计算机图形学作业题.doc
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计算机图形学作业题 1. 计算机中由图形的形状参数(方程或分析表达式的系数,线段的端点坐标等)加属性参数 (颜色、线型等)来表示图形称图形的参数表示;枚举出图形中所有的点称图形的点阵 表示,简称为图像(数字图像) 2. 什么是计算机图形学?计算机图形学有哪些研究内容? 3. 计算机图形学有哪些应用领域? 4. 计算机图形学有哪些相关学科分支?它们的相互关系是怎样的? 5. 图形系统的软件系统由哪些软件组成?举例说明。 6. 了解计算机图形系统的硬件。 7. 什么是显示器的分辨率、纵横比、刷新率? 8. 什么是像素、分辨率、颜色数?分辨率、颜色数与显存的关系? 分辨率M(N、颜色个数K与显存大小V的关系: 例:分辨率为1024像素/行(768行/帧,每像素24位(bit)颜色(224种颜色)的显示 器,所需的显存为:1024(768(24位(bit)=1024(768(24/8=2359296字节(byte)。 或:每像素16777216种颜色(24位真彩色),1024(768的分辨率,所需显存为:102 4(768(log216777216位显存=2359296字节显存。 9. 什么是图元的生成?分别列举两种直线和圆扫描转换算法。 10. OpenGL由核心库GL(Graphics Library)和实用函数库GLU(Graphics Library Utilities)两个库组成。 11. 区域填充算法要求区域是连通的,因为只有在连通区域中,才可能将种子点的颜色扩 展到区域内的其它点。 区域可分为 向连通区域和 向连通区域。区域填充算法有 填充算法和 填充算法。 12. 字符生成有哪两种方式? 点阵式(bitmap fonts点阵字——raster光栅方法):采用逐位映射的方式得到字符的点阵和编码——字模位 点阵。 笔画式(outline fonts笔画字——stroke方法):将字符笔画分解为线段,以线段端点坐标为字符字模的编 码。 13. 图形信息包含图形的 和 。 14. 什么是图形变换?图形变换只改变图形的 不改变图形的 。图形变换包括 和 ( )。 15. 熟练掌握二维图形的齐次坐标表示、平移、比例、旋转、对称变换以及复合变换的方 法和原则。 16. 图形的几何变换包括 、 、 、 、 ;图形连续作一次以上的几何变换称 变换。 17. 试写出图示多边形绕点A(xo,yo)旋转的变换矩阵。要求写出求解过程及结果。 18. 试写出针对固定参考点、任意方向的比例变换矩阵。 19. 试写出对任意直线y=mx+b的对称变换矩阵。 20. 什么是窗口?什么是视区?什么是观察变换? 21. 简述二维观察变换的流程。 22. 试述窗口到视区的变换步骤,并推出变换矩阵。 23. 已知w1=10,w2=20,w3=40,w4=80, v1=80,v2=110,v3=10,v4=130, 窗口中一点P(15,60),求视区中的映射点P'? 24. 在观察变换前必须确定图形的哪部分在窗口内,那些部分在窗口外,这个选择处理过 程称为 。 25. 使用Open GL的变换函数,若程序中先后调用的几个变换函数所定义的矩阵及顺序为L, M, N,其作用顺序为: 。 26. 试列举你所知的直线和多边形裁剪算法。 27. 简述Cohen-Sutherland(代码)线段裁剪算法。 28. 窗口和多边形如下图,应用Sutherland- Hodgman算法(逐边裁剪算法),对多边形进行裁剪。请以左、上、右、下的顺序列出 窗口各边裁剪多边形后所得的多边形顶点表。 29. 任何满足欧拉公式的形体称为 形体。 30. 超二次曲面通过将额外的参数插入 曲面方程而形成。 31. 在曲线、曲面的表示上,参数方程有何优点? 32. 要变换参数曲线曲面可以直接变换它的 ,而对于非参数形式则必须变换 。 33. 欧几里得曲线是 物体,沿三维曲线路径的位置可用 参数描述。 34. 规格化参变量 t [0, 1] 使得曲线曲面的 容易确定。 35. 什么是插值?什么是逼近?什么是拟合? 36. 给定一组有序的数据点 Pi ,i =0, 1, …, n,称为控制点,构造一条曲线顺序通过每个控制点,称为对这组控制点进行 ,所构造的曲线称为 。 37. 构造一条曲线使之在某种意义下最接近给定的数据点,而不要求通过其中任何一个点 ,称为对这些数据点进行 ,所构造的曲线为 曲线。 38. 拟合(Fitting)是 和 的统称。 39. 对于一组有序的型值点,确定一种参数分割,称之对这组型值点 。确定某个单参数矢函数,即确定参数曲线方程,称为曲线的 。 40. 参数域中所有节点构成的序列称为 矢量。 41. 什么是参数化?什么是参数区间的规格化? 42. 什么是参数连续性? 二条曲线P 计算机图形学是一门研究如何利用计算机生成和处理图形的学科,它涉及数学、物理、工程等多个领域的知识。计算机图形学的研究内容广泛,包括图形的表示、生成、变换、渲染、交互以及图形用户界面的设计等。 1. 图形的表示有两种基本方式:参数表示和点阵表示。参数表示通过图形的形状参数和属性参数来描述,例如线段的端点坐标、曲线的方程等。点阵表示则是将图形转换为像素点的集合,即数字图像。 2. 应用领域包括但不限于:游戏开发、影视特效、工程设计、虚拟现实、医学成像、网页设计、科学可视化等。 3. 计算机图形学的分支学科有计算机辅助设计(CAD)、图像处理、计算机视觉、图形渲染、动画技术等。这些学科之间相互关联,共同推动了图形技术的发展。 4. 图形系统的软件通常包括图形库(如OpenGL)、图形用户界面库、渲染引擎、建模工具等。例如,OpenGL由核心库GL和实用函数库GLU组成,提供了一套用于绘制2D和3D图形的API。 5. 计算机图形系统的硬件包括显示器、显卡、输入设备等。显示器的分辨率、纵横比和刷新率是关键参数,影响图像的质量和流畅度。 6. 分辨率是显示器每行和每列像素的数量,纵横比是屏幕宽度与高度的比例,刷新率是显示器每秒重绘图像的次数,这三个因素决定了显示效果。 7. 像素是屏幕上的最小可寻址单位,颜色数表示每个像素可以表示的不同颜色数量。显存的大小直接影响着显示器能够存储的颜色信息和分辨率。 8. 图元生成是指将几何对象转化为屏幕上像素的过程,直线的扫描转换算法有Bresenham算法,圆的扫描转换有Midpoint Disk算法。 9. OpenGL的核心库GL提供基本的图形绘制功能,GLU提供了高级的图形处理函数,如投影和变换。 10. 区域填充算法有4连接和8连接,常用的填充算法有扫描线填充和边界填充。 11. 字符生成的两种方式是点阵字体和轮廓字体,前者通过像素点映射,后者基于线条描述。 12. 图形信息包含几何信息和属性信息,如形状、位置和颜色。 13. 图形变换包括几何变换和投影变换,如平移、旋转、缩放、镜像等,这些变换不会改变图形的拓扑结构。 14. 二维观察变换通常涉及视口到窗口的映射,先确定图形在窗口中的可见部分,然后进行投影和坐标变换。 以上仅是部分内容的概述,具体问题如多边形旋转、比例变换、对称变换矩阵的求解,以及各种裁剪算法、图形处理原理等,需要根据实际题目中的图示和具体要求进行详细解答。由于篇幅限制,无法在此逐一展开。学习计算机图形学时,应深入理解这些概念并进行实践操作,以全面掌握这门技术。
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