计算机图形学教程课后习题参考答案.完整版

计算机图形学教程课后习题参考答案.

姓名：__________考号：__________一、单选题(共10题)1.什么是计算机图形学的核心任务？()A.图像处理B.图像存储C.图形绘制D.视频播放2.在计算机图形学中，以下哪个不是常用的坐标系？()A.笛卡尔坐标系B.极坐标系C.球坐标系D.直角坐标系3.在OpenGL中，以下哪个函数用于设置观察者的位置？()A.glViewportB.glMatrixModeC.glLoadIdentityD.glTranslatef4.在计算机图形学中，下列哪种颜色模型是通过红、绿、蓝三原色混合得到所有颜色？()A.灰度模型B.HSV模型C.RGB模型D.HSL模型5.在渲染过程中，以下哪种光照模型考虑了光线衰减？()A.朗伯光照模型B.高光模型C.菲涅尔模型D.衰减光照模型6.在计算机图形学中，以下哪种算法用于计算物体在三维空间中的投影？()A.光线追踪算法B.阴影算法C.投影算法D.着色算法7.在OpenGL中，以下哪个函数用于设置光照参数？()A.glLightfvB.glLightModelfvC.glMaterialfvD.glColor4f8.在计算机图形学中，以下哪个术语用于描述图形的二维表示？()A.矢量图B.位图C.模型D.场景9.在计算机图形学中，以下哪种算法用于生成真实感图像？()A.扫描转换算法B.光栅化算法C.光线追踪算法D.纹理映射算法10.在OpenGL中，以下哪个函数用于设置投影矩阵？()A.glLoadIdentityB.glMatrixModeC.glFrustumD.glOrtho二、多选题(共5题)11.以下哪些是计算机图形学中的图形表示方法？()A.矢量图B.位图C.曲线图D.曲面图E.体素图12.在OpenGL中，以下哪些操作可以影响视图矩阵？()A.设置观察者位置B.设置视场角度C.设置裁剪区域D.设置投影矩阵E.设置模型矩阵13.在计算机图形学中，以下哪些技术可以用来增强图像的真实感？()A.光照模型B.纹理映射C.阴影处理D.反走样技术E.着色器14.在OpenGL中，以下哪些函数可以用来处理材质属性？()A.glMaterialfvB.glLightfvC.glColor4fD.glLoadIdentityE.glLightModeliv15.在三维计算机图形学中，以下哪些概念与坐标系统相关？()A.笛卡尔坐标系B.极坐标系C.球坐标系D.柱坐标系E.齐次坐标系三、填空题(共5题)16.在计算机图形学中，用于描述物体几何形状和位置的数学工具是______。17.在OpenGL中，______函数用于将一个三维向量转换为齐次坐标。18.在光照模型中，______模型考虑了光线在传播过程中的衰减。19.在OpenGL中，______模式用于设置当前矩阵模式，例如视图矩阵、投影矩阵等。20.在纹理映射技术中，______纹理通常用于模拟物体的表面细节。四、判断题(共5题)21.在计算机图形学中，矢量图可以无限放大而不失真。()A.正确B.错误22.在OpenGL中，glClearColor函数用于设置裁剪区域。()A.正确B.错误23.光照模型中的菲涅尔方程只适用于镜面反射。()A.正确B.错误24.在计算机图形学中，纹理映射可以提高图像的真实感。()A.正确B.错误25.在OpenGL中，所有操作都是在三维空间中进行的。()A.正确B.错误五、简单题(共5题)26.什么是光栅化过程？简述其基本步骤。27.请解释什么是Z缓冲区，以及它在图形渲染中的作用。28.什么是纹理映射，以及它如何影响图像的视觉效果？29.简述计算机图形学中常用的三种光照模型及其特点。30.请解释什么是着色器，并说明其在图形渲染中的作用。

计算机图形学教程课后习题参考答案.一、单选题(共10题)1.【答案】C【解析】计算机图形学的核心任务是图形绘制，包括二维和三维图形的生成、显示和处理。2.【答案】C【解析】笛卡尔坐标系、极坐标系和直角坐标系是计算机图形学中常用的坐标系，球坐标系不常用。3.【答案】D【解析】glTranslatef用于设置观察者的位置，而glViewport用于设置视口大小，glMatrixMode用于设置矩阵模式，glLoadIdentity用于重置当前矩阵。4.【答案】C【解析】RGB模型通过红、绿、蓝三原色混合得到所有颜色，而HSV模型和HSL模型是另一种颜色模型。5.【答案】D【解析】衰减光照模型考虑了光线在传播过程中的衰减，而朗伯光照模型和高光模型不考虑衰减。6.【答案】C【解析】投影算法用于计算物体在三维空间中的投影，光线追踪算法用于渲染，阴影算法用于生成阴影，着色算法用于给物体上色。7.【答案】A【解析】glLightfv用于设置光照参数，glLightModelfv用于设置光照模型参数，glMaterialfv用于设置材质参数，glColor4f用于设置颜色。8.【答案】A【解析】矢量图用于描述图形的二维表示，位图用于表示图像，模型用于描述三维物体，场景用于描述包含多个物体的环境。9.【答案】C【解析】光线追踪算法用于生成真实感图像，扫描转换算法和光栅化算法用于图形渲染，纹理映射算法用于在物体上应用纹理。10.【答案】C【解析】glFrustum用于设置投影矩阵，glLoadIdentity用于重置当前矩阵，glMatrixMode用于设置矩阵模式，glOrtho用于设置正交投影矩阵。二、多选题(共5题)11.【答案】ABDE【解析】计算机图形学中的图形表示方法包括矢量图、位图、曲线图、曲面图和体素图，它们各自有不同的应用场景。12.【答案】ABC【解析】在OpenGL中，设置观察者位置、设置视场角度和设置裁剪区域会影响视图矩阵。投影矩阵和模型矩阵属于其他类型的矩阵设置。13.【答案】ABCDE【解析】增强图像真实感的技术包括光照模型、纹理映射、阴影处理、反走样技术和着色器等，它们共同作用于图像的渲染过程。14.【答案】AC【解析】glMaterialfv和glColor4f可以用来处理材质属性，其中glMaterialfv用于设置材质的各个参数，glColor4f用于设置物体的颜色。glLightfv用于设置光照参数，glLoadIdentity用于重置矩阵，glLightModeliv用于设置光照模型参数。15.【答案】ABDE【解析】与坐标系统相关的概念包括笛卡尔坐标系、极坐标系、球坐标系和齐次坐标系。柱坐标系虽然与坐标系统相关，但在三维图形学中的应用不如其他几种常见。三、填空题(共5题)16.【答案】几何建模【解析】几何建模是计算机图形学中的一个重要组成部分，它使用数学工具来描述物体的几何形状和位置，以便于在计算机中进行处理和渲染。17.【答案】gluProject3d【解析】gluProject3d函数是OpenGL中的一个辅助函数，它可以将一个三维向量转换为一个二维屏幕坐标，即齐次坐标，以便在屏幕上进行显示。18.【答案】衰减光照模型【解析】衰减光照模型是一种考虑了光线在传播过程中因距离增加而减弱的模型，它使渲染出的图像更符合现实世界的光照效果。19.【答案】glMatrixMode【解析】glMatrixMode函数用于设置当前矩阵模式，它可以是模型视图矩阵模式（GL_MODELVIEW）或投影矩阵模式（GL_PROJECTION），以控制后续的矩阵操作。20.【答案】环境纹理【解析】环境纹理是一种纹理映射技术，它将一个环境图像映射到物体表面，可以用来模拟物体表面的环境反射和细节，增强图像的真实感。四、判断题(共5题)21.【答案】正确【解析】矢量图由直线和曲线定义，可以无限放大而不失真，因为它们不依赖于像素点。22.【答案】错误【解析】glClearColor函数用于设置清屏颜色，而设置裁剪区域通常使用glViewport或gluPerspective等函数。23.【答案】正确【解析】菲涅尔方程描述了光线在界面上的反射和折射，它主要用于镜面反射的情况。24.【答案】正确【解析】纹理映射技术可以将纹理图像映射到物体表面，从而增加物体的真实感和细节。25.【答案】错误【解析】OpenGL中的操作可以在二维或三维空间中进行，取决于具体的渲染场景和需求。五、简答题(共5题)26.【答案】光栅化是将矢量图形转换为像素的过程。基本步骤包括：首先，确定图形的几何信息；然后，将这些几何信息转换为屏幕坐标；接着，对每个顶点进行裁剪，移除不在视锥体内的部分；最后，通过扫描线算法填充图形区域，生成最终的像素图像。【解析】光栅化是计算机图形学中一个关键的渲染步骤，它将矢量图形转换为像素图像，以便在屏幕上显示。27.【答案】Z缓冲区（也称为深度缓冲区）是一种用于存储每个像素的深度信息的缓冲区。在图形渲染中，它用于解决视线重叠问题，确保离观察者更近的物体能够覆盖更远的物体。每个像素的深度值被存储在Z缓冲区中，并在渲染过程中进行比较，以确定哪个像素应该被绘制到屏幕上。【解析】Z缓冲区是图形渲染中一个重要的概念，它确保了正确处理物体之间的遮挡关系，对渲染出正确视角的图像至关重要。28.【答案】纹理映射是一种技术，它将纹理图像映射到图形对象的表面上，从而增加物体的真实感和细节。通过纹理映射，可以模拟物体的表面纹理、颜色和图案，使图像看起来更加生动和逼真。【解析】纹理映射是计算机图形学中增强图像视觉效果的重要手段，它通过添加细节和纹理，使渲染的物体看起来更加接近真实世界。29.【答案】常用的光照模型包括朗伯模型、BLINN-Phong模型和Cook-Torrance模型。朗伯模型不考虑光线方向，适用于非镜面反射的物体；BLINN-Phong模型考虑了光线的方向，并引入了高光效果；Cook-Torrance模型进一步细化了光线的散射和反射过程，更真实地模拟了物体表面的光行为。【解析】光照模型