第一次作业

计算机图像学基础教程作业133821050张倩1第一章1.计算机图像学的定义是什么？说明计算机图形学、图像处理和模式识别之间的关系。计算机图像学是一门研究如何利用计算机表示、生成、处理、显示图形的学科。计算机图形学是研究如何利用计算机把描述图形的几何模型通过指定的算法转化为图像显示的一门学科。图像处理主要是指对数字图像进行增强、去噪、复原、分割、重建、存储、压缩和恢复等不同处理方法的学科。模式识别是对点阵图像进行特征抽取，然后利用统计学方法给发出图像描述的学科。3.名词解释：点阵法、参数法、图形、图像的含义。点阵法：在显示的阶段用具有颜色信息的像素点来表示图像的一种方法。参数法：在设计阶段采用几何方法建立数学模型时，用形状参数和属性参数描述图形的一种方法。图形：一般用参数法描述的图形称为图形。图像：一般用点阵法描述的图形称为图像。4.名词解释：光栅、荫罩板、三枪三束、扫描线的含义。光栅：由于电子束从左至右，从上至下有规律的周期运动，在屏幕上留下了一条条扫描线，这些扫描线形成了光栅。荫罩板：凿有许多小孔的热捧找那个绿很低的钢板。三枪三束：该显示器的每个荧光点由呈三角形排列的红、绿、蓝三原色组成，因此需要三支枪与每个彩色荧光点一一对应，叫做“三枪三束”显示器。扫描线：电子束沿着水平方向从着水平方向从左至右匀速扫描，达到第一行的屏幕右端之后，电子束立即回到屏幕左端下一行的起点位置，在匀速地向右端扫描。在这个过程中形成的线叫扫描线。8.为什么说随机扫描显示器是画线设备，而光栅扫描显示器是画点设备？图像的定义是存储在文件存储器中的一组画线命令。随机扫描显示器周期性地读取画线命令，依次在屏幕上画出直线段，当所有的画线命令都执行完毕后，图像就显示出来。这是随机扫描显示器又返回到第一条命令进行屏幕刷新。随机扫描显示器可以直接按指定路径画线，所绘制直线段光滑没有锯齿，因而图像清晰，主要用于显示高质量的图像。光栅扫描显示器是画点设备，可看做是一个点阵单元发生器，并可控制每个点阵单元的颜色，这些点阵单元被称为像素。光栅扫描显示器不能从单元阵列中一个可编址的像素直接画一段直线到达另一个可编址的像素，只能用靠近这段直线路径的像素点集来近似地表示。9.什么是像素？像素的参数有那些？打开windows附件中自带的“画图”工具，选择放大镜的比例为8x，选择“查看”|“缩放”|“显示网格”菜单，绘制一条斜线，观察像素级直线的形状。一个点阵单元发生器的点阵单元被称为像素。像素的参数：颜色、大小、像素级。Window自带的画图工具是点阵式的，随着放大比例越来越大，可以明显的看出是在填充一个个的四方形。计算机图像学基础教程作业133821050张倩213.如何使用RGB宏来表示256种灰度图像，如何使用RGB宏来表示彩色图像？灰度RGB宏的3个分量发生的同步变化而产生的颜色，如果RGB宏的3个分量发生不同步变化将产生彩色，RGB(128,128,128),是灰度，RGB(128,0,0)是彩色。14.帧缓冲器容量如何计算？若要在800×600的屏幕下显示256种灰度图像，帧缓冲器的容量至少应为多少？2x=256；x=8；因此帧缓冲器需要8个位面，需要8个数模转换器。帧缓冲器的容量为：800×600×8=3840000位；帧缓冲器的容量最少为3840000位。计算机图像学基础教程作业133821050张倩3第三章1.起点坐标为P0(0,0)，终点坐标P1(12,9)直线段的中点Bresenham算法的每一步坐标值以及中点误差项d的值，填入表3-2中，并用黑色绘制图3-29中的直线段的扫描转换像素。表3-2x,y和d的值xydxydxyd00-0.25540107-0.7511064-0.75118-0.521-0.7575-0.5129-0.2532-0.586-0.2543-0.25970图3-29计算机图像学基础教程作业133821050张倩4第四章1.试写出4-43所示多边形的边表和扫描线y=4的有效边表。多边形的边表：Y=4时的有效边表：Y=1311/2570^Y=2Y=3Y=4Y=5Y=633-1631/4^66-1561^63.51/4661/4561570^y=4计算机图像学基础教程作业133821050张倩5第五章1.如图5-51所示，求P0(4,1)、P1(7,3)、P2(7,7)、P3(1,4)构成的四边形绕Q(5,4)逆时针方向旋转450的变换矩阵和变换后图形的顶点坐标。变化分为三步：1.平移2.旋转3.反平移(1).先求平移，将Q(5,4)平移到原点的位置，得到的变换矩阵为：Tt=(2).再求旋转，将图像绕着原点Q逆时针旋转45o，得到的变化矩阵为：TR==(3).再求反平移之后的变换矩阵:Tt-1=100010541cosβsinβ0-sinβcosβ0001100010-5-41/2/20-/2/20001计算机图像学基础教程作业133821050张倩6(4).最后求变换矩阵为：T=Tt*TR*Tt-1===(5).变化过程：P==100010-5-41/2/20-/2/20001100010541/2/20-/2/20/29/21100010541/2/20-/2/205-/24-9/21411731771141/2/20-/2/205-/24-9/215+4-/215+3/24+/215-/24+5/215-24+21计算机图像学基础教程作业133821050张倩74.用Cohen-Sutherland直线段算法裁剪线段P0(0,2)，P1(3,3)，裁剪窗口为Wx1=1，Wxr=6，Wyb=1，Wyt=5，如图5-54所示。(1)窗口边界划分的9个区间的编码原则。(2)直线段端点的编码(3)裁剪的主要步骤(4)裁剪后窗口内直线段的端点坐标。(1)假设窗口是标准的矩形，由上(y=Wyt)，下(y=Wyb)，左(x=Wx1)，右(x=Wxr)4条边界组成，延长窗口的4条边形成9个区域，这样根据直线的任意端点所处的窗口区域位置，可以赋予一组4位二进制区域码RC=C3C2C1C0。其中，C0代表窗口的左边界，C1代表窗口的右边界，C2代表窗口的下边界，C3代表窗口的上边界。为了保证窗口内直线段端口的编码为零，定义规则如下第1位C0：若端点位于窗口之左侧，即XWx1,则C0=1，否则C0=0.第2位C1：若端点位于窗口之右侧，即XWxr,则C1=1，否则C1=0.第3位C2：若端点位于窗口之下侧，即XWyb,则C2=1，否则C2=0.第4位C3：若端点位于窗口之上侧，即XWyt,则C3=1，否则C3=0.(2)根据第一问的规则可知。P0的编码为0001P1的编码为0000(3)因为P0P1直线段与窗口边界有相交，此时RC0=0001，RC1=0000，但是RC0&RC1=0；按左右上下的顺序计算窗口边界与直线段的交点。右边界与P0P1的交点为P，PP0位于窗口之右“简弃”之。并将P的坐标与编码替换为P0点。此时RC0=000，RC1=0000，并且RC0&RC1=0000，按左右上下的顺序计算窗口边界与直线度的交点，此时是没有交点的，则“简取”之。(4)根据问题三裁剪之后可得出：P0(1,2.3)、P1(3,3).