机交互设备直接进行人机通信，并利用选择、定位等对计算结果和图形进行修改，同时对设计者或操作员输入的错误给以必要的提示和帮助。3、写出边界表

4、示法与内点表示法的区别。（5 分）答：内点表示法是指把位于给定区域内的所有像素一一列举出来的方法。它将区域内的所有像素填充成同一种颜色，而区域边界上的像素则不能填这种颜色。边界表示法是指把位于给定区域边界上的像素一一列举出来的方法。它将区域边界上的像素都着上同一种颜色，而区域内的像素则不能着这种颜色。4、写出图形模式与空间模式的异同。（5 分）答：图形模式是指每一次变换均可看成相对于原始坐标系中执行的，体现在矩阵合并上就是先调用的变换矩阵放在右边，后调用的变换矩阵放在左边，所以图形模式也称为固定坐标系模式；空间模式是指连续执行几个变换时，变换矩阵的合并方式恰好和图形模式相反，即后调用的变换矩阵

5、要乘在右边，所以空间模式又称为活动坐标系模式。得分阅卷人得分阅卷人题号12345总分得分阅卷人三、计算题（25 分）1、在三中，写出当投影中心为原点，投影平面为 z=5 时的投影矩阵，并求端点为（5，15，25）和 B（10，20，30）的直线段在该投影平面的投影。（7 分）答：（第六章 P90）（1，3，5），（5/3,10/3,5）2、在第一象限内，用 DDA 算法计算从（1，1）到（6，5）的直线段的生成。（8 分）答：（第四章 P42）（1，1），（2，2）（3，3）（4，3）（5，4）（6，5）3、若按下述流程绘图，写出二维图形变换的变换矩阵：（10 分）（1）绘制三角形；沿 x 坐

6、标轴正向移动 6 个绕 z 轴旋转 60；沿 y 坐标轴正向移动 4 个；。答：（第五章 P76）（略）四、算法题（30 分）1、写出正负法生成直线的基本原理。（10 分）答：假设直线斜率在 0-1 之间。若直线在 x 方向上增加一个，则在 y 方向上的增量只能在 0-1 之间。设P=（x,y）是直线上的一点，与（x,y）最近的像素为（xi,yi），那么，下一个与直线最近的像素只能是正右方的 B（xi+1,yi）或右上方的 T（xi+1,yi+1）两者之一。再以 M（xi+1,yi+0.5）表示 B、T 两者的中点，设 Q 是直线与垂直线 x= xi+1 的交点。显然，若 M 在 Q 的下方，

7、则 T 离直线近，应取 T 为下一个像素；否则应取 B。这就是正负法的基本原理。2、写出基本的基于窗口的子分算法的算法流程。（10 分）答：（第八章）基于窗口的子分算法的基本是：整个屏幕可以称为窗口，窗口子分算法是一个递归的四等分过程，每一次把矩形的窗口等分成四个相等的小矩形，分成的矩形也可以称为窗口。每一次子分，均对要显示的多边形和窗口的关系进行判断。这种关系有以下四种：1、多边形包围了窗口。2、多边形和窗口相交3、窗口包围了多边形4、窗口和多边形分离可根据这四种类别对多边形的可见性做检测。若以下条件之一为真，则无需再对窗口进行分割。1、所有多边形均和窗口分离，这时只要把窗口内所有的像素填上

8、背景色；2、只有一个多边形和窗口相交，或这个多边形包含在窗口内。这时，先对窗口内每一个像素填上背景颜色，再对窗口内多边形部分用扫描线算法填色。3、只有一个包围窗口的多边形，则窗口用包围多边形的颜色填充。4、如果有多个多边形和窗口的关系分别是相交、内含或包围，但是有一个包围窗口的多边形在其他多边形前面，那么，整个窗口用该包围多边形的颜色填充。对上述四种情况成立的窗口来说，窗口的找色问题已解决，因为不必再细分了。对上述四种情况不成立的窗口，将其再一分为四，对细分后的各子窗口重复上述处理。由于窗口的边越分越细，细分若干次后，窗口的面积就和一个像素的面积一样了，此时细分结束，该窗口对应的像素的颜色可取

9、成最靠近观察者的多边形的颜色，或和这个窗口相交的可见多边形颜色的平均值。3、写出边缘填充算法的基本 ，并与扫描线算法比较分析优劣。答：边缘填充算法的基本即可。是，对多边形 P 的每一非水平边 PiPi+1(i=0,1,.,n)上的各像素做向右求反运算和扫描线算法比较，边缘填充算法的数据结构和程序结构都简单得多，但是该算法执行时需对帧缓冲器中的大批元素反复赋值，故速度不比扫描线算法快；另外如果区域内原来有其他的颜色，也不能保证最后区域内的颜色是多边形的颜色，所以对单值图像比较有用。得分阅卷人得分阅卷人五、论述题（10 分）谈一下你对计算机图形学这门学科的认识及图形和图像的区别，并就本课程的学看法。答：（参考第一章）一下自己的体会及计算机图形学是如何在计算机环境下描述、交互处理和绘制的一门学科，它的主要内容是：图形的描述、图形的交互处理和图形的绘制。计算机图形学的发展分为三个阶段：初步形成期、高速发展期和成熟期。目前，计算机图形