计算机图形学复习题带答案
一．判断题（请在后面括号中打T或F）1．阴极射线管的技术指标主要是分辨率和显示速度 ; （ Y ）
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 ; （ N ）3．计算机图形学标准通常是指数据文件格式标准和子程序界面标准; （ Y ）4．在种子填充算法中所提到的八向连通区域算法同时可填充四向连通区 ; （ Y ）5．边填充算法中是将扫描线与多边形交点左方的所有象素取补; （ N ）6．插值得到的函数严格经过所给定的数据点；逼近是在某种意义上的最佳近似;（ Y ）7．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；（ N ）8．若要对某点进行比例、旋转变换，首先需要将坐标原点平移至该点，在新的坐标系下做比例或旋转变换，然后在将原点平移回去；（ Y ）9．显式方程和参数曲线均可以表示封闭曲线或多值曲线；（ N ）
10. 凡满足G'连续的曲线同时满足C'连续条件，反之则不成立；（ N ）
11．计算机图形生成的基本单位是线段。（ F ）
12．一个逻辑输入设备可以对应多个物理输入设备。（ T ）
13．DDA（微分方程法）是Bresenham算法的改进。（ F ）
14．光的强度计算公式通常表示为：
I = 0.59I + 0.30I + 0.11I ( T )
15．Bezier曲线具有对称性质。（ T ）
16．Gourand光照模型能够即使出高光部位的亮度。（ F ）
17． NURBS曲线方法不能够提供标准解析曲线和自由曲线的统一数学
表达。（ F ）
18．Phong算法的计算量要比Gourand算法小得多。（ F ）
19．齐次坐标系不能表达图形中的无穷远点。（ F ）
20．欧拉公式
v – e + f = 2
也适用于三维形体中的相关信息描述。（ T ）
二．单选题
1．下面关于反走样的论述哪个是错误的？（ D ）
A.提高分辨率；
B.把象素当作平面区域进行采样；
C.采用锥形滤波器进行加权区域采样；
D.增强图象的显示亮度；
2．多边形填充时，下述哪个论述是错误的？（ C ）
A.多边形被两条扫描线分割成许多梯形，梯形的底边在扫描线上，腰在多边形的边
上，并且相间排列；
B.多边形与某扫描线相交得到偶数个交点，这些交点间构成的线段分别在多边形
内、外，并且相间排列；
C.在判断点是否在多边形内时，一般通过在多边形外找一点，然后根据该线段与多
边形的交点数目为偶数即可认为在多边形内部，若为奇数则在多边形外部，而且不需考虑任何特殊情况；
D.边的连贯性告诉我们，多边形的某条边与当前扫描线相交时，很可能与下一条扫
描线相交；
3．下面关于NURBS的论述，哪个是错误的？（ B ）
A.可通过控制顶点和权因子来改变形状；
B.仅具有仿射不变性，但不具有透射不变性；
C.非有理B样条、有理及非有理Bezier曲线、曲面是NURBS的特例；
D.可表示标准解析形状和自由曲线、曲面；
4．在光亮度插值算法中，下列论述哪个是错误的？（ D ）
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明暗处理模型中，采用了双线性插值和构造法向量函数的方法模拟高光；
C.Gouraud明暗模型和Phong明暗处理模型主要是为了处理由多个平面片近似表
示曲面物体的绘制问题；
D.Phong明暗模型处理的物体表面光亮度呈现不连续跃变；
5．下述关于Bezier曲线
]1,0[
),
(
),
(
2
1
∈
t
t
P
t
P的论述，哪个是错误的？（ A ）
A.
P
P
P=
=)0(
)1(
2
1,在P处
)0(
),
1(
2
1P
P的切矢量方向相同，大小相等，则)(
),
(
2
1
t
P
t
P在P处具有G1连续；
B.
P
P
P=
=)0(
)1(
2
1,在P处
)0(
),
1(
2
1P
P的切矢量方向相同，大小相等，则)(
),
(
2
1
t
P
t
P在P处具有C1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。
6. 实验表明，镜面反射系数W（θ）与物体类型和角度有关。当角度θ在30到60度时，金、银、玻璃三种物体的 W（θ）值从小到大依次为： B
A 银、金、玻璃；
B 玻璃、银、金；
C 金、玻璃、银；
D 玻璃、金、银。
7. 分辨率为1024*1024的显示器，其位平面数为24，则帧缓存的字节数应为： A
A 3M
B B 2MB
C 1MB
D 512KB
8. B 样条曲线P(t)中的基函数N i ，k (t)的结点向量取为 B (0，0，…0，1，1，…1)
时，则曲线 A 是一条折线 B 不是折线，是Bezier 曲线 C 既不是A,也不是B; C 不确定
9. 在三维齐次变换矩阵
a b c
l d e f m g h I n p q r s
中，平移线性变换对应的矩阵元素的最大非零个数是 C A 3; B 6; C 7; D 8
10. 在(9)中，均匀的整体放大变换对应的矩阵元素的非零非1个数是 A 1; B 2; C 3; D 4
11. 在透视投影中，主灭点的最多个数是：C
A 1;
B 2;
C 3;
D 4
12. 在多边形面片数量很大时；消隐算法最快的应该是：C A Z-Buffer B 扫描线 C 画家算法 D 不确定
13. 在三维几何造型方法中，局部操作能力比较弱的方法是A A 体素造型 B 八叉树造型 C B-rey 造型 D 特征造型
14. 计算机显示设备一般使用的颜色模型是 A A RGB B HSV
C CMY
D 不在A,B,C 中出现
15. Ray-tracing 方法中所考虑的光线包括 B
A 漫射，反射，不包括透视
B 透射，反射，不包括漫射
C 漫射，透射，不包括反射
D 反射，漫射，透射
三． 多选题
1． 关于光栅扫描式图形显示器，具有这样的特点：（B ，C ）
A.桢缓存和光栅显示器均是数字设备；
B.需要足够的位面和桢缓存才能反映图形的颜色和灰度；
C.对于彩色光栅显示器的R.G,B三原色需要三个位面的桢缓存和三个个电子枪；
D.对原色配置颜色查找颜色查找表的目的是为了提高显示的速度；
2．关于计算机图形标准化的论述，哪个是正确的（A，C ，D ）；
A.CGM和CGI是面向图形设备的接口标准；
B.GKS、IGES、STEP均是ISO标准；
C.IGES和STEP是数据模型和文件格式的标准；
D.PHIGS具有模块化的功能结构；
3．用户接口形式包括：（ A，B，C ）；
A.子程序库；
B.专用语言；
C.交互命令；
D.交互标准；
4．下列关于Bezier曲线的性质，哪个是正确的？（A，C，D ）
A.在起点和终点处的切线方向和控制多边形第一条边和最后一条边的方向一致；
B.B.在端点处的R阶导数，仅与R个相邻个控制顶点有关；
C.C.曲线及其控制多边形在起点处有什么几何性质，在终点处也有什么性质；
D.D.对于平面曲线而言，其与某直线的交点个数不多于该直线与控制多边形的
交点个数；
5．关于NURBS中的权因子W，下面的那些论述是正确的？（ B，C ）
A.随着W的增/减，曲线则远离/靠近相应的控制顶点；
B.相应于某给定的参数的NURBS曲线上的点，在W不同时将扫描出一条直线段；
C.若NURBS曲线上的点趋向相应的控制顶点，则权因子趋向正无穷；
D.若控制顶点相同，所有的权因子分别扩大10倍，所得的曲线将比原曲线更逼近
控制顶点；
6．以下关于图形变换的论述那些是正确的？（A,C，D ）
A.平移变换不改变图形大小和形状，只改变图形位置；
B.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；
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；7．在几何造型中，下列论述中那些是正确的？（ C D ）
A.在形体定义中，允许存在孤立的点；
B.面是形体上一个有限、非零的区域，一般由一个外环和若干个内环组成，但也可
以没有任何环；
C.环是有序、有向边组成的面的封闭边界，环中的边不能相交，相邻的两条边可以
共享一个端点；
D.形体上任意一点的足够小的邻域在拓扑上应该是一个等价的封闭圆；
8．分数维造型方法中，下列论述中哪个是正确的？（A，B，D ）
A.二维空间中的一个分数维曲线的维数在1-2之间；
B.三维空间中的一个分数维曲线的维数在1-3之间；
C.三维空间中的一个分数维曲面的维数在1-3之间；
D.三维空间中的一个分数维曲面的维数在2-3之间；
9．在各种消隐算法中，下列那些论述是正确的？（A，B，C，D ）
A.画家算法的基本思想是先将屏幕赋值为背景色，然后在把物体各个面按其到视
点距离远近排序；
B.Z缓冲算法不仅需要桢缓冲区存放象素的亮度值，还需要一个Z缓冲区存放每
个象素的深度值；
C.扫描线算法首先按扫描行顺序处理一桢画面，在由视点和扫描线所决定的扫描
平面上解决消隐问题；
D.区域采样算法是利用图形的区域连贯性在连续的区域上确定可见面及其颜色和
亮度；
10.在光照明模型中，下列论述那些是正确的？（A，B，C，D）
https://www.wendangku.net/doc/1b2589058.html,mbert漫反射模型模拟理想漫射表面的光亮度，没有考虑模型表面的镜面反射
效果；
B.Phong模型将表面漫反射光亮度和镜面反射光亮度看作为是对光源入射光的直
接反射，且相互独立；
C.Blinn和Cook-Torrance模型是对Phong模型的改进，将镜面反射光是入射光的
函数因素考虑进来，因而产生的光照效果更加逼真；
D.整体光照模型同时模拟了光源引起的漫反射分量、镜面反射分量，以及环境反射
分量；
11．在计算机图形的标准化论述中，下列是正确的结论有：AB
A GKS、PHIGS都是国际标准；
B CGM、CGI都是国际标准；
C IGES、DXF都是国际标准；
D STEP不是国际标准。
12．在计算机图形关于Modeling的物体的描述中，下列是不正确的结论有：ABD
A 一根直线是物体；
B 一个空间的点是物体；
C 一个立方体是物体；
D 三维欧氏空间点的集合是物体。 13． 凸包计算的主要用途在于：BC A 多边形裁剪； B 区域填充；
C 消隐；
D 上述三种中的一个。 14．字符串裁剪的精度分类中哪些是不对的：
A STROKE 、TEXT 和CHAR ；
B STROKE 、TEXT 和STRING ；
C CHAR 、STROKE 和STRING ；
D CHAR 、DTRING 和TEXT 。 15.灰度等级为256极，分辨率为1024*1024的显示器，至少需要的帧缓存容量为（B ） A: 512KB; B: 1MB C: 2MB; D:3MB 16．在下列叙述语句中，正确的论述为（ ABD ）
A: 在图形文件系统中，点、线、圆等图形元素通常都用其几何特征参数来描述； B: 在图形系统中，图形处理运算的精度不取决于显示器的分辨率； C: 在光栅扫描图形显示器中，所有图形都按矢量直接描绘显示，不存在任何处理； D: 在彩色图形显示器中，使用RGB 颜色模型。
17．使用下列二维图形变换矩阵：
将产生变换的结果为（D ） 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。 18. 下列有关Bezier 曲线性质的叙述语句中，错误的结论为（BD ） A: Bezier 曲线可用其特征折线集（多边形）来定义；
B: Bezier 曲线必须通过其特征折线集（多边形）的各个顶点； C: Bezier 曲线两端点处的切线方向必须与起特征折线集（多边形）的相应两端
线段走向一致；
D: n 次Bezier 曲线，在端点处的r 阶导数，只与r 个相邻点有关。 19. 下列有关物体的几何表示法的叙述语句中，正确的论述为（AC ）
A: 在计算机图形学中，通常所谓"物体"是三维欧氏空间点的集合； B: 一组三维欧氏空间点的集合都可看成一个（组）"物体"； C: 单个孤立的点不是"物体";
D: 一根直线段或单张曲面都是"物体"。
20. 下列有关边界表示法的叙述语句中，错误的论述为（C ）
A: 定义了物体的边界也就唯一的定义了物体的几何形状边界； B: 物体的边界上的面是有界的，而且，面的边界应是闭合的； C: 物体的边界上的面是有向的，面的法向总是指向物体的内部； D: 物体的边界上的边可以是曲线，但在两端之间不允许曲线自相交。 21. 下列有关平面几何投影的叙述语句中，正确的论述为（ AC ）
A: 在平面几何投影中，若投影中心移到距离投影面无穷远处，则成为平行投影； B: 透视投影与平行投影相比，视觉效果更有真实感，而且能真实地反映物体的精确的尺寸和形状；
C: 透视投影变换中，一组平行线投影在与之平行的投影面上，不产生灭点； D: 在三维空间中的物体进行透视投影变换，可能产生三个或者更多的生灭点。
T =
22. 下列有关简单光反射模型的描述语句中，错误的论述为（ B）
A: 简单光反射模型，又称为Phong模型，它模拟物体表面对光的反射作用；
B: 在简单光反射模型中，假定光源是点光源，而且，仅仅关注物体表面对光的镜面反射作用；
C: 简单光反射模型主要考虑物体表面对直射光照的反射作用；
D: 在简单光反射模型中，对物体间的光反射作用，只用一个环境光变量做近似处理。
23. 下列有关曲线和曲面概念的叙述语句中，正确的论述为（ACD ）
A: 实体模型和曲面造型是CAD系统中常用的主要造型方法，曲面造型是用参数曲面描述来表示一个复杂的物体；
B: 参数形式和隐含形式都是精确的解析表示法，在计算机图形学中，它们同样好用；
C: 从描述复杂性和形状灵活性考虑，最常用的参数曲面是3次有理多项式的曲面；
D: 在曲线和曲面定义时，使用的基函数应有两个重要性质：凸包性和仿射不变性。四．问答题：
1．写一个显示一串字符的程序。
答：显示一串字符的参考程序如下：
Graph_puts(int x0,int y0,char *string)
{
char current_char;
int font_mask[FONT_WIDTH][FONT_HEIGHT];
int i,j;
for (j=0;string[j]!="\0";j++)
{current_char=string[j];
get_font(font_mask,current_char);//从字库里取得当前的字模
for(i=0;i for(j=0;j if (font_mask[i][j]) write_pixel(x0+i,y0+j,FONT_COLOR); else write_pixel(x0+i,y0+j,BACKGROUND_COLOR); } } 2．分别写出平移、旋转、缩放及其组合的变换矩阵。 ⑴.平移变换： 其中，, , 是物体在三个坐标方向上的位移量。 ⑵．旋转变换： 绕Z轴旋转的公式为： 绕X轴旋转的公式为： 绕Y轴旋转的公式为： 如果旋转所绕的轴不是坐标轴，设其为任意两点p1,p2所定义的矢量，旋转角度为。则可由7个基本变换组合构成： ①．使p1,点与原点重合； ②．，使轴p1p2落入平面xoz内； ③．，使p1p2与z轴重合； ④．，执行绕p1p2轴的角旋转； ⑤．，作3的逆变换； ⑥．，作2的逆变换； ⑦．作1的逆变换。 ⑶．缩放变换： 其中，，，是物体在三个方向上的比例变化量。记为。 若对于某个非原点参考点进行固定点缩放变换，则通过如下的级联变换实现： 3．如何用几何变换实现坐标系的变换？ 坐标系的变换，亦即将某一坐标系lcs1中的点变换为另一个坐标系 lcs2下的坐标。若，矩阵的推导分三部。 ⑴将lcs1中的点变换到世界坐标系的矩阵; x_axis, y_axis, z_axis 为lcs1中x,y,z轴矢量在世界坐标系的表示 org为lcs1中原点在世界坐标系的表示 ⑵将世界坐标系的点变换到lcs2中的点矩阵; x_axis, y_axis, z_axis 为lcs1中x,y,z轴矢量在世界坐标系的表示 org为lcs1中原点在世界坐标系的表示 a = - x_axis.x * org.x - x_axis.y * org.y - x_axis.z * org.z b = - y_axis.x * org.x - y_axis.y * org.y - y_axis.z * org.z c = - z_axis.x * org.x - z_axis.y * org.y - z_axis.z * org.z 4．计算机图形显示器和绘图设备表示颜色的方法各是什么颜色系统？它们之间的关系如何？ 答：计算机图形显示器是用RGB方法表示颜色，而绘图设备是用CMYK方法来表示颜色的。它们之间的关系是：两者都是面向硬件的颜色系统，前者是增性原色系统，后者是减性原色系统，后者是通过在黑色里加入一种什么颜色来定义一种颜色，而后者是通过指定从白色里减去一种什么颜色来定义一种颜色。 5．简述帧缓存与显示器分辨率的关系。分辨率分别为640×480，1280×1024，和2560×2048的显示器各需要多少字节位平面数为24的帧缓存？ 答：帧缓存的大小和显示器分辨率之间的关系是：帧缓存的大小=显示器分辨率的大小*帧缓存的位平面数/8。例如：分辨率分别为640*480的显示器所需要的缓存的大小是：640*480*24/8=921600字节；分辨率为1280*1024的显示器所需要的缓存的大小是：1280*1024*24/8=3932160字节；分辨率为2560*2048的显示器所需要的缓存的大小是：2560*2048*24/3= 15728640字节。 6．画直线的算法有哪几种？画圆弧的算法有哪几种？写一个画带线宽的虚线的程序。 答：通常画直线的方法有三种：（1）逐点比较法；（2）数值微分法；（3）Bresenham算法。画弧线的常用方法有：（1）逐点比较法；（2）角度DDA法；（3）Bresenham算法。一个基于数值微分法的带线宽的画虚线的参考程序如下： Draw_wide_dashed(int x0,int y0,int x1,int y1,int width,int color) { int j; float dx,dy,k,x,y,startx,starty; dx=abs(x1-x0); dy=abs(y1-y0); k=dy/dx; if (abs(k)<=1)//如果斜率不大于1，则x的增长大于y的增长。 { startx=x0 for (j=width;j>0;j++) { y=starty;// for(x=startx;x { drawpixel(x,int(y+0.5),color); y=y+k; }; starty=starty+1;//每次画一条宽为1的斜线时重新调整起点 startx=startx-1/k; } } else { starty=y0 for (j=width;j>0;j++) { x=startx; for(y=starty;y { drawpixel(int(x+0.5),y,color); x=x+1/k; }; startx=startx+1; starty=starty-1/k; } } } 7．写一个画饼分图的程序，用不同的颜色填充各个区域。答：画饼分图的参考程序如下： Draw_pie(int x, int y,float radius ,float *percent) { float seed_x,seed_y; int color,i; color=0; float angle=0; draw_circle(x,y,radius); draw_line(x,y,x+radius,y); for(i=0;percent[i]<=0;i++) { seed_x=x+radius*cos(angle+PI*percent[i]/100); seed_y=y+radius*sin(angle+PI*percent[i]/100); /*在新的扇区中间找一个种子点作为填色之用*/ angle=angle+2*PI*percent[i]/100; draw_line(x,y,x+radius*cos(),y+radius*sin()); seed_filling(seed_x,seed_y,color++,BACKGROUND_COLOR); } } 8. 写出几种线裁剪算法；写出几种多边形裁剪算法。答：线的裁剪算法： ⑴矢量裁剪法 ⑵编码裁剪法 ⑶中点分割裁剪法 多边形的裁剪算法： ⑴逐边裁剪法 ⑵双边裁剪法 9. 写出Bezier曲线和面片的几种表达形式。 空间给定的n+1个点，称下列参数曲线为n次的Bezier曲线。 其中是Bernstein基函数，即 i = 0,1,…,n 空间给定的(n+1)*(m+1)个点为曲面片的控制顶点（i = 0,1,…,n; j = 0,1,…,m）,则下列张量积形式的参数曲面为次的Bezier曲面： Bezier曲面齐次坐标形式为： 其中为Bernstein多项式。 10. 写出B样条的矩阵形式和调和函数。为什么使用非均匀有理B 样条？ n+1个控制点,K阶（K-1次）B样条曲线的表达式是： 其中是调和函数，按照递归公式可定义为： 其中是节点值，是K阶B样条函数的节点矢量。 非均匀B样条函数的节点参数沿参数轴的分布是不等距的，近年来，它得到了广泛的发展和应用，主要原因是： ⑴对标准的解析形状（如圆锥曲线，二次曲线，回转面等）和自由曲线，曲面提供了统一 的数学表示，无论是解析形状还是自由格式的形状均有统一的表示参数，便于工程数据库的存取和应用。 ⑵可通过控制点和权因子来灵活的改变形状。 ⑶对插入节点，修改，分割，几何插值等的处理工具比较有利。 ⑷具有透视投影变换和仿射变换的不变性。 ⑸非有理B样条，有理及非有理Bezier曲线，曲面是NURBS的特例表示。 11．简述边界表示法（BREP）实体构造表示法（CSG）。 答：边界表示法是用实体的表面来表示实体的形状，它的基本元素是面、边、顶点。它以欧拉公式作为理论基础，要求实体的基本拓扑结构符合欧拉公式。目前采用的比较多的数据结构是翼边数据结构和半边数据结构（又称对称数据结构）。 实体构造表示法的基本思想是将简单的实体（又称体素）通过集合运算组成所需要的物体。其中，集合运算的实现过程由一棵二叉树来描述，二叉树的叶子节点表示体素或者几何变换的参数，非终端节点表示施加于其子结点的正则集合算子或几何变换的定义。 12．写出透视变换矩阵和各种投影（三视图、正轴测和斜投影）变换矩阵。 透视变换矩阵形式为： 主视图：俯视图： 侧视图： 正轴测： 斜投影： 13．观察空间有哪些参数？其作用是什么？写出从物体空间坐标系到观察空间坐标系转换矩阵。 答： 参数名称作用 VRP 观察参考点确定观察坐标系原点 VPN 观察平面法向确定观察平面法向 VUP 观察正向确定观察平面上v轴的方向 F 前截面距离确定前截面位置 B 后截面距离确定后截面位置 Pt 投影类型定义投影是平行投影还是透视投影PRP 投影参考点确定投影中心或投影方向 Umin,Umax,Vmin,Vmax 观察窗口在观察平面上定义观察窗口 从物体空间坐标系到观察空间坐标系的转换矩阵： 名词解释 将图形描述转换成用像素矩阵表示的过程称为扫描转换。 1．图形 2．像素图 3．参数图 4．扫描线 5．构造实体几何表示法 6．投影 7．参数向量方程 8．自由曲线 9．曲线拟合 10．曲线插值 11．区域填充 12．扫描转换 三、填空 1．图形软件的建立方法包括提供图形程序包、和采用专用高级语言。 2．直线的属性包括线型、和颜色。 3．颜色通常用红、绿和蓝三原色的含量来表示。对于不具有彩色功能的显示系统，颜色显示为。 4．平面图形在内存中有两种表示方法，即和矢量表示法。 5．字符作为图形有和矢量字符之分。 6．区域的表示有和边界表示两种形式。 7．区域的内点表示法枚举区域内的所有像素，通过来实现内点表示。 8．区域的边界表示法枚举区域边界上的所有像素，通过给赋予同一属性值来实现边界表示。 9．区域填充有和扫描转换填充。 10．区域填充属性包括填充式样、和填充图案。 11．对于图形，通常是以点变换为基础，把图形的一系列顶点作几何变换后， 连接新的顶点序列即可产生新的变换后的图形。 12．裁剪的基本目的是判断图形元素是否部分或全部落在之内。 13．字符裁剪方法包括、单个字符裁剪和字符串裁剪。 14．图形变换是指将图形的几何信息经过产生新的图形。 15．从平面上点的齐次坐标，经齐次坐标变换，最后转换为平面上点的坐标，这一变换过程称为。 16．实体的表面具有、有界性、非自交性和闭合性。 17．集合的内点是集合中的点，在该点的内的所有点都是集合中的元素。 18．空间一点的任意邻域内既有集合中的点，又有集合外的点，则称该点为集合的。 19．内点组成的集合称为集合的。 20．边界点组成的集合称为集合的。 21．任意一个实体可以表示为的并集。 22．集合与它的边界的并集称集合的。 23．取集合的内部，再取内部的闭包，所得的集合称为原集合的。 24．如果曲面上任意一点都存在一个充分小的邻域，该邻域与平面上的（开）圆盘同构，即邻域与圆盘之间存在连续的1-1映射，则称该曲面为。 25．对于一个占据有限空间的正则（点）集，如果其表面是，则该正则集为一个实体（有效物体）。 26．通过实体的边界来表示一个实体的方法称为。 27．表面由平面多边形构成的空间三维体称为。 28．扫描表示法的两个关键要素是和扫描轨迹。 29．标量：一个标量表示。 30．向量：一个向量是由若干个标量组成的，其中每个标量称为向量的一个分量。 四、简答题 1. 什么是图像的分辨率？ 计算机图形学测试题 （一） 1．能在人的视觉系统中产生视觉印象的客观对象，包括自然景物、拍摄到的图片、用数学方法描述的图形等等，都是计算机（A）学的研究对象。 A．图形B．语言C．技术D．地理 2．刻画对象的轮廓、形状等，构成了图形的（B）要素。 A．化学B．几何C．技术D．语言 3．刻画对象的颜色、材质等，构成了图形的非（C）要素。 A．化学B．技术C．几何D．语言 4．点阵表示法枚举出图形中所有的点，简称为数字（D）。 A．图形B．图元C．像素D．图像 5．参数表示法包括了形状参数和属性参数等，简称为（A）。 A．图形B．图元C．像素D．图像 6．计算机辅助设计、科学计算可视化、计算机艺术、地理信息系统、计算机动画及广告影视创作、电脑游戏、多媒体系统、虚拟现实系统等，都是计算机（B）学的实际应用。 A．图像B．图形C．地理D．技术 7．科学计算可视化（Scientific Visualization）在直接分析大量的测量数据或统计数据有困难时可以实现用（C）表现抽象的数据。 A．技术B．几何C．图形D．像素 8．计算机艺术软件工具PhotoShop、CorelDraw、PaintBrush等具有创作轻松、调色方便等（D），但也有难以容入人的灵感等缺点。 A．历史B．现实C．缺点D．优点 9．3D MAX, MAYA等等都是很好的计算机（A）创作工具。 A．动画B．图形C．图像D．像素 10．电子游戏的实时性、逼真性，蕴含了大量先进的计算机（B）处理技术。 A．金融B．图形C．商业D．交易 11．在计算机控制下，对多种媒体信息进行生成、操作、表现、存储、通信、或集成的处理，总要包括文本、（C）、图像、语音、音频、视频、动画等。 A．文本B．语音C．图形D．动画 12．虚拟现实（Virtual Reality）或称虚拟环境（Virtual Environment)是用（D）技术来生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉或嗅觉等感觉世界。 A．控制B．机械C．物理D．计算机 13．媒体包括“连续媒体”和“离散媒体”，计算机总是要把连续的媒体（A）为离散的信息。 A．转换B．计算C．控制D．组合 14．虚拟现实可以让用户从自己的视点出发，利用自然的技能和某些设备对这一生成的（B）世界客体进行浏览和交互考察。 A．现实B．虚拟C．物理D．历史 （二） 15．电子束轰击荧光屏产生的亮点只能持续极短的时间，为了产生静态的不闪烁的图像，电子束必须周期性地反复扫描所要绘制的图形，这个过程称为（C）。 A．启动B．驱动C．刷新D．更新 16．阴极射线管(CRT)的电子枪发射电子束，经过聚焦系统、加速电极、偏转系统，轰击到荧光屏的不同部位，被其内表面的荧光物质吸收，发光产生可见的（D）。 A．电子B．物质C．光线D．图形 17．像素(Pixel:Picture Cell)是构成屏幕（A）的最小元素。 A．图像B．图框C．线D．点 18．分辨率(Resolution)是指在水平或竖直方向单位长度上能识别的最大（B）个数，单位通常为dpi（dots per inch)。 A．图像B．像素C．线D．圆 19．假定屏幕尺寸一定，常用整个屏幕所能容纳的像素个数描述屏幕的（C），如640*480，800*600，1024*768，1280*1024等等。 A．大小B．容量C．分辨率D．亮度 （三） 20．容器坐标系包括坐标原点、坐标度量单位和坐标轴的长度与（D）。 一、选择题（20分） 1、计算机绘图设备一般使用什么颜色模型？（ B ） 色的简写) C. HSV D. HLS (计算机图形显示器用RGB) 2、在多边形的逐边裁剪法中,对于某条多边形的边(方向为从端点S到端点P)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 ） A. S和P均在可见的一侧,则输出S和P. B. 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. D. 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P. 3、在物体的定义中对边的哪条限制不存在?（ C ） A. 边的长度可度量且是有限的 B. 一条边有且只有两个相邻的面 C. 一条边有且只有两个端点 D. 如果一条边是曲线,那么在两个端点之间不允许曲线自相交 4、在三维齐次变换矩阵（右图）中，平移线性变换对应的矩阵元素的最大非零个数是（ C ） A. 3 B. 6 C. 7 D. 8 5、下列有关平面几何投影的叙述，错误的是（ C ） A. 透视投影又可分为一点透视、二点透视、三点透视； B. 斜 投影又可分为斜等测、斜二测； C. 正轴测又可分为正一测(正等测)、正二测、正三测； D. 正视图又可分为主视图、侧视图、俯视图。 6、在用射线法进行点与多边形之间的包含性检测时,下述哪一个操作不正确? ( D ) A. 当射线与多边形交于某顶点时且该点的两个邻边在射线的一侧时,计数0次 B. 当射线与多边形交于某顶点时且该点的两个邻边在射线的一侧时,计数2 次 C. 当射线与多边形交于某顶点时且该点的两个邻边在射线的两侧时,计数1次 D. 当射线与多边形的某边重合时,计数1次 7、在下列叙述语句中，不正确的论述为（ C ） A. 在图形文件系统中，点、线、圆等图形元素通常都用其几何特征参数来描述； B. 在图形系统中，图形处理运算的精度不取决于显示器的分辨率； C. 在光栅扫描图形显示器中，所有图形都按矢量直接描绘显示，不存在任何处理； D. 在彩色图形显示器中，使用RGB颜色模型。 8、下列不属于组成平面多面体的基本元素的是( B )。 A. 顶点 B. 环 C. 棱边 D. 面。 组卷规则：每套模拟题5个问答或者计算或者证明题，每题20分。 《计算机图形学基础》模拟试题（1） 1、简述Cohen-Sutherland 裁剪方法的思想，并指出与之相比，中点裁剪方法的改进之处，及这种改进的理由。 答：Cohen-Sutherland 裁剪算法的思想是：对于每条线段分为三种情况处理。（1）若完全在窗口内，则显示该线段简称“取”之。（2）若明显在窗口外，则丢弃该 线段，简称“弃”之。（3）若线段既不满足“取”的条件，也不满足“弃”的条件，则求线段与窗口交点，在交点处把线段分为两段。其中一段完全在窗口外，可弃之。然后对另一段重复上述处理。中点分割算法的大意是，与Cohen-Sutherland 算法一样首先对线段端点进行编码，并把线段与窗口的关系分为三种情况: 全在、完全不在和线段和窗口有交。对前两种情况， 进行同样的处理。对于第三种情况，用中点分割的方法求出线段与窗口的交点。即从点出发找出距最近的可见点A和从点出发找出距最近的可见点B，两个可见点之间的连线即为线段的可见部分。从出发找最近可见点采用中点分割方法：先求出的中点,若不是显然不可见的，并且在窗口中有可见部分，则距最近的可见点一定落在上，所以用代替；否则取代替。再对新的求中点。重复上述过程，直到长度小于给定的控制常数为止，此时收敛于交点。 改进之处在于，对第三种情况，不直接解方程组求交，而是采用二分法收搜索交点。这种改进的理由是：计算机屏幕的象素通常为1024×1024，最多十次二分搜索即可倒象素级，必然找到交点。而且中点法的主要计算过程只用到加法和除2运算，效率高，也适合硬件实现。 2、在Phong 模型 中，三项分别表示何含义？公式中的各个符号的含义指什么？ 答：三项分别代表环境光、漫反射光和镜面反射光。为环境光的反射光强，为理想漫反射光强，为物体对环境光的反射系数，为漫反射系数，为镜面反射系数，为高光指数，L 为光线方向，N 为法线方向，V 为视线方向，R 为光线的反射方向。 《计算机图形学》模拟试卷一 一、【单项选择题】(本大题共10小题，每小题2分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在答题卷相应题号处。 1、计算机图形学与计算机图像学（图像处理）的关系是（）。 [A] 计算机图形学是基础，计算机图像学是其发展 [B] 不同的学科，研究对象和数学基础都不同，但它们之间也有可相互转换部分 [C] 同一学科在不同场合的不同称呼而已 [D] 完全不同的学科，两者毫不相干 2、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 [D] 边标志算法也不能解决象素被重复访问的缺点 3、在多边形的逐边裁剪法中,对于某条多边形的边(方向为从端点S到端点P)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。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P [B] 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S [D] 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P 4、下列关于反走样的叙述中，错误的论述为（）。 [A] 把像素当作平面区域来采样[B] 提高分辨率 [C] 增强图像的显示亮度[D] 采用锥形滤波器进行加权区域采样 5、下列关于平面几何投影的叙述中，错误的论述为（）。 [A] 透视投影的投影中心到投影面的距离是有限的 [B] 在平行投影中不可能产生灭点 [C] 在透视投影中，一组平行线的投影仍保持平行 [D] 透视投影与平行投影相比，视觉效果更真实，但不一定能真实反映物体的精确尺寸和形状 6、下列关于Bezier曲线的论述中，错误的论述为（）。 [A] 曲线及其控制多边形在起点和终点具有同样的几何性质 [B] 在起点和终点处的切线方向和控制多边形第一条边和最后一条边的方向相同 [C] n个控制点控制一条n次Bezier曲线 [D] 某直线与平面Bezier曲线的交点个数不多于该直线与控制多边形的交点个数 7、下面给出的四个选项中，（）不是Bezier曲线具有的性质。 [A] 局部性[B] 几何不变性[C] 变差缩减性[D] 凸包性 计算机图形学课程模拟试卷（参考答案含评分标准） 2010—2011学年第二学期 年级专业学号姓名得分 一、简要回答题（每题7分，共7题，共49分） 1.被誉为“图形学之父”的伊万?萨瑟兰(Ivan Sutherland)对计算机图形学理论和 应用的主要贡献有哪些？ 答：（1）（3分）萨瑟兰在MIT攻读博士学位时,在著名的林肯实验室完成基于光笔的交互式图形系统：Sketchpad。这一系统中许多交互式图形设计的创意是革命性的,它的影响一直延续到今天。 （2）（4分）用于显示立体和彩色图像的“Lorgnette”技术和一系列图形图像算法，如分区编码的直线段裁剪算法、多边形裁剪算法、曲面的表示和消除隐藏线算法等等。 2.有人认为图形学算法主要依赖于点和向量的数学运算，你是否认同这一观点？给出 同意或反对的理由，并举例说明。 答：这一观点是正确的（2分），主要理由和举例如下（5分）： （1）图形学的很多算法属于几何算法，点（从三维、二维到一维）是最基本的几何要素，也是统一基本几何的计算机表示形式。例如，在观察流水线上的主要图形学算法，无 论是表示和生成（显示）、建模（造型）、变换（包括投影、观察、消隐）都可以统 一到建立基于点的几何模型；（可以以典型的光栅图形学的算法如基本图形的生成和 变换、三维观察、Z-Buffer算法为例说明） （2）向量几何是图形学的重要数学基础、建立了以“方向性”概念的基本理论、思想方法、几何结构、几何算法与复杂性分析的几何计算理论体系。例如，借助向量几何可以将 二维布尔运算降为一维向量计算、将三维布尔运算下降为二维布尔运算、将三维消隐 算法最终归结为一维交集算法等等，从而使几何计算的复杂性大为简化。（可以以比 较典型的Liang-Barsky裁剪算法、三维实体造型CSG树生成，隐藏线消除算法等为例 说明）。 『评分说明』若认为这一观点是错误的或持有含糊的态度，且给出的例子是片面的、主观的，则本题不得分。其他错误情况者，如未举例说明，酌情扣2分左右。 3.针对多面体模型，直接用简单光照模型绘制会有什么问题？简述两种增量式光照明 模型（多边形绘制）的基本思想，并指出两个算法的主要区别。 答： （1）（3分）针对多面体模型，使用简单光照模型绘制会在多边形与多边形之交界处产生明暗的不连续变化，影响了曲面的显示效果，即马赫带效应。如果增加多边形个数，减小每个多边形的 1．在处理图形时常常涉及的坐标系有模型坐标系（局部坐标系），世界坐标系，观察坐标系，设备坐标系。 2．生成直线的四点要求是:生成的直线要直，直线的终止点要准，直线的粗细要均匀，速度要快。 3．扫描线的连贯性是多边形区域连贯性在一条扫描线上的反映；边的连贯性是多边形区域连贯性在相邻两扫描线上的反映。 4．具有256级灰度、分辨率为1024*1024个象素阵列的光栅扫描式显示器需要1024 KB的缓冲器。 5．计算机图形学是研究怎样用数字计算机生成、处理和显示图形的一门学科。 二、选择题（共10分，每题2分） 1．计算机显示设备一般使用的颜色模型是（ A ） A）RGB B）HSV C）CMY D）不在A,B,C中出现 2．在计算机图形关于Modeling的物体的描述中，下列是正确的结论有（C） A 一根直线是物体 B 一个空间的点是物体 C 一个立方体是物体 D 三维欧氏空间点的集合是物体 3．以下关于图形变换的论述不正确的是（D） A. 平移变换不改变图形大小和形状，只改变图形位置； B. 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； C.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 D.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； 4．计算机图形学与计算机图象学的关系是( B )。 A）计算机图形学是基础，计算机图象学是其发展 B）不同的学科，研究对象和数学基础都不同，但它们之间也有可转换部分C）同一学科在不同场合的不同称呼而已 D）完全不同的学科，两者毫不相干5．使用下列二维图形变换矩阵： 将产生变换的结果 为（D） 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。 T = 计算机图形学模拟试卷 计算机图形学课程试卷(卷) 注意：1、本课程为必修（表明必修或选修），学时为 51 ，学分为 3 2、本试卷共 3 页；考试时间 120 分钟；出卷时间：年 12 月 3、姓名、学号等必须写在指定地方；考试时间：年 1 月 11 日 4、本考卷适用专业年级：任课教师： （以上内容为教师填写） 专业年级班级 学号姓名 一、名词解释(15分) 1．国际标准化组织（ISO）对计算机图形学的定义 2． 象素图 3． 正投影 4． 纹理 5． 位图 二．单项选择题(1.5×10＝15分) （ ）1、在TC 环境下编译绘图程序进行图形初始化时，要寻找文件的格式是？______。 A ）.DOC B ）.CPP C ）.C D ）.BGI （ ）2、图形系统是由四部分组成，分别为 A).应用系统结构；图形应用软件；图形支撑软件；图形设备。 B).计算机；显示器；打印机；图形应用软件。 C).计算机；图形设备；图形支撑软件；图形应用软件。 D).计算机；图形软件；图形设备；应用数据结构。 （ ）3、使用下列二维图形变换矩阵： T=???? ??????111020002 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 ）上述答案都不对。 （ ）4、图形显示器的工作方式为 A ）.文本方式 B ）.图形方式 C ）.点阵方式 D ）.文本与图形方式 （ ）5、透视投影中主灭点最多可以有几个? A) 3 B)2 C)1 D)0 （ ）6、在用射线法进行点与多边形之间的包含性检测时,下述哪一个操作不正确? A) 当射线与多边形交于某顶点时且该点的两个邻边在射线的一侧时,计数0次 B) 当射线与多边形交于某顶点时且该点的两个邻边在射线的一侧时,计数2次 C) 当射线与多边形交于某顶点时且该点的两个邻边在射线的两侧时,计数1次 D) 当射线与多边形的某边重合时,计数1次 （ ）7、下列有关平面几何投影的叙述语句中，正确的论述为 注意：答案仅供参考 第一章 一、名词解释 图形；图像；点阵表示法；参数表示法； 二、选择题： 1. 下面哪个不是国际标准化组织（ISO）批准的图形标准。（D ） A.GKS B.PHIGS C.CGM D.DXF 2. 下面哪一项不属于计算机图形学的应用范围？（B） A. 计算机动画； B. 从遥感图像中识别道路等线划数据； C. QuickTime技术； D. 影视三维动画制作 3. 关于计算机图形标准化的论述，哪个是正确的（B ）； A. CGM和CGI是面向图形设备的接口标准； B. GKS、IGES、STEP均是ISO标准； C. IGES和STEP是数据模型和文件格式的标准； D. PHIGS具有模块化的功能结构； 4. 与计算机图形学相关的学科有_ A、C、D___。 A. 图像处理 B. 测量技术 C. 模式识别 D. 计算几何 E. 生命科学 F. 分子生物学 三、判断题： 计算机图形学和图像处理是两个近似互逆的学科。（F） 计算机图形学处理的最基本的图元是线段。（F） 四、简答题： 图形包括哪两方面的要素，在计算机中如何表示它们？ 阐述计算机图形学、数字图像处理和计算机视觉学科间的关系。图形学作为一个学科得以确立的标志性事件是什么？ 试列举出几种图形学的软件标准？工业界事实上的标准有那些？举例说明计算机图形学有哪些应用范围，解决的问题是什么？ 第二章 一、选择题： 1. 触摸屏是一种（C ） A. 输入设备； B. 输出设备； C. 既是输入设备，又是输出设备； D. 两者都不是； 2. 空间球最多能提供（D ）个自由度； A. 一个； B. 三个； C. 五个； D. 六个； 3. 等离子显示器属于（C） A. 随机显示器； B. 光栅扫描显示器； C. 平板显示器； D. 液晶显示器； 4. 对于一个1024×1024存储分辨率的设备来说，当有8个位平面时，显示一帧图像所需要的内存为（A、D） A. 1M字节； B. 8M字节； C. 1M比特； D. 8M比特； 5. 分辨率为1024*1024的显示器，其位平面数为24，则帧缓存的字节数应为（A） A. 3MB； B. 2MB； C. 1MB； D. 512KB； 6. 下面对光栅扫描图形显示器描述正确的是：（A） A. 荧光粉涂层均匀离散分布； B. 是一种点画设备； C. 电子束从顶到底扫描； D. 通过控制电子束的强弱实现色彩的强弱； 7. 一个逻辑输入设备可以对应（C）物理输入设备。 A. 仅一个 B. 仅二个 C. 多个 D. 以上都不是 8. 彩色阴极射线管的三基色指得是：（A、C、D） A. 绿色； B. 黄色； C. 蓝色； D. 红色； 9. 计算机显示设备一般使用的颜色模型是（A） A. RGB B. HSV 一、填空（1×20=20分） 1. 一个交互性的计算机图形系统应具 有、、、、输入等五方面的功能。 2. 阴极射线管从结构上可以分 为、和。 3. 常用的图形绘制设备 有和，其中支持矢量格式。 5. 通常可以采用和处理线宽。 6. 齐次坐标表示就是用维向量表示n维向量。 7. 平行投影根据可以分 为和投影。 二、名词解释（3×5=15分） 1. 图像 2. 走样 3. 段 4. 4连通区域 5. 主灭点 三、简答与计算（6×5=30分） 1．图形包括哪两个方面的要素在计算机中如何表示它们 2．简述荫罩式彩色阴极射线管的结构和工作原理 3．在交互输入过程中，常用的管理设备的方式有哪些试分别说明。 4．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 5．什么是观察坐标系为什么要建立观察坐标系 四、推导与计算题 （要 1. 试用中点Bresenham算法原理推导斜率大于1的直线段的扫描转换算法。求写清原理、误差函数和递推公式，并进行优化）（15分） 2. 已知直线，求相对于该直线作对称变换的变换矩阵。（10分） 3．试作出下图中三维形体ABCDE的三视图（平移矢量均为1）。要求写清变换过程，并画出生成的三视图。（10分） 一、填空 1. 计算；存储；交互（对话）；输入。 2. 电子枪；偏转系统；荧光屏。 3. 打印机；绘图仪；笔式绘图仪。 4. 数值设备；字符串设备；选择设备；拾取设备。 5. 线刷子；方刷子。 6. n+1。 7. 投影方向与投影面是否垂直；正；斜。 二、名词解释 1. 图像：在计算机中用点阵法描述的图形叫做图像。 2. 走样：用离散量表示连续量引起的失真。 3. 段：段是指具有逻辑意义的有限个图素（或体素）及其附加属性的集合，也称为图段（二维空间中）、结构和对象。 4. 4连通区域：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。 5. 主灭点：透视投影中，与坐标轴方向平行的平行线的投影会汇聚到一点，这个点称为主灭点。 三、简答与计算 1. 答：构成图形的要素可以分为刻画形状的点、线、面、体等的几何要素和反映物体表面属性或材质的明暗、灰度、色彩（颜色信息）等的非几何要素。 下面哪个函数是OpenGl 的工具函数（ ） A.glBegin B.glEnd C. glClear D. gluLookAt Breseham 算法直线算法中，当误差项5.0 计算机图形学复习题及答 案 This manuscript was revised on November 28, 2020 中南大学现代远程教育课程考试模拟复习试题.及参考答案 计算机图形学 一、名词解释 1．图形 2．像素图 3．参数图 4．扫描线 5．构造实体几何表示法 6．投影 7．参数向量方程 8．自由曲线 9．曲线拟合 10．曲线插值 11．区域填充 12．扫描转换 二、判断正误（正确写T，错误写F） 1.存储颜色和亮度信息的相应存储器称为帧缓冲存储器，所存储的信息被称为位 图。（） 2．光栅扫描显示器的屏幕分为m行扫描线，每行n个点，整个屏幕分为m╳n个点，其中每个点称为一个像 素。―――――――――――――――――――――（） 3．点阵字符用一个位图来表示，位图中的0对应点亮的像素，用前景色绘制；位图中的1对应未点亮的像素，用背景色绘 制。――――――――――――――――－（） 4．矢量字符表示法用（曲）线段记录字形的边缘轮廓线。―――――――――――（） 5．将矢量字符旋转或放大时，显示的结果通常会变得粗糙难看，同样的变换不会改变点阵字符的显示效 果。―――――――――――――――――――――――――（） 6．在光栅图形中，区域是由相连的像素组成的集合，这些像素具有相同的属性值或者它们位于某边界线的内 部。―――――――――――――――――――――――（） 7．多边形的扫描变换算法不需要预先定义区域内部或边界的像素值。――――――（） 8．齐次坐标表示法用n维向量表示一个n＋１维向 量。―――――――――――――（） 9．实体的边界由平面多边形或空间曲面片组成。―――――――――――――――（） 10．平面多面体表面的平面多边形的边最多属于两个多边形，即它的表面具有二维流形的性 质。―――――――――――――――――――――――――――――――（） 11．实体几何性质包括位置、长度和大小 等。―――――――――――――――――（） 12．实体的拓扑关系表示实体之间的相邻、相离、方位、相交和包含等关系。―――（） 13．实体的扫描表示法也称为推移表示法，该表示法用一个物体和该物体的一条移动轨迹来描述一个新的物 体。――――――――――――――――――――――――（） 14．如果投影空间为平面，投影线为直线，则称该投影为平面几何投影。――――－（） 15.平面几何投影分为两大类：透视投影和平行投影。――――――――――――－ （） 16．当投影中心到投影面的距离为有限值时，相应的投影为平行投 影。――――――（） 17．当投影中心到投影面的距离为无穷大时，相应的投影即为透视投影。―――――（） 《计算机图形学》练习试题及参考答案 二、选择题（每题2分） B 1、计算机图形学与计算几何之间的关系是( )。 A）学术上的同义词B）计算机图形学以计算几何为理论基础 C）计算几何是计算机图形学的前身D）．两门毫不相干的学科 B 2、计算机图形学与计算机图象学的关系是( )。 A）计算机图形学是基础，计算机图象学是其发展 B）不同的学科，研究对象和数学基础都不同，但它们之间也有可转换部分 C）同一学科在不同场合的不同称呼而已 D）完全不同的学科，两者毫不相干 C 3、触摸屏是( )设备。 A）输入B）输出C）输入输出D）既不是输入也不是输出 B 4．计算机绘图设备一般使用什么颜色模型？( ) A）RGB；B）CMY；C）HSV ；D）HLS A 5. 计算机图形显示器一般使用什么颜色模型？( ) A）RGB；B）CMY；C）HSV ；D）HLS C 6．分辨率为1024×1024的显示器各需要多少字节位平面数为24的帧缓存？( ) A）512KB；B）1MB；C）2MB ；D）3MB D 7．哪一个不是国际标准化组织（ISO）批准的图形标准？( ) A）GKS；B）PHIGS；C）CGM ；D）DXF C8.下述绕坐标原点逆时针方向旋转a角的坐标变换矩阵中哪一项是错误的? ( ) | A B | | C D | A) cos a; B) sin a; C) sin a; D) cos a A 9、在多边形的逐边裁剪法中,对于某条多边形的边(方向为从端点S 到端点P)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S和P. B)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. D)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P. C 10、在物体的定义中对边的哪条限制不存在? ( ) A) 边的长度可度量且是有限的 B) 一条边有且只有两个相邻的面 姓名：___________学号：___________班级：_______ 机械学院2006-2007计算机图形学试题（B ）开卷 一、填空题（共20分，每空2分） 1．在处理图形时常常涉及的坐标系有模型坐标系（局部坐标系），世界坐标系，观察坐标系，设备坐标系。 2．生成直线的四点要求是:生成的直线要直，直线的终止点要准，直线的粗细要均匀， 速度要快。 3．扫描线的连贯性是多边形区域连贯性在一条扫描线上的反映；边的连贯性是多边形区域连贯性在相邻两扫描线上的反映。 4．具有256级灰度、分辨率为1024*1024个象素阵列的光栅扫描式显示器需要1024 KB 的缓冲器。 5．计算机图形学是研究怎样用数字计算机生成、处理和显示图形的一门学科。 二、选择题（共10分，每题2分） 1．计算机显示设备一般使用的颜色模型是 （ A ） A ）RG B B ）HSV C ）CMY D ）不在A,B,C 中出现 2．在计算机图形关于Modeling 的物体的描述中，下列是正确的结论有（ C ） A 一根直线是物体 B 一个空间的点是物体 C 一个立方体是物体 D 三维欧氏空间点的集合是物体 3．以下关于图形变换的论述不正确的是（D） A. 平移变换不改变图形大小和形状，只改变图形位置； B. 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； C.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 D.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； 4．计算机图形学与计算机图象学的关系是( B )。 A）计算机图形学是基础，计算机图象学是其发展 B）不同的学科，研究对象和数学基础都不同，但它们之间也有可转换部分C）同一学科在不同场合的不同称呼而已 D）完全不同的学科，两者毫不相干5．使用下列二维图形变换矩阵： 将产生变换的结果 为（D） 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； 2倍，同时沿X、Y坐标轴方向各平移1个绘图单位。 三、判断题（共10分，每题1分） 请在括号内填写“T”或“F”。 1．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。（ F）2．由三个顶点可以决定一段二次B样条曲线，若三顶点共线时则所得到的曲线褪化为一条直线段。（T）3．四连通的区域同时也是一个八连通的区域，所以，四连通区域填充算法也可以用于填充八连通区域。（ F）4．插值得到的函数严格经过所给定的数据点。（ T）5．Bezier曲线具有对称性质。（T）6.在光栅扫描图形显示器中，所有图形都按矢量直接描绘显示。（F）7．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；（F）8．一次Bezier曲线其实就是连接起点到终点的折线段。（F）9．参数曲线的表示有代数形式和几何形式两种。（T）10．光栅图形显示器中，显示一幅图像使用的时间与图像复杂程度无关。 （T） T = 三（8分） 1、在真实感绘制技术中，简单光照模型的反射光由哪几部分组成？ 2、对于用多边形表示的物体，在光照计算时需要进行明暗处理，为什么？ 3、采用Gouraud明暗处理模型计算如图所示点P的颜色值。 四（10分）如图所示，采用Cohen-Sutherland算法对线段进行裁剪时， 1、线段端点P点和Q点的编码各是多少 2、此时是否需要与窗口的边界进行求交运算，为什么（利用编码解释）？ 3、如需要，可以与窗口的哪些边界求交，为什么（利用编码解释）？ 五（15分）采用Bresenham算法转换直线段，起点x0(2,1)、终点x1(12,5)。 1、给出判别式d的表达式（初始条件及递推关系式）： 2 x y d 2 1 -2 3 4 5 6 7 8 六（12分）如图所示三角形ABC，将其绕点（1，1）缩小1倍，采用矩阵的形式计算缩小后三角形各点的规范化齐次坐标，并用OpenGL函数编程实现。 七 计算（18分） 已知三次B 样条曲线方程为 [ ] [0,1] t 0141 030 303631331611)(3212 3 ∈?? ??? ? ? ????????????? ??? ??----? ?=+++i i i i i P P P P t t t t c ， 控制顶点{}{})0,6(),1,5(),0,4(),1,3(),0,2(),1,1(),0,0(...10-==n P P P P 可生成四段B 样条曲线3210,,,c c c c 。 1）B 样条曲线和Bezier 曲线相比，最明显的特点是什么？ 2）求)0(),1(),5.0(),0(),1(' '01101 c c c c c 3）如果调整控制点2P ，将对哪些曲线段产生影响 图形学作业 05计算机2班 2 郑中旭 Subject ： 已知三次B 样条曲线方程为 [ ] [0,1] t 0141 030 3036313 31611)(3212 3 ∈?? ??? ? ? ????????????? ??? ??----? ?=+++i i i i i P P P P t t t t c ， 控制顶点{}{})0,6(),1,5(),0,4(),1,3(),0,2(),1,1(),0,0(...10-==n P P P P 可生成四段B 样条曲线3210,,,c c c c 。 4）B 样条曲线和Bezier 曲线相比，最明显的特点是什么？ 5）求)0(),1(),0(),1(),5.0(),0(),1("" 0''01101 1 c c c c c c c 。 第一章 1、试述计算机图形学研究的基本内容？ 答：见课本P5-6页的1.1.4节。 2、计算机图形学、图形处理与模式识别本质区别是什么？请各举一例说明。 答：计算机图形学是研究根据给定的描述，用计算机生成相应的图形、图像，且所生成的图形、图像可以显示屏幕上、硬拷贝输出或作为数据集存在计算机中的学科。计算机图形学研究的是从数据描述到图形生成的过程。例如计算机动画制作。 图形处理是利用计算机对原来存在物体的映像进行分析处理，然后再现图像。例如工业中的射线探伤。 模式识别是指计算机对图形信息进行识别和分析描述，是从图形（图像）到描述的表达过程。例如邮件分捡设备扫描信件上手写的邮政编码，并将编码用图像复原成数字。 3、计算机图形学与CAD、CAM技术关系如何？ 答：见课本P4-5页的1.1.3节。 4、举3个例子说明计算机图形学的应用。 答：①事务管理中的交互绘图 应用图形学最多的领域之一是绘制事务管理中的各种图形。通过从简明的形式呈现出数据的模型和趋势以增加对复杂现象的理解，并促使决策的制定。 ②地理信息系统 地理信息系统是建立在地理图形基础上的信息管理系统。利用计算机图形生成技术可以绘制地理的、地质的以及其它自然现象的高精度勘探、测量图形。 ③计算机动画 用图形学的方法产生动画片，其形象逼真、生动，轻而易举地解决了人工绘图时难以解决的问题，大大提高了工作效率。 5、计算机绘图有哪些特点？ 答：见课本P8页的1.3.1节。 6、计算机生成图形的方法有哪些？ 答：计算机生成图形的方法有两种：矢量法和描点法。 ①矢量法：在显示屏上先给定一系列坐标点，然后控制电子束在屏幕上按一定的顺序扫描，逐个“点亮”临近两点间的短矢量，从而得到一条近似的曲线。尽管显示器产生的只是一些短直线的线段，但当直线段很短时，连成的曲线看起来还是光滑的。 ②描点法：把显示屏幕分成有限个可发亮的离散点，每个离散点叫做一个像素，屏幕上由像素点组成的阵列称为光栅，曲线的绘制过程就是将该曲线在光栅上经过的那些像素点串接起来，使它们发亮，所显示的每一曲线都是由一定大小的像素点组成的。当像素点具有多种颜色或多种灰度等级时，就可以显示彩色图形或具有不同灰度的图形。 7、当前计算机图形学研究的课题有哪些？ 答：见课本P10-11页的1.4节。 年级班姓名学号成绩 一、填空题（每空1分，共30分） 1、计算机图形学是用计算机建立、存储、处理某个对象的模型，并根据模型 2、计算机图形系统功能主要有计算功能、存储功能、输入功能、输出功能、 交互功能。 3、区域的表示有内点表示和边界表示两种形式。 4、字符裁剪的策略有串精度裁剪、字符精度裁剪、基于构成字符最小元素的 裁剪。 5、图形软件系统提供给用户的三种基本输入方式包括请求方式、采样方式、事件方式。 6、常见的图形绘制设备有喷墨打印机、笔式绘图机、激光打印机。 7、字符生成常用的描述方法有点阵式和轮廓式。 8、在交互式图形输入过程中，常用的控制方式有请求、样本、事件和混合四种形式。 9、用于八连通区域的填充算法可以用于四连通区域的填充，但用于四连通区域的填充算法并不适用于八连通区域的填充。 10、能够在人们视觉系统中形成视觉印象的对象称为图形。 二、不定项选择题（每题2分，共20分） 1、计算机图形显示器一般使用（A）颜色模型。 (A)RGB （B) CMY (C)HSV （D) HLS 2、计算机图形系统功能不包括（D）。 (A)计算功能（B) 存储功能 (C)交互功能（D)修饰功能 3、多边形填充算法中，正确的描述是（ABC） (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 (D)边标志算法也不能解决象素被重复访问的缺点 4、在交互式图形输入过程中，常用的控制方式不包括（C）。 (A)样本（B)事件(C)交互（D)混合 5、下列有关平面几何投影的叙述，错误的是（D ） （A）透视投影又可分为一点透视、二点透视、三点透视 （B）斜投影又可分为斜等测、斜二测 （C）正视图又可分为主视图、侧视图、俯视图 （D）正轴测又可分为正一测、正二测、正三测 6、视频信息的最小单位是（A ） （A）帧（B）块（C）像素（D）字 7、在透视投影中，主灭点的最多个数是（C） （A）1 （B）2 （C）3 （D）4 8、扫描线多边形填充算法中，对于扫描线同各边的交点的处理具有特殊性。穿过某两条边的共享顶点的扫描线与这两条边的交点数只能计为（B ）交点： （A）0 个（B）1个 （C）2个（D）3个 9、用于减少和消除用离散量表示连续量引起的失真效果的技术称为（B）（A）走样（B）反走样（C）填充（D）以上都不是 10、分辨率为1024×1024的显示器需要（C）字节位平面数为16的帧缓存？（A）512KB （B）1MB （C）2MB （D）3MB 三、名词解释（每题3分，共15分） 1、计算机图形系统：用来生成、处理和显示图形的一整套硬件和软件。 计算机图形学试题及答 案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】 一、判断题（10x1=10分） 1、0阶参数连续性和0阶几何连续性的定义是相同的。（正确） 2、Bezier曲线可做局部调整。（错误） 3、字符的图形表示分为点阵和矢量两种形式。（正确） 4、LCD表示（液晶显示器）发光二极管显示器。（错误） 5、使用齐次坐标可以将n维空间的一个点向量唯一的映射到n+1维空间中。（错误） 二、填空题（15x2=30分） 1、常用坐标系一般可以分为：建模坐标系、用户坐标系、（6观察坐标系、（7）规格化设备坐标系、（8）设备坐标系。 2、在多边形的扫描转换过程中，主要是通过确定穿越多边形区域的扫描线的覆盖区间来填充，而区域填充则是从（9）给定的位置开始涂描直到（10）指定的边界条件为止。 3、一个交互式计算机图形系统应具有（11）计算、（12）存储、（13）对话、（14）输入和输出等五个方面的功能。 三、简答题（5x6=30分） 1、什么叫做走样什么叫做反走样反走样技术包括那些 答：走样指的是用离散量表示连续量引起的失真。 为了提高图形的显示质量。需要减少或消除因走样带来的阶梯形或闪烁效果，用于减少或消除这种效果的方法称为反走样。 其方法是①前滤波，以较高的分辨率显示对象；②后滤波，即加权区域取样，在高于显示分辨率的较高分辨率下用点取样方法计算，然后对几个像素的属性进行平均得到较低分辨率下的像素属性。 2、试说明一致缩放（s x=s y）和旋转形成可交换的操作对。 答：???? ? ???? ?-=??????????-???????????=10 00cos sin 0sin cos 10 0cos sin 0sin cos 10 00 001θθθθ θθθθ y y x x y x s s s s s s T 因为s x =s y ,故有T 1=T 2，所以一致缩放（s x =s y ）和旋转可以形成可交换的操作对。 5、用参数方程形式描述曲线曲面有什么优点？ 答：①点动成线；②可以满足几何不变性的要求；③可以避免斜率带来的问题； ④易于定界；⑤可以节省工作量；⑥参数变化对各因变量的影响明显。 四、 利用中点Bresenham 画圆算法的原理推导第一象限从y=x 到x=0圆弧段的扫描转换算法（要求写清原 理、误差函数、递推公式）。(10分) 解：x 方向为最大走步方向，x i+1=x i -1,y i+1由d 确定 d i =F(x m ,y m )=(x i -1)2+(y i +2-R 2 ⑴ d i <0时，点在圆内，x i+1=x i -1, y i+1= y i + d i+1=F(x m ,y m )= (x i -2)2+(y i +2-R 2 =x i 2-4x i +4+y i 2+3y i + =(x i -1)2-2x i +3+(y i +2+2y i +2-R 2 = d i -2x i +2y i +5 = d i +2(y i -x i )+5 ⑵ di ≥0时，点在圆外，x i+1=x i -1,y i+1=y i d i+1=F(x m ,y m )=(x i -2)2+(y i +2-R 2 =x i 2-4x i +4+(y i +2-R 2 = di -2xi+3 五、 如下图所示多边形，若采用改进的有效边表算法进行填充，试写出该多边形的ET 表和当扫描线 Y=4时的AET 表。（本题10分） 解：ET 表： 六、假设在观察坐标系下窗口区的左下角坐标为（wxl=10,wyb=10）,右上角坐标为（wxr=50， wyt=50）。设备坐标系中视区的左下角坐标为（vxl=10,vyb=30）, 右上角坐标为（vxr=50,vyt=90）。已知在窗口内有一点p(20,30),要将点p 映射 到视区内的点p`,请问p`点在设备坐标系中的坐标是多少（本题10分） 解：○ 1将窗口左下角点（10,10）平移至观察坐标系的坐标原点，平移矢量为（-10，-10）。 ○ 2针对坐标原点进行比例变换，使窗口的大小和视区相等。比例因子为： S x =(50-10)/(50-10)=1; S y =(90-30)/(50-10)=。 ○ 3将窗口内的点映射到设备坐标系的视区中，再进行反平移，将视区的左下角点移回到设备坐标系中原来的位置（10，30），平移矢量为（10，30）。 p`点在设备坐标系中的坐标是（20，60）。计算机图形学试题附答案完整版
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