2025 年大学数字媒体技术（计算机图形学）试题及答案

2025年大学数字媒体技术（计算机图形学）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______一、选择题（总共10题，每题3分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填入括号内）1.计算机图形学中，多边形填充时，下述论述错误的是（）A.多边形被两条扫描线分割成许多梯形，梯形的底边在扫描线上，腰在多边形的边上，并且相间排列B.多边形与扫描线相交得到偶数个交点，这些交点间构成的线段分别在多边形内、外，并且相间排列C.在判断点是否在多边形内时，一般通过在多边形外找一点，然后根据该线段与多边形的交点数目为偶数即可认为在多边形内部，若为奇数则在多边形外部，而且不需考虑任何特殊情况D.边的连贯性告诉我们，多边形的某条边与当前扫描线相交时，很可能与下一条扫描线相交2.下列关于曲线和曲面的论述，错误的是（）A.三次样条曲线通过给定的型值点B.Bezier曲线的起点和终点与控制多边形的起点和终点重合C.B样条曲线具有局部性，改变一个控制顶点只会影响一段曲线D.NURBS曲线可以精确表示二次曲线和二次曲面3.在三维图形的表示方法中，哪一种表示方法可以很容易地进行图形的几何变换（）A.线框模型B.表面模型C.实体模型D.以上都不是4.关于图形的裁剪，下列说法正确的是（）A.多边形裁剪时，裁剪窗口可以是任意多边形B.线段裁剪可以使用Cohen-Sutherland算法C.多边形裁剪只能使用Sutherland-Hodgeman算法D.图形裁剪的目的只是为了去除图形中不需要显示的部分5.计算机图形学中，颜色模型有多种，其中用于电视系统的颜色模型是（）A.RGBB.CMYC.YUVD.HSV6.对于二维图形的几何变换，下列变换矩阵表示平移变换的是（）A.\(\begin{bmatrix}1&0&tx\\0&1&ty\\0&0&1\end{bmatrix}\)B.\(\begin{bmatrix}cosθ&-sinθ&0\\sinθ&cosθ&0\\0&0&1\end{bmatrix}\)C.\(\begin{bmatrix}sx&0&0\\0&sy&0\\0&0&1\end{bmatrix}\)D.\(\begin{bmatrix}1&0&0\\0&-1&0\\0&0&1\end{bmatrix}\)7.纹理映射的主要目的是（）A.使物体表面看起来更光滑B.增加物体表面的细节C.提高图形的绘制效率D.以上都不是8.在图形渲染管线中，哪个阶段负责将顶点坐标变换到屏幕坐标（）A.顶点着色器B.几何着色器C.光栅化阶段D.片段着色器9.下列关于三维空间中物体的表示，正确的是（）A.八叉树表示法适合表示具有复杂形状的物体B.体素表示法可以精确表示物体的几何形状C.边界表示法主要关注物体的内部结构D.构造实体几何表示法通过布尔运算组合简单几何形体来表示复杂物体10.计算机图形学中，常用的图形加速技术不包括（）A.纹理映射B.反走样C.顶点缓存对象D.提高显示器分辨率二、多项选择题（总共5题，每题4分，每题至少有两个正确答案，请将正确答案填入括号内，多选、少选或错选均不得分）1.以下哪些是计算机图形学中常用的图形绘制算法（）A.扫描线填充算法B.种子填充算法C.光线跟踪算法D.深度缓冲算法E.快速排序算法2.对于Bezier曲线，以下说法正确的是（）A.具有几何不变性B.曲线的形状仅由控制多边形决定C.具有凸包性D.可以进行升阶操作E.次数越高，曲线越接近控制多边形3.在图形的几何变换中，哪些变换是线性变换（）A.平移变换B.旋转变换C.缩放变换D.错切变换E.投影变换4.以下关于图形显示的论述，正确的有（）A.帧缓冲用于存储图形的像素信息B.显示器的分辨率影响图形的显示质量C.刷新频率越高，图形闪烁越明显D.颜色深度决定了每个像素能够表示的颜色数量E.图形显示的过程包括图形的绘制和显示输出5.下列哪些属于图形的交互技术（）A.鼠标操作B.键盘输入C.菜单技术D.拾取技术E.语音交互三、判断题（总共10题，每题2分，请判断下列说法的对错，在括号内打“√”或“×”）1.计算机图形学主要研究如何在计算机中表示图形、以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理、方法和技术。（）2.二维图形的几何变换中，旋转变换的旋转方向是顺时针为正。（）3.多边形的重心坐标一定在多边形内部。（）4.纹理映射是将纹理图像映射到物体表面，从而增加物体表面细节的技术，纹理图像只能是二维的。（）5.三维空间中的物体可以用多种表示方法，如线框模型、表面模型、实体模型等，实体模型能够准确表示物体的所有几何信息和拓扑信息。（）6.在图形渲染中，顶点着色器负责对顶点进行操作，片段着色器负责对每个像素进行操作，它们的功能是完全独立的，没有任何关联。（）7.反走样技术可以减少图形在显示时的锯齿现象，提高图形的显示质量，但会增加图形绘制的时间开销。（）8.对于三维图形的投影，正投影和斜投影的区别在于投影方向与投影平面的夹角不同，正投影的投影方向垂直于投影平面。（）9.计算机图形学中的图形处理只涉及二维图形，不涉及三维图形。（）10.图形用户界面（GUI）中的各种组件，如图标、按钮等，都是通过计算机图形学技术实现的。（）四、简答题（总共3题，每题10分）1.简述扫描线填充多边形的基本原理。2.什么是B样条曲线？它有哪些优点？3.说明图形渲染管线的主要阶段及其功能。五、综合题（总共2题，每题15分）1.已知一个三角形的三个顶点坐标分别为\(A(1,1)\)，\(B(3,2)\)，\(C(2,4)\)，要求对该三角形进行平移变换，平移向量为\((2,-1)\)，然后再进行旋转变换，旋转角度为\(90°\)逆时针，求变换后的三角形顶点坐标。2.设计一个简单的图形交互程序，要求实现通过鼠标点击在屏幕上绘制一个矩形，并且能够对绘制的矩形进行平移和缩放操作。请描述实现该程序的主要步骤和关键技术点。答案：一、选择题1.C2.A3.C4.B5.C6.A7.B8.C9.D10.D二、多项选择题1.ABCD2.ABCD3.ABCD4.ABDE5.ABCDE三、判断题1.√2.×3.×4.×5.√6.×7.√8.√9.×10.√四、简答题1.扫描线填充多边形的基本原理是：从多边形的最上一条扫描线开始，顺序处理每条扫描线与多边形的交点，将交点两两配对，形成一系列的梯形，然后对这些梯形进行填充。通过扫描线与多边形边的交点判断规则，确定哪些部分属于多边形内部，从而完成填充。2.B样条曲线是一种基于控制点定义的参数曲线。它具有局部性，改变一个控制顶点只会影响一段曲线；具有凸包性，曲线始终在控制多边形的凸包内；可以进行升阶操作，提高曲线的逼近精度；并且可以精确表示二次曲线等。3.图形渲染管线主要阶段及其功能包括：顶点输入阶段，接收顶点数据；顶点着色器阶段，对顶点进行变换和光照等操作；几何着色器阶段，对几何图元进行处理；光栅化阶段，将几何图元转换为片段；片段着色器阶段，对片段进行颜色等计算；测试与混合阶段，进行深度测试、模板测试等，并将片段颜色与帧缓冲中的颜色混合。五、综合题1.平移变换：-\(A(1,1)\)平移后为\(A'(1+2,1-1)=(3,0)\)-\(B(3,2)\)平移后为\(B'(3+2,2-1)=(5,1)\)-\(C(2,4)\)平移后为\(C'(2+2,4-1)=(4,3)\)旋转变换：-旋转矩阵\(R=\begin{bmatrix}0&-1&0\\1&0&0\\0&0&1\end{bmatrix}\)-\(A'(3,0)\)旋转后为\(A''(0\times3-1\times0,1\times3+0\times0,0)=(0,3)\)-\(B'(5,1)\)旋转后为\(B''(0\times5-1\times1,1\times5+0\times1,1)=(-1,5)\)-\(C'(4,3)\)旋转后为\(C''(0\times4-1\times3,1\times4+0\times3,3)=(-3,4)\)2.实现步骤：-监听鼠标点击事件，记录点击位置作为