《计算机图形学》试卷及答案

第1页共8页一、填空题（每空0.5分，共10分）1、计算机图形学中的图形是指由点、线、面、体等和明暗、灰度（亮度）、色彩等构成的，从现实世界中抽象出来的带有灰度、色彩及形状的图或形。2、一个计算机图形系统至少应具有、、输入、输出、等基本功能。3、常用的字符描述方法有：点阵式、和。4、字符串剪裁的策略包括、和笔划/像素精确度。5、所谓齐次坐标就是用维向量表示一个n维向量。6、投影变换的要素有：投影对象、、、投影线和投影。7、输入设备在逻辑上分成定位设备、描画设备、定值设备、、拾取设备和。8、人机交互是指用户与计算机系统之间的通信，它是人与计算机之间各种符号和动作的。9、按照光的方向不同，光源分类为：，，。10、从视觉的角度看，颜色包含3个要素：即、和亮度。二、单项选择题（每题2分，共30分。请将正确答案的序号填在题后的括号内）1、在CRT显示器系统中，（）是控制电子束在屏幕上的运动轨迹。A.阴极B.加速系统C.聚焦系统D.偏转系统2、分辨率为1024×1024的显示器需要多少字节位平面数为16的帧缓存？（）A.512KBB.1MBC.2MBD.3MB3、计算机图形显示器一般使用什么颜色模型？（）A.RGBB.CMYC.HSVD.HLS4、下面哪个不属于图形输入设备？（）A.键盘B.绘图仪C.光笔D.数据手套5、多边形填充算法中，错误的描述是（）。A.扫描线算法对每个象素只访问一次，主要缺点是对各种表的维持和排序的耗费较大B.边填充算法基本思想是对于每一条扫描线与多边形的交点，将其右方象素取补C.边填充算法较适合于帧缓冲存储器的图形系统得分阅卷人以下内容由学生填写以下内容由教师填写第2页共8页D.边标志算法也不能解决象素被重复访问的缺点6、在扫描线填色算法中，扫描线与顶点相交时，对于交点的取舍问题，下述说法正确的是（）。A.当共享顶点的两条边分别落在扫描线的两边时，交点只算2个B.当共享交点的两条边在扫描线的同一边时，若该点是局部最高点取1个C.当共享交点的两条边在扫描线的同一边时，若该点是局部最低点取2个D.当共享顶点的两条边分别落在扫描线的两边时，交点只算0个7、在多边形的逐边裁剪法中，对于某条多边形的边(当前处理的顶点为P，先前已处理的多边形顶点为S)与某条裁剪线(窗口的某一边)的比较结果共有以下四种情况，分别需输出一些顶点。请问哪种情况下输出的顶点是错误的?（）A.S和P均在可见的一侧，则输出点PB.S和P均在不可见的一侧，则输出0个顶点C.S在可见一侧，P在不可见一侧，则输出线段SP与裁剪线的交点和点SD.S在不可见的一侧，P在可见的一侧，则输出线段SP与裁剪线的交点和P8、使用下列二维图形变换矩阵：，将产生变换的结果为（）。A.图形放大2倍B.图形放大2倍，同时沿X、Y坐标轴方向各移动1个绘图单位C.沿X坐标轴方向各移动2个绘图单位D.沿X坐标轴方向放大2倍，同时沿X、Y坐标轴方向各平移1个绘图单位9、透视投影中主灭点最多可以有几个？（）A.0B.1C.2D.310、图形软件系统提供给用户三种基本的输入控制方式，不包含的选项是（）A.请求方式B.采样方式C.事件方式D.随机方式11、下面哪个不是拾取技术中拾取一个基本对象的方法？（）A.指定名称法B.拖曳法C.特征点法D.外接矩形法12、在明暗的光滑处理方法中，下列论述哪个是错误的？（）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通过对多边形顶点的法矢量进行插值，获得其内部各点的法矢量C.Gouraud计算工作量比Phong方法计算工作量大D.Gouraud明暗模型处理的缺点是它使高光部位变得模糊13、光线跟踪算法中包含了哪些光照效果？（）A.仅有光反射B.仅有光透射C.有光反射和光透射D.都没有14、下述关于Bezier曲线Pl(t),P2(t),t∈[0,l］的论述，哪个是错误的？（）A.P1(l)=P2(0)=P，在P处Pl(l)、P2(0）的切矢量方向相同，大小相等，则P1(t)、P2(t)在111010002T第3页共8页P处具有G1连续B.P1(l)=P2(0)=P，在P处Pl(l)、P2(0）的切矢量方向相同，大小相等，则P1(t)、P2(t)在P处具有Cl连续C.若保持原全部顶点的位置不变，只是把次序颠倒过来，则新的Bezier曲线形状不变，但方向相反D.曲线的位置和形状只与特征多边形的顶点的位置有关，它不依赖坐标系的选择15、以下关于图形变换的论述哪个是错误的？（）A.错切变换虽然可引起图形角度的改变，但不会发生图形畸变B.平移变换不改变图形大小和形状，只改变图形位置C.拓扑关系不变的几何变换不改变图形的连接关系和平行关系D.旋转变换后各图形部分间的线性关系和角度关系不变，变换后直线的长度不变三、判断题（每题1分，共10分。正确的在括号内划√，错误的划×）1、计算机图形学生成的基本单位是线段。（）2、光栅扫描式图形显示器可看作是点阵单元发生器，可直接从单元阵列中的一个可编地址的象素画一条直线到另一个可编地址的象素。（）3、DDA（微分方程法）是Bresenham算法的改进。（）4、在进行圆的转换时，只要能生成8分圆，那么圆的其它部分可通过一系列的简单反射变换得到。（）5、采用正方刷子生成具有一定宽度的圆弧，在斜率为±1是最粗。（）6、光的三基色为：红绿蓝。（）7、Gouraud光照模型使高光部位变的模糊。（）8、齐次坐标提供了坐标系变换的有效方法，但仍然无法表示无穷远的点。（）9、显式方程和参数曲线均可以表示封闭曲线或多值曲线。（）10、Bezier曲线具有对称性质。（）四、问答题（1题、3题各5分，2题6分，4题7分，共23分）1、计算机图形学的应用领域主要有哪些方面？（5分）2、什么是窗口？什么是视区？简述二者的关系。（6分）3、光线跟踪的终止条件有哪些？（5分）4、利用线段裁剪的Cohen-Sutherland算法，对线段P1P2进行裁剪，写出裁剪的步骤。（7分）得分阅卷人得分阅卷人P1P3P4第4页共8页五、综合题（1题8分，2题9分，3题10分，共27分）1、在下面的横线上将DDA算法程序补充完整，并用DDA算法扫描转换连接两点P0（0，0）和P1（8，3）的直线段，要求写出计算过程，并在图中标出扫描转换后的像素点。（1）补充DDA算法程序（2分）voidDDALine(intx0,inty0,intx1,inty1,intcolor)intx；floatdx,dy,y,k;dx=x1-x0;dy=y1-y0;k=dy/dx;y=y0;for(x=x0;xx1;x++)drawpixel(x，，color);；（2）扫描转换连接P0P1的直线段，并在图中标出扫描转换后的像素点（6分）得分阅卷人P2第5页共8页2、建立用扫描线填充法将顶点为P0(2，1)，P1(1，7)，P2(8，5)，P3(7，1)，P4(6，4)的多边形填充时的有序边表及扫描线Y=4时的活性边表。(9分)3、已知图中所示三角形ABC各顶点的坐标A(2，4)、B（4，4）、C（4，1），相对A点逆时针旋转60°，各顶点分别到达A＇、B＇、C＇。试计算A＇、B＇、C＇的坐标值。（要求用齐次坐标进行变换，列出变换矩阵。）（10分）yx0432112345ACB0123456789987654321XYP0P3P4P2P1Y65432101234567891011x第6页共8页1、几何要素，非几何要素2、计算，存储，交互3、矢量式，编码式4、字符串的有或无剪裁（串精度），字符的有或无剪裁（字符精度）5、n+16、投影中心，投影平面7、选择设备，字符串设备8、双向信息交换。9、点光源，分布式光源，漫射光源色调（色彩）、饱和度DCABDCCDDDBCCAA×××√√√√××√四、[教师答题时间：15分钟]问答题（1题、3题各5分，2题6分，4题7分，共23分）1、答：（共5分）（1）用户接口（0.5分）（2）计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）（1分）（3）地形地貌和自然资源图（1分）（4）计算机动画和艺术（1分）（5）科学计算可视化（1分）（6）游戏（0.5分）2、[三基类][教师答题时间：5分钟]答：（共6分）在计算机中，窗口是图形的可见部分，是在用户坐标系中定义的确定显示内容的一个矩形区域，只有在这个区域内的图形才能在设备坐标系下输出，而窗口外的部分则被截掉。(2分)视区是在设备坐标系(通常是屏幕)中定义的一个矩形区域，用于输出窗口中的图形。视区决定了窗口中的图形要显示于屏幕上的位置和大小。(2分)二者关系：不同大小的窗口连续地映射到大小不变的视区中，得到变焦距的效果；窗口大小不变而视区大小发生变化时，得到整体放缩效果。(2分)得分阅卷人以下内容由教师填写第7页共8页3、[三基类][教师答题时间：4分钟]答：（共5分）1）光线射出场景外，即光线与场景中的景物没有交点，或者与光线相交的最近景物表面为漫射面；（2分）2）当前跟踪层次已经超过用户设定的最大跟踪层数；(1分)3）由于距离衰减等等因素，跟踪光线对显示象素光亮度的贡献小于预先给定的值。（2分）4、[一般综合型][教师答题时间：5分钟]答：（共7分）(1)对P1P2进行编码，P1的编码code1为0001，P2的编码为code2为0100。由于code1|code2≠0，且code1&code2=0，故属于第三种情况。(2分)(2)code1=0001知P1在窗口左外侧，计算线段与窗口左边界的交点P3。P1P3必在窗口外，可弃之。（2分）(3)对P2P3重复上述处理：P3编码为code1为0000(说明P3已在窗口内)，P2的编码code2为0100（说明P2在窗口外），code2的左起第二位不为0，说明P2在窗口下方，用窗口下边界与线段求交点P4，丢弃P2P4。（2分）(4)对P3P4再进行一步判断，code1|code2=0，是完全可见线段，取之。（1分）五、[教师答题时间：24分钟]综合题（1题8分，2题9分，3题10分，共27分）1、[一般综合型][教师答题时间：6分钟]解：（共8分）（1）int(y+0.5)；（1分）y=y+k；（1分）（2）计算过程每一步0.5分，画图1.5分，共6分K=0.375xyint(y+0.5)00010.375020.751得分阅卷人Y65432101234567891011x第8页共8页31.125141.5251.875262.25272.625383.032、[综合型][教师答题时间：7分钟]解：（共9分）扫描线Y=4时的活性边表（4分，每个链表中数据有错扣2分，链表画错不得分）有序边表为：（5分，每个链表中数据有错扣1分，链表画错不得分）3、[综合型][教师答题时间：11分钟]解：（共10分）1.5-1/67P0P17.751/45P2P365432102-1/6724/347-1/3471/458-3.57P0P4P3P4P2P3P1P2P0P17）分（或，或）分（或，）分，）分变换矩阵）分坐标平移回原处）分旋转绕新坐标系原点逆时针）分点，将坐标系原点平移到‘’‘’‘’235.2232.43233598.51232.4598.51141234732.531732.5314411(4214214212(1321320212302321:1(1420100011(100060cos60sin06060cos601(142010001''''''11100000CCCCBBBBAAAAASAASAYXTYXYXTYXYXTYXTTTTTSinTABCTA