计算机图形学综合练习题

一、填空 1. 计算机图形学(Computer Graphics)是研究通过计算机将　数据 转为_图形_,并且在 专用的显示设备 上显示的原理、方法和技术的学科。 2. 图象指计算机内以　位图(bitmap)形式　存在的灰度信息,强调　视觉表现 ;而图形含有　几何 属性,更强调场景的　几何表示 ,由场景的几何模型和景物的物理属性组成 计算机图形学是一门复杂而广泛的学科，主要研究如何利用计算机将数据转化为图形，并在特定的显示设备上呈现出来。这涉及到图像与图形的区别，图像通常指的是以位图形式存储的灰度信息，注重视觉表现，而图形则包含了几何属性，侧重于场景的几何描述，由几何模型和物理属性构建。 在图形表示方法中，有两种基本类型：矢量法和位图法。矢量法基于参数，可以无限缩放而不失真，适合线条和形状的描绘；位图法则是像素的集合，适合表现复杂细节和连续色调。 图形输入设备有多种，如定位设备、笔划设备、送值设备、字符串设备、拾取设备和选择设备。显示屏上的最小控制单元是像素。图形标准通常涉及数据接口和子程序接口，如OpenGL和DirectX，用于规范硬件和软件之间的交互。 计算机图形学中的区域是指一组相邻且相连的像素，它们具有相同的属性。区域的定义方式有内点定义和边界定义。投影变换是将n+1维空间的对象映射到n维空间的过程，例如在三维空间中的投影到二维平面上。直线段的基本属性包括线型、线宽和颜色。 二维图形的变换可以通过矩阵来表示，例如特定的变换矩阵可以实现轴对称或以原点为中心的对称变换。在三维空间中，旋转可以沿着特定轴按逆时针方向进行。图形设备的输入处理有请求方式、取样方式和事件方式三种模式。 光照模型中，光的反射、镜面反射和规则透射是三个关键组成部分。投影分为平行投影（如正投影）和透视投影，前者投影线平行，后者投影线从一点出发。纹理分为颜色纹理和几何纹理，分别通过颜色变化和表面不规则性体现细节。光线照射物体后，会分解为反射光、透射光和被吸收的热能，这两部分决定了物体的明暗。 消隐算法分为线消隐和面消隐，分别处理不可见线段和面。图形系统的特性包括图形输入输出设备和交互手段，如键盘和鼠标，以及用户定义图形的用户域。 图形在输出前需要转换到设备坐标系，以便正确显示。此外，图形交互任务如拖动、选择等是用户与图形界面交互的基础。物体的相交表面计算和灭点的概念是理解三维图形投影的关键，灭点是透视投影中所有平行线汇聚的点。 计算机图形学综合练习题涵盖了从基本概念、图形表示、变换、输入输出设备、光照模型到消隐算法等多个核心知识点，这些都是理解和应用计算机图形学的基础。