计算机图形学复习题+试卷 - 下载本文

C) 从描述复杂性和形状灵活性考虑,最常用的参数曲面是3次有理多项式的曲面; D) 在曲线和曲面定义时,使用的基函数应有两个重要性质:凸包性和仿射不变性。 C 27.使用下列二维图形变换矩阵:

?1/200???,产生变换的结果为()

10T=0????01/20??A:图形放大2倍,同时,沿X和Y坐标轴方向各移动1/2个绘图单位;

B:图形缩小1/2倍,同时,沿X、Y坐标轴方向各移动1/2个绘图单位;

C:沿X坐标轴方向缩小1/2倍,同时,沿Y坐标轴方向移动1/2个绘图单位; D:沿Y坐标轴方向缩小1/2倍,同时,沿X坐标轴方向移动1/2个绘图单位。

D 28、使用下列二维图形变换矩阵:

?010???T=?100,产生变换的结果为() ????001?? A:沿X坐标轴平移1个绘图单位,同时,沿Y坐标轴平移-1个绘图单位;

B:绕原点逆时针旋转90度; C:沿X坐标轴平移-1个绘图单位,同时,沿Y坐标轴平移1个绘图单位; D:绕原点顺时针旋转90度;

B 29、下列有关B样条曲线性质的说明语句中,正确的论述为()

A:B样条曲线具有几何不变性,其形状与坐标系无关; B:B样条曲线具有造型的灵活性,可构造直线段和切线等特殊情况; C:当移动B样条曲线一个顶点时,必定会对整条B样条曲线产生影响; D:一条直线与n个顶点控制的B样条曲线可有n个或更多个交点; B 30、下列有关投影的叙述语句中,正确的论述为()

A:透视投影与平行投影相比,能真实的反映物体的精确的尺寸和形状; B:平行投影的投影中心到投影面距离是无限的; C:透视投影变换中,一组平行于投影面的线的投影产生一个灭点; D:灭点可以看作是有限远处的一个点在投影面上的投影。

C 31、下列有关三维物体线框模型表示法的叙述语句中,错误的论述为()。

A:物体线框模型由定义物体边界的直线和曲线组成,但不并存在面的信息; B:三维物体线框模型可能出现二义性; C:三维物体线框模型所构造出的形体总是简单且有效的; D:线框模型不能表示出曲面的轮廓线,因而也不能正确表示曲面信息。 B 32、在光亮度插值算法中,下列论述错误是( )

A. Gouraud明暗模型计算中,多边形与扫描平面相交区段上每一采样点的光亮度值是由扫描平面与多边形边界交点的光亮度插值得到的;

B. Phong明暗处理模型中,采用了双线性插值和构造法向量函数的方法模拟高光;

C. Gouraud明暗模型和Phong明暗处理模型主要是为了处理由多个平面片近似表示曲面物体的绘制问题;

D. Phong明暗模型处理的物体表面光亮度呈现不连续跃变;

C 33、下列有关平面几何投影的叙述语句中,正确的论述为( )

A.透视投影变换中,一组平行线投影在与之平行的投影面上,会产生灭点 B.透视投影与平行投影相比,视觉效果更有真实感,而且能真实地反映物体的精确的尺寸和形状

C.在平面几何投影中,若投影中心移到距离投影面无穷远处,则成为平行投影 D.在三维空间中的物体进行透视投影变换,可能产生三个或者更多的生灭点。 D 34、关于光栅扫描式图形显示器,具有这样的特点( )

A. 桢缓存和光栅显示器均是数字设备 ;

B. 不需要足够的位面和桢缓存才能反映图形的颜色和灰度 ;

C. 对于彩色光栅显示器的R.G,B三原色需要三个位面的桢缓存和三个个电子枪 ; D. 对原色配置颜色查找颜色查找表的目的是为了提高显示的速度; C 35 计算机内存编址的基本单位是 A)位 B) 字 C) 字节 D) 兆 A 36 视频信息的最小单位是 A)帧 B)块 C)像素 D)字

C 37.三维空间中,图形是相对于什么作对称变换? A)点 B)直线 C)平面 D)曲线

A 38.三维空间中,绕Z轴正向的旋转可以被看作是哪个平面内的二维旋转? A)XOY平面 B)YOZ平面 C)ZOX平面 D)都不是

三、简答题(每题10分):

1、 简述随机扫描显示器和光栅扫描式图形显示器的工作特点。 答:随机扫描显示器中电子束的定位和偏转具有随机性,即电子束的扫描轨迹随显示内容而变化,只在需要的地方扫描,而不必全屏扫描。

在光栅扫描式图形显示器中,电子束横向扫描屏幕,一次一行,从顶到底顺次进行。当电子束横向沿每一行移动时,电子束的强度不断变化来建立亮点的图案

2、 简述区域连贯性、扫描线的连贯性以及边的连贯性。

答:区域连贯性:对于一个多边形及两条扫描线,会有如下情况:两条扫描线之间的长形区域被多边形的边分割成若干个梯形,位于多边形内部和外部的梯形相间排列。扫描线的连贯性:多边形与扫描线相交,其交点数为偶数,相邻两交点间的线段有些位于多边形内,有些位于多边形外,且两者间隔排列。边的连贯性:相邻两条扫描线与多边形的的同一条边相交,其交点可按递增一个常量来计算,如:x2=x1+1,则y2=y1+1/k (k为该多边形边的斜率)。

3、简述Bezier曲线的不足之处。 答:当Bezier曲线的n次多项式逼近方法中当n较大时,计算量也就迅速增大,而且计算结果也不稳定。同时,其特征多边形的顶点离开得很远,造型时不利于精确控制。若是采用插值形式,除了计算量更加庞大以外,曲线的保形性也难以保证。

4、写出三维几何变换中的平移变换矩阵。 答:.平移变换:

其中,

,

,

是物体在三个坐标方向上的位移量。

5、计算机图形系统包含哪些外部设备? 图形输入设备:概念、特点 图形显示设备:概念、结构原理、工作方式、特点 图形绘制设备:概念、特点

6、通常画直线的算法有哪几种?画圆弧的算法有哪几种?

答:通常画直线的方法有三种:(1)逐点比较法;(2)数值微分法;(3)Bresenham算法。画弧线的常用方法有:(1)逐点插补法;(2)圆弧的正负法;(3)角度DDA法;(4)圆弧的Bresenham算法。(5)二次曲线的参数拟合法。

7、写出透视变换矩阵和三视图投影的变换矩阵。

答: 透视变换矩阵形式为:

主视图: 俯视图:

侧视图:

8、简述消隐算法的分类。

1.物体空间的消隐算法:物体空间是物体所在的空间,即规范化投影空间。这类算法是将物体表面上的 个多边形中的每一个面与其余的 个面进行比较,精确求出物体上每条边或每个面的遮挡关系。计算量正比于

2.图象空间的消隐算法:图象空间就是屏幕坐标空间,这类算法对屏幕的每一象素

进行判断,以决定物体上哪个多边形在该象素点上是可见的。若屏幕上有

个象素点,

物体表面上有 个多边形,在该类消隐算法计算量正比于 。

9、简述深度缓存算法及其特点。

答:深度缓存算法是一种典型的、也是最简单的图象空间的消隐算法。在屏幕空间坐标系中, 轴为观察方向,通过比较平行于 轴的射线与物体表面交点的 值(又称为深度值),用深度缓存数组记录下最小的 值,并将对应点的颜色存入显示器的帧缓存。

深度缓存算法最大的优点是简单。它在 、 、 方向上都没有进行任何排序,也没有利用任何相关性。算法复杂性正比于 。在屏幕大小,即 一定的情况下,算法的计算量只与多边形个数 成正比。

另一个优点是算法便于硬件实现,并可以并行化。

10、计算机图形系统包含哪些外部设备? 图形输入设备:概念、特点 图形显示设备:概念、结构原理、工作方式、特点 图形绘制设备:概念、特点

11、平面几何投影可分为哪两大类?

透视投影的投影中心到投影面之间的距离是有限的 平行投影的投影中心到投影面之间的距离是无限的

12.如果不采用齐次坐标,二维图形平移变换该如何表示,采用齐次坐标又该如何表示?

不采用齐次坐标,平移变换表示为: 采用齐次坐标,平移变换表示为:

可以与其它二维变换一样用3×3的矩阵统一表示。

13、写出三维几何变换中的缩放变换矩阵

14.平移变换矩阵 中,l, m, n 分别表示什么?

l, m, n分别为图形沿X轴、Y轴、Z轴方向的平移分量。

15.已知光栅扫描显示器的分辨率为640*480,可显示色彩为256色,求该显示器帧缓存至少为多大?

已知光栅扫描显示器的分辨率为640*480,可显示色彩为256色,求该显示器帧缓存至少为多大?

要显示256色,至少需要8个二进制位(bit)来表示。故: (640*480*8 bit) / 8 = 307200 BYTE = 300KB

16.试列出一些非官方的图形软件标准?

非官方的图形软件标准包括SGI等公司开发的OpenGL,微软公司开发的DirectX,X财团的X-Window系统,Adobe公司的Postscript等。

17.图形系统中如何进行画线操作?

画线是通过计算沿线路径上两指定端点位置间的中间位置来完成的,输出设备则直接按指令在端点间的这些位置填充。

18.二维图形包括那些基本图形?

点和直线段是最简单的二维图形,其它二维图形有圆、圆锥曲线、二次曲面、样条曲线和曲面、多边形填色区域以及字符串等。

19.在光栅视频显示器上显示线段具有阶梯现象(锯齿形),有什么方法可以改善?

在光栅视频显示器上显示线段具有阶梯现象(锯齿形), 光栅线的这种特有的阶梯形状在低分辨率系统上特别明显,可以通过使用高分辩率显示系统来改善这一点。更有效的光滑光栅线的技术是基于沿线路径对象素强度的调整。

20.请问用DDA方法计算象素位置有什么优点?

DDA方法计算象素位置要比直接使用笛卡儿直线斜率截距方程更快。它利用光栅特性消除了笛卡儿直线斜率截距方程中的乘法,而在x和y方向使用合适的增量来逐步沿线的路径推出各象素位置。

21.请问用DDA方法计算象素位置有什么缺点?

DDA方法计算象素位置时,浮点增量的连续迭加中取整误差的积累会使长线段所计算的象素位置偏离实际线段,而且取整操作和浮点运算仍然十分耗时。

22.请简要描述DDA算法?

DDA算法将两个端点的象素位置作为输入,其过程可概括为:端点位置间的水平和垂直差值赋给参数dx和dy。两者绝对值大者决定参量steps的值。从象素位置(xa,ya)开始,确定沿线段生成下一个象素位置每个步的所需偏移量,并循环上述过程steps次。假如dx的绝对值大于dy的绝对值,且xa小于xb,那么x和y方向的增量值分别为1和m。假如x方向变化大,但xa大于xb,那么就采用减量-1和-m来生成线上的每个新点。在其它情况下,y方向使用单位增量/减量,x方向使用1/m的增量/减量。

23.物体表面的颜色由哪些因素所决定?