2026年大学计算机图形学原理测验试题

2026年大学计算机图形学原理测验试题考试时长：120分钟满分：100分班级：__________姓名：__________学号：__________得分：__________一、单选题（总共10题，每题2分，总分20分）1.在计算机图形学中，下列哪种坐标系是物体固有的、不随观察者位置变化的坐标系？A.世界坐标系B.观察坐标系C.视图坐标系D.局部坐标系2.光栅化算法中，用于确定像素是否在多边形内部的主要方法是？A.Bresenham算法B.DDA算法C.光线投射法D.面积扫描转换法3.在纹理映射中，下列哪种方法能够避免纹理拉伸或压缩的问题？A.立体纹理映射B.双线性插值C.三线性插值D.纹理坐标变换4.下列哪种着色模型能够模拟真实世界中光照的反射效果？A.颜色模型RGBB.着色模型PhongC.着色模型GouraudD.着色模型HSV5.在计算机图形学中，下列哪种算法用于对多边形进行背面剔除？A.Z缓冲算法B.深度排序算法C.面向观察者的多边形剔除D.纹理映射算法6.下列哪种数据结构常用于表示场景图中的层次关系？A.树形结构B.图结构C.队列结构D.栈结构7.在计算机图形学中，下列哪种技术能够实现动态场景的实时渲染？A.光线追踪B.实时渲染C.纹理映射D.着色模型8.下列哪种算法用于对三维模型进行网格简化？A.顶点剔除算法B.网格优化算法C.三角剖分算法D.四叉树分解算法9.在计算机图形学中，下列哪种方法能够模拟透明物体的光照效果？A.镜面反射B.漫反射C.透明度映射D.着色模型10.下列哪种技术能够实现虚拟现实中的沉浸式体验？A.光线追踪B.虚拟现实C.纹理映射D.着色模型二、填空题（总共10题，每题2分，总分20分）1.在计算机图形学中，__________坐标系是场景中所有物体的绝对位置坐标系。2.光栅化算法中，__________算法通过减少迭代次数提高效率。3.纹理映射中，__________方法能够实现更平滑的纹理过渡。4.Phong着色模型中，__________表示物体表面的高光反射部分。5.在计算机图形学中，__________算法用于对多边形进行深度排序。6.场景图中，__________结构能够表示物体之间的层次关系。7.实时渲染中，__________技术能够提高渲染效率。8.网格简化中，__________算法通过删除冗余顶点减少模型复杂度。9.在计算机图形学中，__________方法能够模拟半透明物体的光照效果。10.虚拟现实中，__________技术能够实现头部运动的实时追踪。三、判断题（总共10题，每题2分，总分20分）1.世界坐标系是物体固有的坐标系，不随观察者位置变化。（×）2.光栅化算法中，DDA算法比Bresenham算法效率更高。（×）3.双线性插值能够实现更平滑的纹理映射效果。（√）4.Phong着色模型能够模拟真实世界中的光照效果。（√）5.Z缓冲算法用于对多边形进行背面剔除。（×）6.树形结构常用于表示场景图中的层次关系。（√）7.实时渲染技术能够实现动态场景的实时渲染。（√）8.三角剖分算法用于对三维模型进行网格简化。（√）9.透明度映射能够模拟透明物体的光照效果。（√）10.虚拟现实技术能够实现沉浸式体验。（√）四、简答题（总共3题，每题4分，总分12分）1.简述计算机图形学中坐标系的作用及其分类。答：坐标系在计算机图形学中用于表示物体的位置和方向，主要分为世界坐标系、观察坐标系、视图坐标系和局部坐标系。世界坐标系是场景中所有物体的绝对位置坐标系；观察坐标系是相对于观察者的坐标系；视图坐标系是观察者视角下的坐标系；局部坐标系是物体固有的坐标系。2.简述光栅化算法的基本原理及其优缺点。答：光栅化算法通过将三维模型转换为二维图像，主要原理是确定多边形覆盖的像素并计算其颜色。优点是效率高，适用于实时渲染；缺点是可能产生锯齿和纹理拉伸。3.简述纹理映射的基本原理及其应用场景。答：纹理映射通过将二维纹理图像映射到三维模型表面，实现更丰富的视觉效果。应用场景包括游戏开发、虚拟现实、计算机辅助设计等。五、应用题（总共2题，每题9分，总分18分）1.假设一个三角形的三顶点坐标分别为A(0,0,0)、B(1,0,0)、C(0,1,0)，请计算该三角形在屏幕坐标系中的像素坐标，并说明计算过程。答：（1）将世界坐标系转换为视图坐标系，假设视图矩阵为单位矩阵。（2）将视图坐标系转换为屏幕坐标系，假设屏幕分辨率为800×600，坐标原点在左上角。（3）计算每个顶点的屏幕坐标：A(400,300)，B(801,300)，C(400,601)。2.假设一个场景中包含一个立方体和一个球体，立方体的颜色为红色，球体的颜色为蓝色，请说明如何使用Phong着色模型计算每个物体的光照效果。答：（1）计算每个物体的法向量。（2）计算光照方向向量。（3）使用Phong着色模型公式计算漫反射和镜面反射：漫反射：I_diffuse=k_d(N·L)镜面反射：I_specular=k_s(R·V)^n（4）将红色和蓝色物体的颜色与计算出的光照效果相乘，得到最终颜色。【标准答案及解析】一、单选题1.D答：局部坐标系是物体固有的坐标系，不随观察者位置变化。2.A答：Bresenham算法通过减少迭代次数提高光栅化效率。3.B答：双线性插值能够实现更平滑的纹理过渡。4.B答：Phong着色模型能够模拟真实世界中的光照效果。5.C答：面向观察者的多边形剔除用于对多边形进行背面剔除。6.A答：树形结构常用于表示场景图中的层次关系。7.B答：实时渲染技术能够实现动态场景的实时渲染。8.A答：顶点剔除算法用于对三维模型进行网格简化。9.C答：透明度映射能够模拟透明物体的光照效果。10.B答：虚拟现实技术能够实现沉浸式体验。二、填空题1.世界答：世界坐标系是场景中所有物体的绝对位置坐标系。2.Bresenham答：Bresenham算法通过减少迭代次数提高效率。3.双线性插值答：双线性插值方法能够实现更平滑的纹理过渡。4.高光答：Phong着色模型中，高光表示物体表面的高光反射部分。5.深度排序答：深度排序算法用于对多边形进行深度排序。6.树形答：树形结构能够表示物体之间的层次关系。7.实时渲染答：实时渲染技术能够提高渲染效率。8.顶点剔除答：顶点剔除算法通过删除冗余顶点减少模型复杂度。9.透明度映射答：透明度映射方法能够模拟半透明物体的光照效果。10.头部追踪答：头部追踪技术能够实现头部运动的实时追踪。三、判断题1.×答：世界坐标系是场景中所有物体的绝对位置坐标系，随观察者位置变化。2.×答：Bresenham算法比DDA算法效率更高。3.√答：双线性插值能够实现更平滑的纹理映射效果。4.√答：Phong着色模型能够模拟真实世界中的光照效果。5.×答：Z缓冲算法用于对多边形进行深度排序，背面剔除使用其他算法。6.√答：树形结构常用于表示场景图中的层次关系。7.√答：实时渲染技术能够实现动态场景的实时渲染。8.√答：三角剖分算法用于对三维模型进行网格简化。9.√答：透明度映射能够模拟透明物体的光照效果。10.√答：虚拟现实技术能够实现沉浸式体验。四、简答题1.答：坐标系在计算机图形学中用于表示物体的位置和方向，主要分为世界坐标系、观察坐标系、视图坐标系和局部坐标系。世界坐标系是场景中所有物体的绝对位置坐标系；观察坐标系是相对于观察者的坐标系；视图坐标系是观察者视角下的坐标系；局部坐标系是物体固有的坐标系。2.答：光栅化算法通过将三维模型转换为二维图像，主要原理是确定多边形覆盖的像素并计算其颜色。优点是效率高，适用于实时渲染；缺点是可能产生锯齿和纹理拉伸。3.答：纹理映射通过将二维纹理图像映射到三维模型表面，实现更丰富的视觉效果。应用场景包括游戏开发、虚拟现实、计算机辅助设计等。五、应用题1.答：（1）将世界坐标系转换为视图坐标系，假设视图矩阵为单位矩阵。（2）将视图坐标系转换为屏幕坐标系，假设屏幕分辨率为800×600，坐标原点在左上角。（3