2025年超星尔雅学习通《计算机图形学与虚拟现实》考试备考题库及答案解析

2025年超星尔雅学习通《计算机图形学与虚拟现实》考试备考题库及答案解析就读院校：________姓名：________考场号：________考生号：________一、选择题1.计算机图形学主要研究的是（）A.计算机的硬件结构B.计算机的软件编程C.图形信息的生成、处理和显示D.计算机的网络通信答案：C解析：计算机图形学是一门研究如何利用计算机生成、处理和显示图形信息的学科，其核心内容是图形的生成、存储、变换、显示和交互。选项A是计算机硬件领域的范畴，选项B是计算机软件领域的范畴，选项D是计算机网络领域的范畴，这些都不是计算机图形学的主要研究内容。2.以下哪一项不属于计算机图形学的应用领域？（）A.计算机辅助设计（CAD）B.计算机辅助制造（CAM）C.科学计算D.计算机动画答案：C解析：计算机图形学的应用领域非常广泛，包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机动画、虚拟现实、科学可视化等。科学计算主要属于计算机应用的范畴，而不是计算机图形学的应用领域。3.图形显示设备中，分辨率是指（）A.显示器的尺寸B.显示器每秒刷新次数C.显示器每英寸能显示的像素数D.显示器的功耗答案：C解析：分辨率是图形显示设备的一个重要参数，它表示显示器每英寸能显示的像素数。分辨率越高，显示的图像越清晰。选项A是显示器的尺寸，选项B是显示器的刷新率，选项D是显示器的功耗，这些都不是分辨率的定义。4.在计算机图形学中，向量通常用来表示（）A.图形的颜色B.图形的尺寸C.图形的位置和方向D.图形的纹理答案：C解析：向量是计算机图形学中常用的数学工具，它通常用来表示图形的位置和方向。向量具有大小和方向两个属性，可以用来表示点的坐标、边的方向、法线等。选项A是图形的颜色，通常用颜色向量表示；选项B是图形的尺寸，通常用标量表示；选项D是图形的纹理，通常用纹理映射技术表示。5.以下哪种变换属于图形的几何变换？（）A.颜色变换B.亮度变换C.缩放变换D.饱和度变换答案：C解析：图形的几何变换是指在不改变图形的内在属性（如颜色、亮度等）的情况下，对图形的形状、大小、位置进行变换。常见的几何变换包括平移变换、旋转变换、缩放变换等。选项A、B、D都属于颜色变换的范畴，不是几何变换。6.在三维图形中，以下哪个术语表示物体在空间中的位置？（）A.向量B.点C.矢量D.矩阵答案：B解析：在三维图形中，点用来表示物体在空间中的位置。点是一个没有大小、只有位置的几何元素，可以用三维坐标（x,y,z）来表示。向量、矢量、矩阵等都可以用来表示其他属性，但不是位置。7.计算机图形学中，以下哪种算法常用于填充多边形？（）A.DDA算法B.Bresenham算法C.Z-buffer算法D.光栅化算法答案：B解析：Bresenham算法是一种常用的整数算法，用于在光栅显示器上绘制直线和多边形。光栅化算法是填充多边形的基本原理，但不是具体的算法名称。DDA算法是数字微分分析器算法，常用于绘制直线。Z-buffer算法是一种隐藏面消除算法，用于处理三维图形的深度关系。8.在计算机图形学中，以下哪种技术可以将二维图像映射到三维模型上？（）A.纹理映射B.曲面拟合C.参数化建模D.三角剖分答案：A解析：纹理映射是一种将二维图像（纹理）映射到三维模型表面的技术，可以增强三维模型的真实感。曲面拟合是通过对点集进行拟合来生成曲面。参数化建模是通过对参数方程进行控制来生成模型。三角剖分是将曲面分解为三角形网格。9.虚拟现实技术的主要特点不包括（）A.交互性B.沉浸感C.存在感D.独立性答案：D解析：虚拟现实技术的主要特点包括交互性、沉浸感和存在感。交互性是指用户可以与虚拟环境进行交互；沉浸感是指用户感觉自己置身于虚拟环境中；存在感是指用户感觉虚拟环境是真实的。独立性不是虚拟现实技术的主要特点。10.在虚拟现实系统中，以下哪种设备通常用于追踪用户的头部运动？（）A.鼠标B.键盘C.运动传感器D.触摸屏答案：C解析：运动传感器是一种用于追踪用户身体或头部运动的设备，常用于虚拟现实系统中。鼠标和键盘是传统的计算机输入设备，不用于追踪头部运动。触摸屏是用于触摸输入的设备，也不用于追踪头部运动。11.计算机图形学中，以下哪种坐标系是物体固有的坐标系？（）A.世界坐标系B.视图坐标系C.物体坐标系D.屏幕坐标系答案：C解析：物体坐标系是相对于物体本身的坐标系，描述物体上各个点的相对位置。世界坐标系是所有物体都在其中定义的坐标系。视图坐标系是相对于观察者视点的坐标系。屏幕坐标系是直接映射到显示器像素的坐标系。物体坐标系是物体固有的坐标系。12.在计算机图形学中，以下哪种算法用于判断一个点是否在多边形内部？（）A.Bresenham算法B.DDA算法C.光栅化算法D.点在多边形内判断算法答案：D解析：点在多边形内判断算法（如射线法、奇偶规则法）专门用于判断一个点是否在多边形内部。Bresenham算法和DDA算法主要用于绘制直线。光栅化算法是将图形转换为像素点。13.以下哪种图像文件格式通常用于存储具有Alpha通道的图像？（）A.BMPB.JPEGC.PNGD.GIF答案：C解析：PNG（PortableNetworkGraphics）图像格式支持Alpha通道，可以存储图像的透明信息。BMP（Bitmap）格式通常不支持Alpha通道。JPEG（JointPhotographicExpertsGroup）格式不支持Alpha通道。GIF（GraphicsInterchangeFormat）格式支持简单的透明度，但不是Alpha通道。14.在三维图形中，以下哪种变换会改变图形的形状？（）A.平移变换B.旋转变换C.缩放变换D.错切变换答案：D解析：平移变换和旋转变换都不会改变图形的形状，只会改变图形的位置和朝向。缩放变换会改变图形的大小，但不会改变其形状（除非是均匀缩放）。错切变换会改变图形的形状，使其产生倾斜。15.计算机图形学中，以下哪种技术常用于生成逼真的光照效果？（）A.纹理映射B.光线追踪C.Z-buffer算法D.光栅化算法答案：B解析：光线追踪是一种通过模拟光线在场景中的传播和反射来生成逼真光照效果的高级技术。纹理映射是增强表面细节的技术。Z-buffer算法用于隐藏面消除。光栅化算法是将图形转换为像素点。16.虚拟现实（VR）系统中，以下哪种设备通常用于模拟物体的触觉反馈？（）A.运动传感器B.视觉显示器C.立体声耳机D.触觉反馈设备答案：D解析：触觉反馈设备（如力反馈手套、震动平台等）用于模拟物体的触觉和力反馈，增强虚拟现实的真实感。运动传感器用于追踪身体或头部运动。视觉显示器用于显示虚拟环境。立体声耳机用于提供空间音频效果。17.在计算机图形学中，以下哪种数据结构常用于表示场景图？（）A.树B.图C.队列D.栈答案：A解析：场景图通常具有层次结构，树是一种适合表示层次结构的数据结构。图可以表示复杂的场景关系，但不如树直观。队列和栈主要用于管理数据序列，不适合表示场景的层次关系。18.计算机图形学中，以下哪种算法用于在三维空间中剔除不可见的物体面？（）A.光栅化算法B.Z-buffer算法C.隐藏面消除算法D.Bresenham算法答案：C解析：隐藏面消除算法（如深度优先算法、背面消除算法等）用于判断并剔除在观察者视线后方或被其他物体遮挡的不可见面。光栅化算法是图形绘制的基本方法。Z-buffer算法是隐藏面消除的一种具体实现。Bresenham算法用于绘制直线。19.虚拟现实（VR）系统中，以下哪种技术可以实现用户与虚拟环境的自然交互？（）A.虚拟现实建模语言B.手势识别C.标定板追踪D.轨道球追踪答案：B解析：手势识别技术允许用户通过自然的手部动作与虚拟环境进行交互。虚拟现实建模语言（VRML）是用于创建虚拟环境的语言。标定板追踪和轨道球追踪是特定的追踪技术，但不一定能实现自然交互。20.在计算机图形学中，以下哪种技术可以将三维模型简化为更小的模型，同时保持其外观特征？（）A.曲面拟合B.三角剖分C.模型简化D.参数化建模答案：C解析：模型简化技术（如顶点聚类、边折叠等）用于减少三维模型的顶点和面数，使其计算量更小，同时尽量保持其原始外观特征。曲面拟合是通过对点集拟合生成曲面。三角剖分是将曲面分解为三角形网格。参数化建模是通过参数方程生成模型。二、多选题1.计算机图形学的应用领域包括哪些？（）A.计算机辅助设计（CAD）B.计算机辅助制造（CAM）C.科学计算D.计算机动画E.虚拟现实答案：ABDE解析：计算机图形学的应用领域非常广泛，包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机动画、虚拟现实、科学可视化等。科学计算主要属于计算机应用的范畴，而不是计算机图形学的应用领域。2.以下哪些属于计算机图形学的核心概念？（）A.向量运算B.光栅化C.几何变换D.隐藏面消除E.曲面拟合答案：ABCD解析：向量运算是计算机图形学中的基本数学工具。光栅化是将图形转换为像素点的基本过程。几何变换（平移、旋转、缩放等）是图形处理的基本操作。隐藏面消除是解决三维图形可见性问题的重要技术。曲面拟合是生成复杂曲面的方法之一，也是图形学的重要部分。3.在三维图形中，以下哪些术语表示物体在空间中的位置或属性？（）A.向量B.点C.矢量D.矩阵E.颜色答案：ABDE解析：向量、点、矩阵都可以用来表示三维空间中的位置或属性。向量表示方向和大小，点表示位置，矩阵可以表示变换（包括位置变换）。矢量与向量类似但强调方向性。颜色表示物体的颜色属性。选项C矢量与向量类似，但在此处向量已包含，且矢量更偏向物理概念。4.计算机图形学中，以下哪些算法常用于图形的绘制和渲染？（）A.Bresenham算法B.DDA算法C.Z-buffer算法D.光栅化算法E.Z字形算法答案：ABCD解析：Bresenham算法和DDA算法是常用的直线绘制算法。Z-buffer算法（也称为深度缓冲区算法）是常用的隐藏面消除算法。光栅化算法是图形显示的基本原理。Z字形算法通常指Z-buffer算法的一种实现方式，但Z-buffer算法本身是更通用的术语。考虑到Z-buffer算法是重点，Z字形算法作为其一种实现可包含。5.虚拟现实（VR）系统的关键技术包括哪些？（）A.运动传感器B.视觉显示器C.音频系统D.触觉反馈设备E.图形渲染引擎答案：ABCDE解析：虚拟现实系统需要多种技术支持。运动传感器用于追踪用户动作。视觉显示器用于呈现虚拟景象。音频系统提供空间音效增强沉浸感。触觉反馈设备模拟触觉。图形渲染引擎负责生成高质量的图像。这些都是构成现代VR系统的关键部分。6.在计算机图形学中，以下哪些属于几何变换？（）A.平移变换B.旋转变换C.缩放变换D.错切变换E.光栅化变换答案：ABCD解析：平移、旋转、缩放、错切都属于二维或三维空间中的基本几何变换，它们改变图形的形状、大小、位置或方向。光栅化是将图形转换为像素点的过程，不属于几何变换的范畴。7.图形显示设备的主要性能指标有哪些？（）A.分辨率B.刷新率C.带宽D.尺寸E.功耗答案：ABCD解析：分辨率表示单位长度内像素的数量，影响图像清晰度。刷新率表示每秒刷新图像的次数，影响图像的流畅度。带宽表示数据传输能力，影响图像传输速度。尺寸是显示器的物理大小。功耗是设备的能源消耗。这些都是评价图形显示设备性能的重要指标。8.计算机图形学中，以下哪些技术可以增强图像的真实感？（）A.纹理映射B.光照模型C.阴影生成D.反射高光E.Z-buffer算法答案：ABCD解析：纹理映射通过在模型表面添加纹理图像增强细节。光照模型模拟光线与物体表面的交互，产生逼真的光照效果。阴影生成增加场景的深度感和真实感。反射高光模拟物体表面的镜面反射效果。Z-buffer算法用于隐藏面消除，是图形渲染的基础，但不直接增强真实感。选项E应排除。9.在虚拟现实（VR）系统中，以下哪些设备可以用于追踪用户的运动？（）A.运动传感器B.跟踪球C.手柄D.轨道球E.眼动追踪器答案：ABDE解析：运动传感器（如惯性测量单元IMU）用于追踪头或身体的运动。跟踪球通过旋转来控制虚拟空间的移动。手柄通常集成按钮和摇杆，可以追踪手部位置和姿态。轨道球通过球体的滚动来控制视角。眼动追踪器监测用户的注视点。这些设备都可以用于追踪用户的运动或意图。10.计算机图形学中，以下哪些数据结构常用于表示和处理图形数据？（）A.树B.图C.队列D.栈E.数组答案：ABDE解析：树常用于表示场景的层次结构（如场景图）。图可以表示复杂的物体间关系（如邻接关系）。队列和栈常用于图形渲染算法中（如深度优先搜索使用栈，广度优先搜索使用队列）。数组常用于存储顶点、边等图形数据。这些都是计算机图形学中常用的数据结构。11.计算机图形学中，以下哪些属于光栅化过程的基本步骤？（）A.确定多边形的扫描线B.对扫描线上的像素进行排序C.填充扫描线上的像素D.计算多边形的法向量E.确定多边形的可见性答案：ABC解析：光栅化是将二维图形（通常是多边形）转换为像素点的过程。其主要步骤包括确定多边形的扫描线（A），对扫描线上的像素进行排序以确定哪些像素属于多边形（B），以及填充扫描线上的像素（C）。计算多边形的法向量（D）通常用于光照计算，不是光栅化的基本步骤。确定多边形的可见性（E）是隐藏面消除的问题，发生在光栅化之前或结合进行，也不是光栅化的基本步骤。12.虚拟现实（VR）系统通常需要哪些类型的传感器？（）A.视角传感器B.运动传感器C.姿态传感器D.压力传感器E.温度传感器答案：BC解析：虚拟现实系统为了实现沉浸式体验和交互，通常需要追踪用户的头部或身体运动。运动传感器（如加速度计、陀螺仪）用于测量位置和姿态的变化（B）。姿态传感器是运动传感器的一种，专门用于测量旋转角度（C）。视角传感器不是标准术语，可能指头部方向传感器。压力传感器和温度传感器与用户运动追踪无关（D、E）。13.在计算机图形学中，以下哪些技术用于处理图像的纹理？（）A.纹理映射B.MipmappingC.BumpmappingD.Z-buffer算法E.抗锯齿答案：ABC解析：纹理处理是计算机图形学中的重要部分。纹理映射（A）是将二维纹理图像贴到三维模型表面的技术。Mipmapping（B）是一种生成多级细节纹理的技术，用于提高纹理采样的效率和质量。Bumpmapping（C）是一种模拟表面凹凸不平效果的技术，不改变顶点位置但改变法线。Z-buffer算法（D）是隐藏面消除算法。抗锯齿（E）是减少图像边缘锯齿状效应的技术。Z-buffer和抗锯齿不直接处理纹理本身。14.三维图形的渲染管线通常包括哪些阶段？（）A.几何处理B.光照计算C.模型变换D.光栅化E.物理模拟答案：ABCD解析：典型的三维图形渲染管线包括多个阶段。模型变换（C）将模型从模型空间变换到世界空间和视图空间。几何处理（A）可能包括裁剪、背面消除等。光照计算（B）确定每个像素的颜色。光栅化（D）将几何图元转换为片段（像素）。物理模拟（E）虽然可以集成到渲染中，但不是标准渲染管线的基本阶段。15.计算机图形学中，以下哪些属于曲线或曲面的表示方法？（）A.参数方程B.Bézier曲线C.B-Spline曲线D.多边形网格E.行列式隐式曲面答案：ABCE解析：曲线和曲面的表示方法有多种。参数方程（A）是常用的一种表示方式。Bézier曲线（B）和B-Spline曲线（C）是常用的参数曲线表示方法。多边形网格（D）是表示复杂曲面的一种离散方法。行列式隐式曲面（如球体可以用x²+y²+z²-R²=0表示）使用隐式函数表示曲面（E）。选项D是多边形网格，是曲面的一种近似表示，也是常用的。16.虚拟现实（VR）系统为了提高沉浸感，通常会采用哪些技术？（）A.立体视觉B.空间音频C.触觉反馈D.高分辨率显示器E.低延迟追踪答案：ABCDE解析：提高虚拟现实沉浸感的技术包括多个方面。立体视觉（A）通过左右眼不同视角的图像产生深度感。空间音频（B）根据头部位置和方向实时渲染声音，增强空间感。触觉反馈（C）通过设备模拟触觉。高分辨率显示器（D）减少纱窗效应，提高图像清晰度。低延迟追踪（E）确保用户动作与虚拟环境响应同步，避免眩晕。这些都是提升沉浸感的常用技术。17.在计算机图形学中，以下哪些操作属于图形的几何变换？（）A.平移B.旋转C.缩放D.错切E.颜色变换答案：ABCD解析：几何变换是指不改变图形形状（仅改变位置、方向、大小或形状比例）的变换。平移（A）沿固定方向移动图形。旋转（B）绕固定点旋转图形。缩放（C）按比例放大或缩小图形。错切（D）使图形倾斜。颜色变换（E）改变图形的颜色，属于非几何变换。因此，A、B、C、D都是几何变换。18.计算机图形学中，以下哪些数据结构常用于场景图的表示？（）A.树B.图C.堆D.队列E.列表答案：ABE解析：场景图表示场景中物体及其层次关系。树（A）天然适合表示这种层次结构。图（B）可以表示物体间的更复杂关系。列表（E）常用于存储节点或边的属性。堆（C）通常用于优先队列。队列（D）用于管理遍历顺序。树和图是场景图常用的数据结构表示方法。19.计算机图形学中，以下哪些技术可以用于提高图形渲染的效率？（）A.光栅化B.纹理压缩C.纹理缓存D.Z-buffer算法E.几何变换答案：BCD解析：提高图形渲染效率的技术包括：纹理压缩（B）减少纹理数据量，加快加载和传输。纹理缓存（C）将常用纹理存储在显存中，减少重复加载。Z-buffer算法（D）快速判断像素可见性，避免不必要的计算。光栅化（A）是图形绘制的底层过程，本身不是优化技术。几何变换（E）是图形处理的一部分，不直接提高渲染效率，反而可能增加计算量。20.虚拟现实（VR）系统中的交互设备有哪些？（）A.数据手套B.跟踪球C.手柄控制器D.虚拟键盘E.声音触发器答案：ABCE解析：虚拟现实系统中的交互设备多种多样。数据手套（A）可以追踪手部动作和手指姿态。跟踪球（B）通过球体滚动来控制虚拟空间移动或视角。手柄控制器（C）通常集成了摇杆、按钮，用于方向控制和交互。虚拟键盘（D）虽然可以用于输入，但不是主要的交互设备。声音触发器（E）通过声音输入进行交互，是一种较少见的输入方式。数据手套、跟踪球、手柄和声音触发器都可以作为VR系统的交互设备。三、判断题1.计算机图形学只研究静态图像的生成和显示。（）答案：错误解析：计算机图形学不仅研究静态图像的生成和显示，还包括动态图像、视频序列的生成，以及三维模型的创建、处理和渲染。它涵盖了从二维图形到三维虚拟环境的广泛领域，静态图像只是其中的一部分。2.向量在计算机图形学中只能表示位置。（）答案：错误解析：向量在计算机图形学中不仅可以表示位置（点），还可以表示方向、速度、力、颜色等多种属性。向量的应用非常广泛，是图形学中基本的数学工具。3.光栅化是将连续的几何形状转换为离散的像素点集的过程。（）答案：正确解析：光栅化是计算机图形学中的一项基本技术，其核心作用就是将连续的几何图元（如线段、多边形）转换为离散的像素点集，以便在数字显示器上显示。这是现代图形硬件渲染图形的主要方式。4.虚拟现实（VR）系统只需要高性能的视觉显示设备即可。（）答案：错误解析：虚拟现实系统为了提供沉浸式体验，不仅需要高性能的视觉显示设备（如头戴式显示器），还需要运动传感器、音频系统、可能的触觉反馈设备等多种技术的支持，仅仅视觉显示设备是不够的。5.几何变换只会改变图形的大小，不会改变其形状。（）答案：错误解析：几何变换包括平移、旋转、缩放和错切等。其中，平移和旋转变换不会改变图形的形状，但缩放变换会改变图形的大小（除非是均匀缩放，此时大小不变但方向可能改变），错切变换则会同时改变图形的形状和大小。因此，并非所有几何变换都只会改变大小。6.Z-buffer算法可以解决所有隐藏面问题。（）答案：错误解析：Z-buffer算法（深度缓冲区算法）是解决隐藏面消除问题的一种常用且有效的方法，但它主要适用于凸多边形场景或经过特殊处理的场景。对于复杂的凹多边形场景或需要考虑遮挡关系（如透明度）的情况，Z-buffer算法可能无法正确处理所有隐藏面问题，需要其他更高级的技术。7.纹理映射可以将二维图像贴到三维模型表面，增强其细节表现。（）答案：正确解析：纹理映射是一种常用的计算机图形学技术，它允许将二维图像（纹理）映射并粘贴到三维模型表面，从而为模型添加颜色、图案、细节等，显著增强其真实感和表现力。8.计算机动画是通过连续播放一系列静态图像来产生运动错觉的。（）答案：正确解析：计算机动画的基本原理就是利用人眼的视觉暂留效应，通过快速连续地播放一系列经过轻微差异调整的静态图像（帧），给观众造成物体在运动的错觉。帧数越高，运动越流畅。9.虚拟现实（VR）的“存在感”是指用户感觉自己真的在虚拟世界中。（）答案：正确解析：虚拟现实的“存在感”（SenseofPresence）是其核心体验目标之一，指用户在使用VR设备时，能够产生一种身临其境的感觉，感觉自己确实身处所构建的虚拟环境之中，而不仅仅是观看者。10.光线追踪是一种基于物理原理的渲染技术，可以生成非常逼真的光照效果。（）答案：正确解析：光线追踪是一种先进的渲染技术，它模拟光线在场景中的实际传播路径，从摄像机出发追踪光线与场景中物体的相交情况，并根据物理模型（如光的反射、折射、散射等）计算光照效果