计算机图形学基础(第二版)部分习题答案

计算机图形学基础(第二版)部分习题答案

姓名：__________考号：__________题号一二三四五总分评分一、单选题(共10题)1.下列哪种图形学算法用于计算两个图形的并集？()A.裁剪算法B.并集算法C.交集算法D.差集算法2.在计算机图形学中，什么是光栅化？()A.将三维图形转换为二维图像的过程B.将二维图形转换为三维图像的过程C.将图像数据转换为像素的过程D.将像素数据转换为图像的过程3.在图形变换中，旋转变换的旋转中心一般位于哪个点？()A.原点B.图形中心C.任意点D.中心点4.在计算机图形学中，什么是透视投影？()A.一种从不同角度观察物体的方法B.一种模拟人眼观察物体的方法C.一种模拟摄像机拍摄物体的方法D.一种模拟电视屏幕显示物体的方法5.在图形学中，如何计算两点之间的距离？()A.直接相减B.使用勾股定理C.使用平方根函数D.使用绝对值函数6.下列哪种颜色模型主要用于图形显示？()A.灰度模型B.RGB模型C.CMYK模型D.HSV模型7.在计算机图形学中，什么是纹理映射？()A.将图像映射到三维物体表面B.将图像映射到二维物体表面C.将物体映射到图像上D.将图像转换为三维物体8.在计算机图形学中，什么是抗锯齿技术？()A.提高图形分辨率的技术B.减少图形锯齿边缘的技术C.增加图形色彩的技术D.提高图形清晰度的技术9.在图形学中，什么是着色器？()A.一种图形处理程序B.一种用于渲染图形的硬件单元C.一种图形绘制工具D.一种图形数据结构10.在计算机图形学中，什么是视锥体？()A.视觉观察范围的立体形状B.图形渲染的几何形状C.3D场景的坐标系统D.2D图像的分辨率二、多选题(共5题)11.在计算机图形学中，以下哪些是光栅化过程中可能遇到的算法问题？()A.抗锯齿B.阴影处理C.纹理映射D.光照计算E.碰撞检测12.以下哪些是图形变换的基本类型？()A.平移B.旋转C.缩放D.错切E.纹理变换13.在透视投影中，以下哪些因素会影响投影效果？()A.投影中心的位置B.投影方向C.视角大小D.投影平面E.物体的位置14.以下哪些是计算机图形学中常用的颜色模型？()A.RGB模型B.CMYK模型C.HSV模型D.HSL模型E.YUV模型15.在3D图形渲染中，以下哪些技术可以增强图像的真实感？()A.纹理映射B.环境映射C.光照模型D.阴影处理E.颜色校正三、填空题(共5题)16.在计算机图形学中，一个点在二维空间中的位置通常由两个坐标值来表示，它们分别是横坐标和______。17.在三维空间中，一个点通常由三个坐标值来表示，它们分别是横坐标、纵坐标和______。18.在计算机图形学中，用于描述物体表面颜色和纹理的模型称为______。19.在透视投影中，物体距离观察者的远近会影响其在图像中的大小，这种现象称为______。20.在计算机图形学中，用于描述光线在物体表面反射、折射和散射等现象的模型称为______。四、判断题(共5题)21.在计算机图形学中，所有图形变换都是可逆的。()A.正确B.错误22.透视投影可以准确地模拟人眼的视觉效果。()A.正确B.错误23.纹理映射可以增加图形的真实感和细节。()A.正确B.错误24.在计算机图形学中，抗锯齿技术主要用于提高图形的分辨率。()A.正确B.错误25.光照模型仅用于模拟光线在物体表面的反射。()A.正确B.错误五、简单题(共5题)26.请解释什么是光照模型以及它在计算机图形学中的作用。27.简述纹理映射的工作原理以及它在图形学中的应用。28.什么是图形变换？请列举常见的图形变换类型。29.请描述透视投影的基本原理以及其在计算机图形学中的应用。30.什么是图形的渲染过程？请简述其基本步骤。

计算机图形学基础(第二版)部分习题答案一、单选题(共10题)1.【答案】B【解析】并集算法用于计算两个图形的并集，即将两个图形中所有的元素合并在一起。2.【答案】A【解析】光栅化是将三维图形转换为二维图像的过程，即将图形的数学描述转换为像素值的过程。3.【答案】A【解析】旋转变换的旋转中心一般位于原点，即坐标原点（0,0）。4.【答案】B【解析】透视投影是一种模拟人眼观察物体的方法，通过模拟人眼的视觉感知，使得观察到的物体具有远近感和立体感。5.【答案】B【解析】在图形学中，计算两点之间的距离通常使用勾股定理，即根据两点的坐标计算出它们之间的直线距离。6.【答案】B【解析】RGB模型是主要用于图形显示的颜色模型，它通过红色、绿色和蓝色三种颜色的不同强度组合来表示所有颜色。7.【答案】A【解析】纹理映射是将图像映射到三维物体表面，用来模拟物体表面的材质和纹理。8.【答案】B【解析】抗锯齿技术是减少图形锯齿边缘的技术，通过平滑图形的边缘来提高图像的视觉效果。9.【答案】B【解析】着色器是一种用于渲染图形的硬件单元，它执行图形渲染过程中的着色和光照计算。10.【答案】A【解析】视锥体是视觉观察范围的立体形状，它定义了观察者可以看到的3D场景的区域。二、多选题(共5题)11.【答案】ABCD【解析】光栅化过程中可能会遇到抗锯齿、阴影处理、纹理映射和光照计算等问题，而碰撞检测通常与光栅化过程无关。12.【答案】ABCD【解析】图形变换的基本类型包括平移、旋转、缩放和错切，纹理变换不属于基本图形变换类型。13.【答案】ABCDE【解析】透视投影的效果受投影中心的位置、投影方向、视角大小、投影平面以及物体的位置等因素的影响。14.【答案】ABCE【解析】计算机图形学中常用的颜色模型包括RGB、CMYK、HSV和HSL模型，YUV模型通常用于视频处理。15.【答案】ABCDE【解析】3D图形渲染中，纹理映射、环境映射、光照模型、阴影处理和颜色校正等技术都可以增强图像的真实感。三、填空题(共5题)16.【答案】纵坐标【解析】在二维空间中，一个点的位置由横坐标（通常用x表示）和纵坐标（通常用y表示）来定义。17.【答案】深度坐标【解析】在三维空间中，一个点的位置由三个坐标值定义，分别是横坐标、纵坐标（也称为y坐标）和深度坐标（也称为z坐标）。18.【答案】纹理映射【解析】纹理映射是一种将图像或图案映射到三维物体表面的技术，用于描述物体的颜色和纹理。19.【答案】透视【解析】透视是描绘物体在三维空间中的视觉大小和形状随着距离观察者远近而变化的原理。20.【答案】光照模型【解析】光照模型是计算机图形学中用于模拟和计算光线与物体交互的模型，包括光线的反射、折射和散射等现象。四、判断题(共5题)21.【答案】错误【解析】并非所有图形变换都是可逆的。例如，缩放变换可能使得图形放大到不可逆的程度，或者旋转变换在旋转角度过大时也无法恢复到原始位置。22.【答案】正确【解析】透视投影模拟了人眼观察物体时的视角和距离变化，能够产生类似于人眼观察到的远近感和立体感。23.【答案】正确【解析】纹理映射技术通过将图像或图案映射到物体表面，可以显著增加图形的真实感和细节，使物体看起来更加逼真。24.【答案】错误【解析】抗锯齿技术的主要目的是减少或消除图形边缘的锯齿状效果，提高图形的视觉效果，而不是直接提高图形的分辨率。25.【答案】错误【解析】光照模型不仅用于模拟光线在物体表面的反射，还包括折射、散射等光线与物体交互的现象，以产生更加逼真的光影效果。五、简答题(共5题)26.【答案】光照模型是一种用于模拟光线如何与物体表面交互的数学模型，它包括光线的反射、折射、散射等效应。在计算机图形学中，光照模型用于计算物体在光照下的颜色和阴影，从而产生逼真的视觉效果。【解析】光照模型通过模拟光线在不同材质上的反射、折射等行为，可以使得渲染出的图像看起来更加真实。它对于模拟自然界的光照效果，如阴影、反射和折射等，是至关重要的。27.【答案】纹理映射是一种技术，通过将图像或图案映射到三维物体的表面，以增加物体的视觉细节和真实感。其工作原理是将纹理图像与物体的顶点坐标相对应，使得每个顶点都有一组纹理坐标，从而可以在渲染时确定每个像素应该应用纹理图像的哪一部分。【解析】纹理映射在图形学中广泛应用于增加场景的复杂度和细节，使得物体看起来更加丰富和真实。它能够模拟物体的表面材质，如皮肤、布料、金属等，增加场景的真实感。28.【答案】图形变换是指对图形进行移动、旋转、缩放、剪切等操作，以改变图形的位置、方向、大小和形状。常见的图形变换类型包括平移变换、旋转变换、缩放变换和错切变换等。【解析】图形变换是计算机图形学中的基本操作之一，它允许我们在图形处理中灵活地改变图形的属性。平移变换用于移动图形，旋转变换用于旋转图形，缩放变换用于放大或缩小图形，而错切变换则用于扭曲图形的形状。29.【答案】透视投影是一种模拟人眼观察物体时产生的远近感和立体感的投影方式。它的基本原理是假设观察者位于视点，物体表面上的点通过直线投射到投影面上，距离视点越远的物体在投影面上的图像越小。在计算机图形学中，透视投影用于创建具有深度和空间感的场景。【解析】透视投影通过模拟人眼观察物体时的透视效果，使得计算机生成的图像具有真实的三维感。它广泛应用于电影、游戏和虚拟现实等领域，以创造出逼真的视觉体验。30.【答案】图形的渲染过程是将图形的