计算机图形学(考前辅导)-2011

计算机图形学-考前辅导2教材名称：计算机图形学基础(第2版)作者：陆枫,何云峰出版社：电子工业出版社出版日期：2008年10月3题型一、填空题（10分，每空1分）二、判断题（10分，每题2分）三、单选题（20分，每题2分）四、简述题（30分，每小题5分）五、应用题（30分，每小题15分）4第一章绪论计算机图形学的概念计算机图形学的应用计算机图形学的研究动态5填空例题1．1962年Ivan.E.Sutherland的博士论文中首次用了“ComputerGraphics”这个术语。6简答例题1.什么是图形和图像？答案：计算机中表示带有颜色及形状信息的图和形常用两种方法，即点阵法和参数法。点阵法是用具有颜色信息的点阵来表示图形。参数法是以计算机中所记录图形的形状参数与属性参数来表示图形的一种方法。这样，进一步可以细分：把用参数法描述的图形称为图形，把用点阵法描述的图形称为图像。72.列出计算机图形学的应用领域。答案：计算机辅助设计与制造；计算机辅助绘图；计算机辅助教学；办公自动化和电子出版技术；计算机艺术；在工业控制及交通方面的应用；在医疗卫生方面的应用；图形用户界面。8第二章计算机图形系统及图形硬件计算机图形系统图形输入设备图形显示设备显示子系统图形硬拷贝设备OpenGL图形软件包9填空例题1.平板显示器的分为为非发射显示器和发射显示器。2.PC图形显示子系统主要由帧缓冲存储器（帧缓存）、显示控制器和ROMBIOS。3.glColor3f表明该函数属于OpenGL核心库。4.glutCreateWindows(“simple”)表明该函数属于OpenGL实用程序工具包，glFlush()表明该函数属于OpenGL核心库。5.可以用OpenGl实用程序工具包函数实现与运行环境无关的窗口,可用OpenGl核心库函数实现常规的、核心的图形处理。判断例题1．触摸屏是输入设备。（√）2．光笔不会发光，但能够检测出光。（√）3．光栅扫描图形显示器是画线设备，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。（×）1011单选例题1.下列设备中，哪一种是图形输出设备（A）。A.绘图仪B.数字化仪C.扫描仪D.键盘2．触摸屏是(A)设备。A.输入B.输出C.显示D.硬拷贝设备3．鼠标是（A）设备。A.输入B.输出C.显示D.绘制4．数据手套是（A）设备。A.输入B.输出C.显示D.绘制5．数字化仪是（A）设备。A.输入B.输出C.显示D.绘制6.以下不属于平板显示器的是(A)。A.CRTB.LCDC.LEDD.等离子体显示器7.随机扫描式的图形显示器是（C）。A.画体设备B.画面设备C.画线设备D.画点设备8.光栅扫描式的图形显示器是（A）。A.画点设备B.画线设备C.画面设备D.以上都不是129.以下显示设备的是(D)。A.打印机B.绘图仪C.触摸屏D.LCD10．灰度等级为256级，分辨率为1024*1024的显示器，至少需要的帧缓存容量为（B）。A.512KBB.1MBC.2MBD.3MB11．LED属于(B)。A.CRTB.平板显示器C.三维观察设备D.硬拷贝设备1314简述例题1．什么是光点？什么是像素点？什么是显示器的分辨率？答：光点是指电子束打在显示器的荧光屏上，显示器能够显示的最小的发光点，一般用其直径来标明光点的大小。像素点是指图形显示在屏幕上时候，按当前的图形显示分辨率所能提供的最小元素点。像素点可以看作是光点的集合。图形显示技术中有三种分辨率：屏幕分辨率：也称光栅分辨率或物理分辨率，它决定了显示系统最大可能的分辨率，通常用水平方向上的光点数与垂直方向上的光点数的乘积来表示。显示分辨率：是计算机显示控制器所能够提供的显示模式下的分辨率，实际应用中简称为显示模式。对于文本显示方式，显示分辨率用水平和垂直方向上所能显示的字符总数的乘积表示；对于图形显示方式，则用水平和垂直方向上所能显示的象素点总数的乘积表示。图形的存储分辨率：是指帧缓冲区的大小，一般用缓冲区的字节数表示。15第三章用户接口与交互式技术用户接口设计逻辑输入设备与输入处理交互式绘图技术OpenGL实现橡皮筋技术OpenGL实现拾取操作OpenGL中的菜单功能填空例题1.GKS将各种图形输入设备从逻辑上分类六种：定位设备、笔划设备、数值设备、字符串设备、选择设备和拾取设备。2.GKS对设备的评价可以从三个层次上来看设备层，任务层，对话层。1617单选例题1．在（B）输入下，立刻进行数据输入，所输入的数据被不断更新。A.事件B.采样C.就绪D.请求2．使用软件采用读命令从键盘上获得数据的输入方式为(D)方式。A.事件B.就绪C.采样D.请求3．在（A）输入下，由输入设备来初始化数据输入、控制数据处理进程。A.事件B.就绪C.采样D.请求判断例题1．一个实际的物理输入设备只包含一种逻辑输入设备功能。（×）1819如何在计算机中建立恰当的模型表示不同图形对象。如何组织图形对象的描述数据以使存储这些数据所要的空间最省，检索、处理这些数据的速度较快。第四章图形的表示与数据结构20填空例题1．分形几何表示的物体具有一个基本特征：无限的自相似性。判断例题1．实体模型的表示中，常用边界表示、构造实体表示和空间分割表示形式。（√）2．正则形体就是实体模型的描述对象。（×）2122单选例题1.CSG树表示的是(D)的一种。A.线框模型B.表面模型C.物理模型D.实体模型2.以下哪种情况是正则形体（D）。A．孤立四边形B.孤立点C.一条孤立边D.球简述例题1.欧氏空间中的几何元素包含那些内容?答案：欧氏空间中的几何元素包含:点：点是0维几何分量，包括端点、交点、切点和孤立点等。线：线是一维几何元素，是两个或多个邻面的交界。面：面是二维几何元素，是形体上一个有限、非零的区域，由一个外环和若干个内环界定其范围。环：环是有序、有向边（直线段或曲线段）组成的面的封闭边界。环中的边不能相交，相邻两条边共享一个端点。确定面的最大外边界的环称之为外环；确定面中内孔或凸台边界的环称之为内环。通常，外环的边按逆时针方向排序，而内环的边按顺时针方向排序，这样在面上沿一个环前进，其左侧总是面内，右侧总是面外。体：体是三维几何元素，由封闭表面围成空间，也是欧氏空间R3中非空、有界的封闭子集，其边界是有限面的并集。232．利用正则集的概念描述实体的定义？答案：根据客观存在的三维形体的性质，三维空间中的物体是一个内部连通的三维点集，也就是由其内部的点集及紧紧包着这些点的表皮组成。而物体的表皮具有连通性、有界性、非自相交性、可定向性、闭合性等性质。由内部点构成的点集的闭包就是正则集，三维空间的正则集就是正则形体。如果正则形体的表面是二维流形，即对于实体表面上的任意一点，都可以找到一个围绕着它的任意小的领域，该领域与平面上的一个圆盘是拓扑等价，那么这个正则形体就是实体。2425图形生成的概念直线段的扫描转换圆的扫描转换多边形的扫描转换与区域填充属性处理反走样技术在OpenGL中绘制图形第五章基本图形生成算法26输入直线的两端点P0(x0,y0)和P1(x1,y1)。计算初始值△x、△y、D=△x-2△y、x=x0、y=y0。绘制点(x,y)。判断D的符号。若D0，则(x,y)更新为(x+1,y+1)，D更新为D+2△x-2△y；否则(x,y)更新为(x+1,y),D更新为D-2△y。当直线没有画完时，重复上一步骤，否则结束。中点Bresenham算法——算法步骤271.输入圆的半径R。2.计算初始值d=1-R、x=0、y=R。3.绘制点(x,y)及其在八分圆中的另外七个对称点。4.判断d的符号。若d0，则先将d更新为d+2x+3，再将(x,y)更新为(x+1,y)；否则先将d更新为d+2(x-y)+5，再将(x,y)更新为(x+1,y-1)。5.当xy时，重复步骤3和4。否则结束。中点Bresenham画圆——算法步骤283-1/3353/485-1/2891/2p3p2p3p4p5p4p5p661122/5712-1795p2p1p0p1p0p6123456789101112桶(c)边表xy213456789111234567891011121012p1p3p4p5p2p0p6图5.24多边形P0P1P2P3P4P5P6改进的有效边表算法-实例29填空例题1．在计算机图形学中常用的字符在计算机内可以用位图方式或轮廓线方式来表示。2.在进行圆的扫描转换时，一般都利用了它的八点对称。3.根据相互连通的定义，区域又可分为四连通区域和八连通区域两种。4.“扫描转换后在光栅上会出现台阶”的现象称为走样。判断例题1.区域填充需要区域内部的一个像素已知。（√）2．直线段扫描转换的数值微分法有利于硬件实现。（×）3．采用线刷子时，斜线与水平（或垂直）线一样粗。（×）4.直线段扫描转换的Bresenham法仅适用于︱k︱≤1的情形。（×）5.多边形的扫描转换要求多边形封闭。（×）6.有效边表算法利用了扫描线和边的连贯性。（√）7.边缘填充算法的基本思想是将扫描线与多边形交点右方的所有象素取补。（√）3031单选例题1.（D）方法不能用于生成具有宽度的线。A.线刷子B.方刷子C.区域填充D.裁剪2．区域填充时，要求(A)。A.一个种子点已知B.必须是四连通区域C.必须用内点表示D.必须用边界表示；3.内-外测试时，从某一点出发的射线与多边形边界相交的个数为(A)，则点B在多边形外部，否则该点在多边形内部。A.奇数B.无穷大C.偶数D.032简述例题1．什么是走样？什么是反走样？常用的反走样技术有哪些？答：用离散量表示连续量引起的失真，就叫做走样。用于减少或消除这种效果的技术，称为反走样。常用的反走样技术有过取样（supersampling，或后滤波）和区域取样（areasampling，或前滤波）。2．什么是四连通区域？什么是八连通区域？四连通区域与八连通区域有什么区别？答：4-连通区域是指从区域上的一点出发，通过访问已知点的4-邻接点，在不越出区域的前提下，遍历区域内的所有像素点。8-连通区域是指从区域上的一点出发，通过访问已知点的8-邻接点，在不越出区域的前提下，遍历区域内的所有像素点。4-连通区域常可以看作是8-连通区域，但对边界条件有要求，边界表示的4-连通区域的外环边界是一个8-连通区域，而边界表示的8-连通区域的外环边界是一个4-连通区域。内点表示的4-连通区域也是8-连通区域，内点表示的8-连通区域则不一定是4-连通区域。333．举例说明奇偶规则和非零环绕树规则进行内外测试时有何不同？答：奇偶规则和非零环绕树规则是进行多边性内外测试的常用方法，这两种方法的主要区别在于：当使用奇偶规则测试的多边形内部，按照规则，由该区域发出的射线与多边形的交点数为奇数，应用非零环绕树规则时，环绕数一定不为零，该区域是多边性的内部；当使用非零环绕数规则测试的多边形外部，按照规则，环绕数为零，即由该区域发出的射线与多边形相交时，多边形边从右到左和从左到右穿过射线的数目相等，即射线与多边形的交点数为偶数，应用奇偶规则时，该区域是多边性的外部；反之，则不成立。344．试简要描述直线线宽的处理方式。答：(1)线刷子：线刷子包括垂直刷子和水平刷子。线刷子的实现是将刷子的中点对准直线一端点，然后让刷子中心往直线的另一端移动，“刷出”具有一定宽度的线。(2)方刷子：通过把边长为指定线宽的正方形的中心沿直线作平行移动，来获取具有宽度的线条。(3)区域填充：先算出线条各个角点，再用直线把相邻角点连接起来，最后使用多边形填充算法进行填充，得到具有宽度的线条。(4)改变刷子形状：使用像素模板定义其他形状的刷子355．写出用OpenGL绘制一个一条直线的代码(起点：10,10；终点：20,20)。答案：glBegin(GL_LINES)；glVertex2f(10.0f,10.0f);glVertex2f(20.0f,20.0f);glEnd()；6．写出用Op