计算机图形学78803
《计算机图形学》思考练习题
第一章计算机图形学概论
1．比较计算机图形学与图象处理技术相同点和不同点。
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。
图像处理技术研究如何对连续图像取样、量化以产生数字图像，如何对数字图像做各种变换以方便处理，如何滤去图像中的无用噪声，如何压缩图像数据以便存储和传输，图像边缘提取，特征增强和提取。
2．列举三个计算机图形的应用实例。
勘探、绘制地形地貌，系统模拟，虚拟现实。辅助教学设计。
3．简述计算机图形学发展动向。
造型技术—真实图形生成技术—人机交互技术—基于网络的图形技术
第二章计算机图形系统概述
1．叙述计算机图形系统的基本功能。
输入、输出、计算、存储、对话
他的基本功能是帮助人们设计、分析、采集、存贮图形、视频甚至音乐等信息。
2．输入设备可有哪几种逻辑功能请举出各自对应的物理设备。
.定位(locator): 指定一个坐标点。对应的物理设备有鼠标器、键盘、数字化仪、触摸屏等。.笔划(stroke): 指示一个坐标点系列, 如指定一条曲线的控制点等。主要物理设备有数字化仪。
.送值(valuator): 输入一个数值。最常用的物理设备是键盘的数字键。
.字符串（string）：输入一个字符串。键盘字母键
.拾取(pick)：各种定位设备
.选择(choise): 鼠标器，数字化仪，键盘功能键等
3．画出图形软件的层次结构及主要组成。
------------------------------------
| 应用程序|
| ----------------------------
| | 图形支撑软件|
| | -------------------
| | | 高级语言|
| | | ------------
| | | | 操作系统|
------------------------------------
主要部分：图形核心系统GKS 计算机图形元文件CGM 计算机图形设备接口CGI
程序员层次结构图形系统PHIGS
4．颜色查找表的概念及实现原理。
颜色查找表是一维线性表，其每一项的内容对应一种颜色，它的长度由帧缓存单元的位数决定。实现原理：把颜色码放在一个独立的表中，帧缓存存放的是颜色表中各项的索引值，这样在帧缓存单元的位数不增加的情况下，具有了大范围挑选颜色的能力。
5．光栅扫描显示器结构与工作原理。
工作原理：在这种显示器中，电子束的运动轨迹是固定的。即从左到右、自上而下扫描荧光屏，来产生一幅光栅。特点：由于图形是以点阵的形式存储在帧缓冲器中。所以光栅扫描显示器的电子束按从上到下、从左到右的顺序依次扫描屏幕，来建立图形。
6．为什么要制订图形软件标准举例说明它的分类。
制定图形软件标准的目的在于使图形软件能够在不同的计算机和图形设备之间进行移植,以便提高图形软件的利用率, 降低开发成本,缩短研制周期, 使图形软件向着通用、高级与设备无关的方向发展。
数据接口标准：CGM
子程序接口标准：GKS、CGI、PHIGS
第三章基本图形生成算法
1．Bresenham 直线生成算法原理。它与DDA 算法相比，有何改进
算法思想: 根据直线的斜率确定选择X或者Y方向作为计长方向, 在此方向上每次递增一个单位步长(或者一个像素单位), 另一个方向上是否同时产生一个单位增量由一个计算量很小的判别式来判断。
DDA为增量算法。它根据每一次增长时在另一轴上的增长计算下一个点应该画在哪里。Bresenham算法与它相比，由于全部采用了整数计算，使算法效率比起DD有大大提高，程序中只含有+ - 和*2的计算，便于使用计算机内硬件实现。
2．比较几种常用画圆弧算法的原理和效率。
1）Bresenham算法思想其基本方法是从一个起点出发, 利用判别式选择下一个显示点。判别式的值通过简单计算获得, 其符号用作判断。只计算出1/8圆的点的位置，就可以画出整个圆来，效率高。
2）正负法：首先区分不同象限的圆弧，然后，选定圆弧起点后，在输出圆弧过程中，根据当前点位置与理想圆弧的关系和所在象限，决定下一次的走向每次只在X或Y方向走步取点，这样一点一点逼近圆弧形状。在整个计算过程中，只使用了+ - 和*2运算，提高了硬件使用率。比起Bre算法，它更为简单。但生成的点数要比Bre多。
3．简述两种字符生成方法。
一种是在计算机中用笔划(矢量)方式来表示,然后通过扫描转换生成, 这是目前常用的方法,生成的字符效果好, 但计算量大；
另一种是在计算机内用位图(点阵)来表示, 存储在字符高速缓冲区(字符发生器)里, 显示时可以直接通过像素拷贝将其装入显示缓冲区中。这是传统的方法,简单、速度快,但不灵活。4．何谓四连通和八连通写出一种边界表示的八连通区域填充算法。
4连通区域：取区域中的任何两个像素,从一象素出发,通过上、下、左、右4种运动,只经过该区域的点可以达到另一像素。
8连通区域：取区域中任何两个像素,从一象素出发通过上、下、左、右、两条对角线方向共
8种运动,只经过该区域的点可达到另一像素。
漫水法：
Procedure flood-fill-4(x,y,boundary-color,new-color:integer)
begin
if getpixel(framebuffer,x,y)<>boundary-color and
getpixel(framebuffer,x,y)<>new-color
then begin
setpixel(framebuffer,x,y,newcolor);
flood-fill-4(x, y+1, boundary-color,new-color);
flood-fill-4(x, y-1, boundary-color,new-color);
flood-fill-4(x+1, y, boundary-color,new-color);
flood-fill-4(x-1, y, boundary-color,new-color);
flood-fill-4(x+1, y+1, boundary-color,new-color);
flood-fill-4(x-1, y-1, boundary-color,new-color);
flood-fill-4(x+1, y+1, boundary-color,new-color);
flood-fill-4(x-1, y-1, boundary-color,new-color);
end
end
5．解释活化边表的思想，以多边形区域填充为例介绍它的应用。
边的活化链表AEL：记录当前扫描线与棱边的交点序列。初值为空,在处理过程中利用ET表和求交点的递推关系不断刷新。.链表AEL的边元素由以下4个域组成：
ymax：该棱边的上端点的y坐标；x：该棱边与当前扫描线交点的x坐标；Dx：该棱边的斜率m的倒数；next：指向下一条棱边的指针。
6．已知多边形各个顶点的坐标为(2,2), (2,4), (8,6), (12,2), (8,1), (6,2)及(2,2), 在用扫描线填充算法实现扫描转换时, 写出其边表(ET)和全部的活化边表(AET)的内容。
第四章图形变换与裁剪
1．什么是灭点
在我们从一定的视角看3D图形时，会看到彼此平行的直线在远处有交点，这个交点就叫做灭点。
2．试用几种不同顺序的简单几何变换,求出将平面上的任一线段P1(x1,y1), P2(x2, y2)变换成与X 轴重合的变换阵,并说明其等效性。
斜率为k = （y2-y1）/ x2-x1 ,可以使用以下几种方法进行变换：
a.先把它平移到原点处，再旋转成水平线。其变换矩阵为
/1 0 0 \ / cosθsinθ0 \
T = | 0 1 0 | | -sinθcosθ0 |
\-x1 –y1 1 / \ 0 0 1 /
(其中θ= arctag(k) )
b. 先旋转，使它水平，再平移到X轴上
/ cosθsinθ0 \ /1 0 0 \
T = | -sinθcosθ0 || 0 1 0 |
\ 0 0 1 / \Tx 0 1 /
(其中Tx 可由几何计算得出)
c.先平移，使原点在其所在的直线上，再旋转
/1 0 0 \ / cosθsinθ0 \
T = | 0 1 0 | | -sinθcosθ0 |
\0 My 1 / \ 0 0 1 /
其中My = x1*(y2-y1)/(x2-x1) – y1
由计算结果可知，三者是等价的。
3．已知OXYZ 坐标系下平面方程是x+y+z+d=0，试求变换距阵T，使
该平面在O’X’Y’Z’坐标系下变成z’=0。
三维坐标变换：
比例变换：
/ a 0 0 0 \
T = | 0 e 0 0 |
| 0 0 i 0 |
\ 0 0 0 1 /
其中a,e,i分别为在X，Y，Z坐标上的比例改变
平移变换：
/ 1 0 0 0 \
T = | 0 1 0 0 |
| 0 0 1 0 |
\ l m n 1 /
其中a,e,i分别为在X，Y，Z坐标上的平移量
旋转变换：（手写）
4．试简述二维图形裁剪的基本原理及可选用的裁剪策略.
裁剪的原理: . 在显示图形之前, 组成图形的每一个基本元素都要经过裁剪, 因此裁剪算法直接影响整个图形系统的效率。. 裁剪的基本目的是判断图形元素是否在所考虑的区域内。如在区域内, 则进一步求出在区域内的那一部分。因此裁剪处理包含两部分内容:1)点在区域内外的判断;2)计算图形元素与区域边界的交点。
1.编码裁剪法(Sutherland-Cohen算法)
2.中点分割裁剪法
3.多边形的裁剪1. 逐边裁
剪法2. 双边裁剪法
第五章人机交互技术
1. 基本的交互任务有哪些它们可用什么设备执行
基本交互任务1. 定位2. 选择3. 数量输入4. 文本输入5. 三维交互任务
2. 举例说明WINDOWS 系统常用的交互方式，编程实现其中一例。
3. 叙述设计人机交互的一般风格和原则。
现在计算机系统的人机界面一般具有下列风格,即: “所见即所得”(what you see is what you get) ,直接操作(direct manipulate)及菜单和图形符号(icon)驱动。–“所见即所得”在交互式图形系统中一般都能做到, 即在屏幕上所见到的设计结果和用硬拷贝所得的输出结果是一致的。–直接操作是对对象、特性及关系等操作时用户可得到一种直观及形象的表示, 以说明这个操作是正确地被执行了。
人机界面设计的一些基本原则:(1) 简单易学(2) 提供反馈(3) 对错误操作容易纠正Undo(4) 设计一致性功能布局、颜色、代号等应一致
第六章曲线曲面的表示
1. Bezier 曲线具有哪些特性试用n 的归纳法证明其凸包性。
2. B 样条曲线的定义及其特点。
特点：(1) 凸包性(2) 分段参数多项式(3)连续性(4)几何不变性(5)保凸性(6)局部调整性(7)造型灵活性
3. 比较Bezier 曲面和Ｂ样条曲面的功能特点。
Bezier 曲面：凸包性，几何不变性，P(u,v)的控制网格{Pij}可以作为曲面的输入和人机交互的良好手段。另外, 易拼接性、易离散性都较好。
Ｂ样条曲面：凸包性, 几何不变性, 局部调整性和人机交互性与B样条曲线情况类似。（功能方面找不到）
4. Coons 曲面片构造方法及其特点。
孔斯曲面的性质
(1)端点位置H(0,0), H(0,1), H(1,0), H(1,1)是曲面P(u,v)的端点。
(2)边界线在v=0处曲面的边界线为
这是以式中的矩阵的第一列元素为系数的三次埃尔米特曲线。其余的边界线P(u,1), P(0,v),P(1,v)分别是以该矩阵中的第2列, 第1行和第2行的元素为系数的三次埃尔米特曲线。
(3)跨界导矢
由式可得v=0处的跨界导矢为
这是以式中的矩阵的第3列元素为系数的三次埃尔米特曲线。其余各条边界的跨界导矢分别是以该矩阵中的第4列, 第3行和第4行的元素为系数的三次埃尔米特曲线。
另外,双三次孔斯曲面与双三次Bezier曲面的可相互转化。
第七章三维实体的造型
1. 体素构造表示法中两物体正则运算的公式，并举例说明它们的计算方法。
物体间的正则集合运算: . 传统的点集之间的并、交、差运算可能改变点集的正则性质, 有必要对传统的点的集合运算施加一定的限制。为此, 对点集的正则集合运算作下述定义：
正则并运算A∪*B=r(A∪B)
正则交运算A∩*B=r(A∩B)
正则差运算A－*B=r(A－B)
其中, r表示正则化算子。正则物体经正则运算结果仍为正则物体。
2. 形体的拓扑信息和几何信息各包含哪些内容举例说明它们起何作用。
3. 欧拉公式及其应用意义。
欧拉公式：一个多面体的顶点数，边数和面数分别为V,E,F, 则存在以下关系：
V-E+F=2
这就是著名的欧拉公式，它说明了简单多边形的顶点数，边数和面数之间的关系。
4. 试写出判定空间任意位置的两个长方体是否相交的算法。
5. 试比较实体的边界表示、扫移表示、CSG 表示及八叉树表示的优缺点。说明它们适应的应用。
边界表示：优点：实体的面、环、边、点的信息都直接表示出来了，因而，集合运算的结果可以继续参加集合运算，也便于显示或输出。
缺点：数据量较多，所使用的存储空间较大。
适用范围：广泛地用来表示三维实体。
扫描表示法：优点：只需要二维平面及曲线即可
适用范围：建筑设计中的平面图
物体的CSG树表示：优点: 将复杂物体表示转换为简单物体之间运算,也可递归求出物体性质;
缺点: 方法有局限性,物体复杂时,这种表示不太适应。
适用范围：在现有的大多数实体造型系统中作为输入手段而得到广泛应用。
八叉树表示：优点：物体之间集合运算在八叉树中十分简单；物体并－两物体一共占有的空间；物体交－两物体共同占有的空间。运算时只需同时遍历参加集合运算两物体相应的八叉树。同时简化了隐藏线和隐藏面的消除。
缺点：占用存贮很多；物体表示复杂；每个结点除去描述该结点性质外，还需存储指向父节点及8个子树的指针。（10个域）运算时只需同时遍历参加集合运算两物体相应的八叉树。八叉树表示以存储空间换取了算法的效率。
适用范围：常用来管理空间实体，以实现图形显示过程的加速。
第八章消隐技术
1. 为何要进行隐藏面的消除
找出并消除物体中不可见的部分,称为消隐。经过消隐得到的图形称为消隐图。
消除隐藏面的目的是让人更加能够感觉到物体的真实性，更能适应人的视觉需要。
2. 简述区域子分消隐算法思想和描述。
区域子分算法思想：区域子分算法是针对光栅扫描式图象显示器上填色产生图形的。它是一种所谓分而治之的算法。
整个屏幕称为窗口, 每一次把矩形的窗口等分成4个相等的小矩形,分成的矩形也称为窗口。每一次子分, 均要把要显示的多边形和窗口的关系做一次判断。这种关系有以下4种: –多边形包围了窗口
–多边形和窗口相交
–窗口包围了多边形
–窗口和多边形分离
窗口和每个多边形的关系确定之后, 有些窗口内的图形便可显示了, 它们属于下列情况:(1)所有多边形都和窗口分离, 这时只要把窗口内所有的象素填上背景颜色。(2)只有一个多边形和窗口相交,或这个多边形包含在窗口内。这时先对窗口内每一象素填上背景颜色, 再对窗口内多边形部分用扫描线算法填色。(3)只有一个多边形和窗口相交,这个多边形把窗口整个包围在内;或虽有几个多边形和窗口相交,但观察者最近的一个多边形包围了整个窗口,这时把整个窗口填上离观察者最近的那个多边形的颜色。对上述3种情况不成立的窗口再一分为四,分得的窗口重复上述的处理。重复处理后,窗口的边长越分越短, 分了若干次后, 窗口的边长就和一个象素的宽度一样了。这时, 这个窗口对应的象素的颜色可取成最靠近观察者的多边形的颜色, 或和这个窗口相交的多边形颜色的平均值。
3.简述Z 缓存消隐算法思想和描述。
深度缓存算法(Z-Buffer)是一种最简单的图象空间
面消隐算法, 既适应于多边形面也适用其它曲面。
. 它需要一个深度缓存数组ZB, 其大小与屏幕上象素
点的个数相同, 也与显示器的帧缓存FB的单元个数
相同, 彼此一一对应。
算法描述
. 若有N个多边形, 屏幕上象素点个数为m×n, 则
算法的基本步骤如下:
(1) 初始化ZB和FB, 使ZB(i,j)=z的极小值, FB(i,j)=背景色;
(i=1,2,…,m, j=1,2,…,n)
(2) FOR j ＝1,n /*第j根扫描线*/
FOR i ＝1,m /*第j根扫描线上第i个象素点*/
FOR k ＝1,N /*多边形Pk*/
令Zij=Z的极小值;
判断点(i,j)是否落在多边形Pk在XOY面
上的投影多边形内;
若(i,j)在P
k的投影多边形内,则计算多边形Pk在点(i,j)处的深度值Zij；
比较Zij与ZB(i,j)的大小,若Zij>ZB(i,j),
则令ZB(i,j)= Zij,FB(i,j)=多边形Pk的颜色。
4．几种主要的隐藏面的消除算法的特点。
区域子分算法：区域子分算法是针对光栅扫描式图象显示器上填色产生图形的。它是一种所谓分而治之的算法。
深度缓存算法：最大优点在于简单，没有利用任何相关性，便于硬件实现
扫描线算法：它是直接从深度缓存算法中导出的只是在此基础上利用了边和点的相关性。第九章真实感图形技术
1. 用框图描述三维真实感图形的产生流程。
真实感图形生成步骤
–用数学方法建立所需三维场景的几何描述, 并将它们输入计算机；
–将三维几何描述转换为二维透视图；
–确定场景中的所有可见图(消隐)；
–计算场景中可见面的颜色。（本章重点）
-光强(Intensity of light)或称光亮度
2. Phong 局部光照模型及其实现算法描述。
Phong模型考虑反射光3个分量所建立的光照模型,表示为：I=ka Ipa+Σ[kd Ipd cosi+ks Ips cosn θ] ,ka, kd, ks分别为环境反射、漫反射和镜面反射分量系数, 即材质系数(kd+ks=1),Σ表示对所有光源求和。.一般在计算机实现时, 用R、G、B三个分量计算, 表示为：
3. 叙述Phong 多边形明暗处理算法原理, 与Gouraud 算法比较它的优缺点。
Phong明暗处理技术(PhongShading)
思想: 对离散的法向量采样作双线性插值,构造一个连续的法向量函数, 将这个连续的法向量插值函数代入光亮度计算公式, 即得到一个非线性的光亮度插值公式。任一点P处法向按插值方法由各顶点处法向推出。优点: 大大减少了马赫带效应;产生真实的高光效果。缺点: 由于对每一像素光亮度计算还需使用光照模型, 故计算量大。
4. 何为全局光照模型，典型的模型举例。
整体光照模型Whitted在Phong模型中增加了环境镜面反射光亮度Is和环境规则透射光亮度It, 从而模拟周围环境的光透射在景物表面上产生的理想镜面反射和规则透射现象。
在3D绘图中材质的使用上。
5. 实现真实感绘制的光线跟踪技术的主要思想和算法描述。
光线跟踪技术(Ray Tracing)基本原理.光线跟踪技术是为了求解Whitted模型而提出一种高度真实感图形绘制技术。.光线投射(ray casting)假设从视点V通过屏幕像素e向场景投射一光线交场景中的景物于P1,P2...Pm点, 那么离视点最近的P1点就是画面在像素e处的可见点, 像素e的光亮度应由P1点向方向辐射的光亮度决定的。这样, 对屏幕上每一像素都投射光线以求得与场景的第一个交点, 并置像素的光亮度为交点处的光亮度。
算法描述
begin
for 每个像素e do
begin
确定通过视点V和像素e的光线R；
ray_tracing(R, I, 1)；
置e的光亮度为I；
end
end
procedure ray_tracing(R,I,A)
/*R－跟踪光线,I－跟踪光线光亮度；A－I对总光亮度的贡献系数*/
begin
if A else begin R与景物求交,返回可见点P1； 计算P1的局部光照明亮度Ic； 若P1所在表面为光滑镜面,确定P1的镜面反射光线Rr； ray_tracing(Rr, Is, ksA)； 若P1所在表面为透明面,确定P1的规则透射光线Rt； ray_tracing(Rt, It, ktA)； I=Ic+ksIs+ktIt； end end 6. 加速光线跟踪算法的主要方法。 光线跟踪求交加速算法特点：场景分层次表示: 将场景中的所有表面按景物组成和景物间的相对位置分层次组织成一棵景物树。包围盒: 指用几何形状相对简单的封闭表面将复杂景物包裹起来, 若被跟踪的光线与包围盒不交, 则与它所含所有景物表面均无交。包围盒与场景分层次表示技术结合使用, 大大减少求交工作量。 Procedureintersection (ray, scene) Begin If (ray与scene的包围盒有交点) then Begin if (scene是终结点) then Begin ray与scene求交, 若有交,则交点置入交点表中 end else for(scene的所有儿子child_of_scene) do intersection (ray, child_of_scene) end end 7. 何谓纹理映射，简述其实现原理。 纹理映射(texture mapping)：生成颜色纹理的方法。其过程是: 在一平面区域(纹理空间)上预先定义纹理图案; 然后建立物体表面的点与纹理空间的点之间的对应关系(即映射)。几何纹理生成方法主要有法向扰动法、分形生成技术等。 8. 试写出将一幅图片贴到三维圆柱体表面的算法。 计算机图形学复习题 一、简答题与名词解释： 1. 什么是图形？在计算机中，图形是如何表示的？计算机图形学的主要研究的内容是什么？2．列举三个你接触过的计算机图形学的应用实例。 3．设有两个显示分辨率分别为640×480及1280×1024的光栅扫描系统，如果每个象素12位，这两个系统各需多大的帧缓存？可显示的颜色数有多少种？如果每个象素为24位情况又如何？ 答:(1)每个象素12位时： 可显示颜色数＝212＝4096（种） 第一个系统所需缓存大小＝640×480×12/8＝460800(B)＝450(KB) 第二个系统所需缓存大小＝1280×1024×12/8＝1966080(B)＝1920(KB)＝1.875(MB) (2)每个象素24位时： 可显示颜色数＝224＝16777216（种） 第一个系统所需缓存大小＝640×480×24/8＝921600(B)＝900(KB) 第二个系统所需缓存大小＝1280×1024×24/8＝3932160(B)＝3840(KB)＝3.75(MB) 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CMY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．试列举出你所知道的图形学输入与输出设备。 6．试述CRT的基本工作原理。 7．阴极射线管由哪几个部分组成？它们的功能分别是什么？ 8．什么叫刷新？刷新频率与荧光物质的持续发光时间的关系如何？ 9．什么是像素？什么是CRT的分辨率？ 10．与随机扫描系统相比，光栅扫描显示系统有哪些优点和缺点？ 11．什么是光栅图形的扫描转换？ 12．由于接受输入的取样方式和事件驱动方式各自的工作原理是什么？ 13．裁剪的目的是什么？什么是内裁剪，什么是外裁剪？ 14．封闭的图元有哪两种绘制方式？ 15．改进扫描转换直线段的中点算法，使之能处理斜率为任意的直线段。 16．生成图元是指？ 17．线宽控制常用的主要有哪些？ 18．扫描转换多边形，常见算法有哪些？ 19．4连通区域与8连通区域对边界的要求有何不同？ 20．扫描转换多边形与区域填充的区别是什么？ 21．什么是混淆与反混淆？ 22．反混淆方法有哪些？ 23．光栅图形系统中，混淆现象有哪写表现形式？产生混淆的原因是什么？ 24．试列举发生在你身边的混淆现象。 25．平面几何投影分类 26．什么是透视投影，主灭点是由什么决定的，按主灭点的个数分为哪几类？ 27．什么是三视图？ 2006年秋双学位计算机图形学作业题目 教材计算机图形学（第二版） 第一次P105 3.17 利用中点算法并考虑对称性，推导在区间-10<=x<=10上，对下列曲线进行扫描转换的有效算法：y=(1/12)*x3 3.20 考虑对称性，建立中点算法对形式为y=ax2-b的任意抛物线进行扫描转换，参数a,b及x的范围从输入值获得。 第二次P106 3.34 利用circle函数，编写一个程序，显示具有合适标记的饼图。程序的输入包括：在某些区间上给定数据分布的数据组，饼图的名称和区间的名称。每部分的标记将是显示在饼图边界外靠近对应饼图部分的地方。 第三次10.7 P139 4.20 编写一个程序，使用指定的图案对给定的椭圆内部进行填充。 第四次10.14 P168 5.12 确定对于任何直线y=mx+b的反射变换矩阵的形式。 第四次10.22 比较若干条相对于裁剪窗口的不同方向的线段的Cohen-Sutherland和梁友栋-Barsky裁剪算法的算术运算次数。 第五次10.29 6.18 将梁友栋-Barsky算法改称多边形裁剪算法。 第六次11.4 8.13 设计一个程序，该程序允许用户使用一个笔画设备交互式地画图。 第七次11.11 10.9 建立一个将给定的球、椭球或圆柱体变成多边形网格的一个算法。 第八次11.18 10.20 给出d=5的均匀周期性B-样条曲线的混合函数。 第九次11.25 11.13 设计关于任选平面反射的例程。 第十次 12.8 编写一个将透视投影棱台变换到规则平行六面体的程序。 上机 1.实现Cohen-Sutherland多边形裁剪算法，要求显示多边形被每一条窗口边裁剪后的结果。 2.编写一个程序，允许用户通过一个基本形状菜单并使用一个拾取设备，将每一个选取的 形状拖曳到指定位置，并提供保存和载入的功能。 3.. 写一篇综述性的调研报告，要求不少于3000字，独立完成。内容可以是计算机图形学理论或算法的研究。如：曲线、曲面拟合算法；几何造型方法的研究。如：分形树、分形山、树木、花草、云、瀑布、粒子系统等等。或任何你感兴趣的领域。 4.2006年秋双学位计算机图形学作业参考答案 P105 3.17 利用中点算法并考虑对称性，推导在区间-10<=x<=10上，对下列曲线进行扫描转换的有效算法：y=(1/12)*x3 解答：第一象限和第三象限中心对称 中国计算机图形学的发展 中国的计算机图形学发展最早可以追溯到二十世纪80年代末期，在清华大学、浙江大学等国家重点大学中的计算机研究所中开始了对计算机图形技术的研究，产生了像鹏群生教授（现任浙江大学国家计算机图形学技术研究室主任）这样的计算机图形技术专家，他们对中国在计算机图形技术算法方面作出了巨大的贡献。但是当时由于经济发展以及对外开放程度的原因，绝大多数的学校及个人都没有机会接触到计算机图形学，这个时期是中国计算机图形的萌芽阶段。 真正计算机图形学在中国开始发展的阶段大约是在1994年左右直到现在，随着经济水平的提高以及开放程度的日益拓展，一部分中国人已经开始拥有电脑。更重要的是国外优秀的电脑游戏以及好莱坞电影的进入，使得国人开始对计算机图形学有了一个感性的认识。而电脑游戏则更是激发了年轻一代的计算机从业人员投身于计算机图形学行业的热情，越来越多的人开始开发国内的电脑游戏市场，这是如今中国计算机图形学行业和电脑游戏密切相关的现状的历史渊源。 90年以前. 虽然美国早在1975年就开始举办第一届SIGRAPH大展，但是由于中国1976年才正式开始对外开放，所以在80年代以前国内的专家基本上还不知道有“CG”这个名词，再加上电脑本身都是稀罕物品，普通大众就更无从得知了。经过差不多10年的发展，中国的对外开放逐渐有了成果，一批批海外计算机方面的专家开始进入中国，为中国的计算机业的发展奠定了最基本的人才基础；海外专家在带来大量计算机知识的同时，也顺便“捎带”回来了国外在计算机图形学方面发展的一些动向和部分成果，也就是从那时开始，“CG”的概念开始在中国这片土地上播下了种子。清华大学、浙江大学等少数国内顶尖大学开始成立小型的研究小组，以研究计算机在图形图象方面的发展可行性。在那个磁盘操作系统刚刚诞生不久、字符化界面还是绝对主流的年代里，用计算机来“玩”图形图象绝对是一个“前卫”的事务，加上能够接收图形这样海量计算的计算机价格不菲，计算机图形学是一个彻头彻尾的“专家们的游戏”。综合起来看，90年以前影响中国计算机图形学发展最大的因素是国家政策、计算机发展水平和人们的认知程度 90年－98年.中国计算机图形学的种子经过长时间的孕育之后，也终于在这个时间段破土而出：中国计算机图形学专家在贝塞耳曲线（1968年法国雷诺汽车公司的设计工程师贝塞耳最先发明）、非均匀有理B样条曲线以及计算机真实感图形渲染算法方面都取得了一定的成绩，比如邵敏之教授和朱一宁教授分别在1988年和1990年成功采用辐射度算法在封闭空间中绘制出了真实感很强的图象，浙江大学CAD&CG国家重点实验室也开始开发出了中国自己的虚拟现实系统——CAVE，这套系统用一台高性能计算机（SGI Onyx2 Infinity Reality 4CPU、双图形加速流水线）同步产生同一场景相领视域内的四幅画面分别投影到大屏幕上，通过液晶眼镜产生立体视觉效果。这些成就都表明中国的计算机图形学发展已经有了一定的成果 98－现在.从98年到现在，中国计算机图形学在经过了前两个阶段的发展后，逐渐开始走入正轨。中国计算机图形学行业的分工以及产业结构日益专业化、标准化和商业化。计算机图形学方面，国内不断有新的动画算法和渲染算法理论发表在《计算机学报》等专业杂志、报刊中，中国也终于有论文在SIGRAPH中入选；民用方面，各种优秀计算机图形学作品层 第一章绪论 概念：计算机图形学、图形、图像、点阵法、参数法、 图形的几何要素、非几何要素、数字图像处理； 计算机图形学和计算机视觉的概念及三者之间的关系； 计算机图形系统的功能、计算机图形系统的总体结构。 第二章图形设备 图形输入设备：有哪些。 图形显示设备：CRT的结构、原理和工作方式。 彩色CRT：结构、原理。 随机扫描和光栅扫描的图形显示器的结构和工作原理。 图形显示子系统：分辨率、像素与帧缓存、颜色查找表等基本概念，分辨率的计算 第三章交互式技术 什么是输入模式的问题，有哪几种输入模式。 第四章图形的表示与数据结构 自学，建议至少阅读一遍 第五章基本图形生成算法 概念：点阵字符和矢量字符； 直线和圆的扫描转换算法； 多边形的扫描转换：有效边表算法； 区域填充：4／8连通的边界／泛填充算法； 内外测试：奇偶规则，非零环绕数规则； 反走样：反走样和走样的概念，过取样和区域取样。 5.1.2 中点 Bresenham 算法（P109） 5.1.2 改进 Bresenham 算法（P112） 习题答案 习题5（P144） 5.3 试用中点Bresenham算法画直线段的原理推导斜率为负且大于1的直线段绘制过程（要求写清原理、误差函数、递推公式及最终画图过程）。（P111） 解： k<=-1 |△y|/|△x|>=1 y为最大位移方向 故有 构造判别式： 推导d各种情况的方法(设理想直线与y=yi+1的交点为Q)： 所以有： y Q-kx Q-b=0 且y M=y Q d=f(x M-kx M-b-(y Q-kx Q-b)=k(x Q-x M) 所以，当k<0， d>0时，M点在Q点右侧（Q在M左），取左点 P l(x i-1,y i+1)。 d<0时，M点在Q点左侧（Q在M右），取右点 Pr(x i,y i+1)。 d=0时，M点与Q点重合（Q在M点），约定取右点 Pr(x i,y i+1) 。 所以有 递推公式的推导： d2=f(x i-1.5,y i+2) 当d>0时, d2=y i+2-k(x i-1.5)-b 增量为1+k =d1+1+k 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。 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 1.列举计算机图形学的主要研究内容。 计算机中图形的表示方法、图形的计算、图形的处理和图形的显示。 图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法,以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。 2.常用的图形输出设备是什么? 显示器（CRＴ、LCD、等离子）、打印机、绘图仪等。 2.常用的图形输入设备是什么? 键盘、鼠标、跟踪球、空间球、数据手套、光笔、触摸屏、扫描仪等。 3.列出３种图形软件工具。 ＡutoＣＡＤ、SolidWorｋs、UG、ProEnｇiｎeｅr、CorｅlＤｒaw、Photｏshop、PａintShop、Viｓio、3ＤMAX、MＡYA、Alｉas、Softimａｇe等。 错误:CAD 4.写出｜k|>1的直线Ｂreseｎhａｍ画线算法。 d d d d 设直线方程为:y＝kｘ+ｂ，即ｘ=(y－b)/k，有x i+１=x i+(y i+1-y i)／ｋ＝x i＋1／k，其中ｋ=dy／dx。因为直线的起始点在象素中心,所以误差项d的初值ｄ0=0。y下标每增加1,d的值相应递增1／k，即d＝d＋1/k。一旦ｄ≥1，就把它减去1，这样保证d在0、１之间。 ●当ｄ≥0．5时,最接近于当前象素的右上方象素(xｉ+1,y i+1),x方向加１，d减 去1; ●而当d<０.5时,更接近于上方象素(x i,yｉ+1)。 为方便计算,令ｅ＝d-0.５，e的初值为－０.5,增量为1/k。 ●当e≥0时，取当前象素(x i,y i)的右上方象素(ｘｉ+1,y i＋1)，ｅ减小１; ●而当e<0时，更接近于上方象素(xｉ,yｉ+1)。 voiｄBrｅseｎhaｍｌine (int x0,int y0，inｔx１, inｔy１,ｉｎt colｏr) { int x,y，dx,ｄｙ; float k，ｅ; dx= ｘ1-x0, dy = ｙ1-y０，k=dｙ/dx; e=-0．５, x=x0, ｙ=y０； for (i=0; i≤dｙ; ｉ++） {ｄrawpiｘel(x, y，color); ｙ=y＋１，e=e＋１/k; if （ｅ≥0) { ｘ++, e=e-1;} } ｝ 4.写出|ｋ|>1的直线中点画线算法。 构造判别式:d=F(Ｍ)=Ｆ（ｘp+0.5,y p+１）＝a（x p+0．5）＋b(ｙp+１)+c ●当d<０,M在Ｑ点左侧，取右上方Ｐ２为下一个象素； ●当d＞0，M在Ｑ点右侧,取上方P1为下一个象素; ●当d=0,选P１或P2均可,约定取P１为下一个象素； 精编资料 了解图形学与图像处理的发展,应用以及当前国际国内研究的热点和重要成果;理解图形学与图像处理对图元以及图像的分析与理解的以及二维与三维形状重建等;... 图形,图像 计算机图形学与图像处理教案 学时：36，其中讲授26学时，上机10学时。 适用专业：信计专业与数学专业。 先修课程：高等数学、线性代数、数据结构、VC++或者C# 一、课程的性质、教育目标及任务： 计算机图形学与图像处理实际上是两门课程的一个综合。这是一门研究图形学与图像处理的基本理论、方法及其在智能化检测中应用的学科，是计算机科学与技术等电子信息类本科专业的专业课。 本课程侧重于对图形学的基本图元的基本生成，以及图像处理中对图像在空间域与频率域的基本处理算法的研究。并对图形学与图像处理基本理论和实际应用进行系统介绍。目的是使学生系统掌握图形学与图像处理的基本概念、原理和实现方法，学习图形学与图像处理分析的基本理论、典型方法和实用技术，具备解决智能化检测与控制中应用问题的初步能力，为在计算机视觉、模式识别等领域从事研究与开发打下扎实的基础。 二、教学内容基本要求： 1．了解图形学与图像处理的发展、应用以及当前国际国内研究的热点和重要成果； 2．理解图形学与图像处理对图元以及图像的分析与理解的以及二维与三维形状重建等； 3．掌握图形学与图像处理中最基本、最广泛应用的概念、原理、理论和算法以及基本技术和方法； 4．能够运用一门高级语言编写简单的图形学与图像处理软件，实现各种图形学与图像处理的算法。 三、主要教学内容： 学习图形学的基本概念，了解光栅显示系统的原理；掌握基本图元的生成算法：直线的生成算法、曲线的生成算法、多边形的生成算法；掌握区域填充、线段剪裁以及多边形的剪裁；掌握图元的几何变换、以及投影的基本理论。 了解图像的概念；图像数字化的基本原理：取样、量化、数字图像的表示；线性系统理论在图像变换，滤波中的应用：线性系统理论、离散图像变换、小波变换；图像编码压缩、增强，以及复原的基本方法：无失真压缩、有失真压缩、变换编码、压缩标准、图像滤波原理、复原滤波器、直方图运算、点运算；图像识别的基本原理和方法：图像分割、图像分析、图像分类； 四、学时安排 总课时72学时，图形学36学时，其中包括26个学时讲授，10个学时上机；图像处理36学时，其中包括26个学时讲授，10个学时上机； 五、参考书目： (1), 湖北汽车工业学院实验报告 班级学号姓名 课程名称完成日期 实验一熟悉Visual C++绘图应用程序的开发过程 一、实验目的 1、熟悉VC6.0开发环境； 2、掌握MFC编程； 3、掌握CDC图形程序库； 4、掌握VC6.0下的简单图形程序的开发过程。 二、实验性质 验证性 三、实验要求 1、认真阅读本次实验的目的，了解本次实验要求掌握的内容； 2、能够根据实验指导书的要求，完成相关的内容； 3、务必掌握绘图程序的开发流程，为今后复杂的图形程序开发做好准备。 四、实验内容 （一）生成绘图应用程序的框架 开发绘图应用程序的第一步是使用AppWizard（程序生成向导）来建立程序的基本框架。AppWizard为框架的建立提供了一系列对话框及多种选项，用户可以根据不同的选项生成自己所需要的应用程序框架。具体步骤如下： 1、从“文件”菜单选择“新建”菜单项，在“新建”对话框中选择“工程”选项卡，从项目类型中选择MFC AppWizard（.exe）。在“位置”文本框中，可直接输入目录名称，或者单击“…”按钮选择已有的目录。在“工程名称”文本框中输入项目的名称，如Draw，其他采用默认值，这时确定按钮变亮，如下图所示： 2、单击确定按钮，弹出“MFC应用程序向导步骤1”对话框，如图所示，选择单文档单选按钮和“中文[中国]”选项，表示要生成以中文为用户界面的单文档（SDI绘图程序）。 3、点击下一步，在随后出现的几个对话框中，都点击下一步，表示采用各项的默认设置，直到出现“MFC应用程序向导步骤6”对话框，如图所示。 4、“MFC应用程序向导步骤6”对话框中默认设置确定了类得名称及其所在文件的名称。用户可以改CdrawApp、CmainFrame和CdrawDoc的文件名称，但不可以改变它们的基类。 单击完成按钮，应用程序向导显示将要创建的文件清单，再单击确定，MFC应用程序向导就自动生成绘图程序的各项源文件了。 MFC应用程序向导设置完后，点击组建按钮，然后再点击执行按钮，就会出现MFC 应用程序向导生成的完整应用程序的基本框架。 第六章曲线和曲面 3、参照Hermite三次曲线的几何形式，试用B[P 0 P 1 P u P 1 u P uu P 1 uu]T , 推导相 应五次曲线的调和函数和系数矩阵M。 解：设Hermite五次曲线的几何形式为： P(t)=a5t5 + a4t4 + a3t3 + a2t2 + a1t + a0其中 t∈[0,1] 按题意，已知曲线两端点的坐标值P0 P1 曲线两端点的一阶导数值P0u P1u 曲线两端点的二阶导数值P0uu P1uu 则求出系数a5,a4,a3,a2,a1,a0 则P(t)就可确定； 由于P(t)= a5t5 + a4t4 + a3t3 + a2t2 + a1t + a0其中 t∈[0,1] P’(t)=5a5t4 + 4a4t3 + 3a3t2 + 2a2t + a1 P”(t)=20a5t3+12a4t2+6a3t+2a2 P0=P(0)=a0 P1=P(1)=a5+a4+a3+a2+a1+a0 P0’=P’(0)=a1 P1’=P’(1)=5a5+4a4+3a3+2a2+a1 P0”=P”(0)=2a2 P1”=P”(1)=20a5+12a4+6a3+2a2 所以 a0 = P(0) a1 =P’(0) a2 =P”(0)/2 a3 = 10P(1)- 10P(0) - 4P’(1) - 6P’(0) + P”(1)/2 - 3P”(0)/2 a4 =-15P(1)+ 15P(0) + 7P’(1) + 8P’(0) - P”(1) - 3P”(0)/2 a5 = 6P(1)- 6P(0) - 3P’(1) - 3P’(0) - P”(0)/2 + P”(1)/2 => P(t)=[ -6P(0) + 6P(1) - 3P’(0) - 3P’(1) - P”(0)/2 + P”(1)/2] t5 +[+15P(0) - 15P(1) + 8P’(0) + 7P’(1) + 3P”(0)/2 ] t4 +[-10P(0) + 10P(1) - 6P’(0) - 4P’(1) - 3P”(0)/2 + P”(1)/2] t3 + [ P”(0)/2] t2 + [P’(0)] t +P(0) 整理得： P(t) = (-6t5 + 15t4 - 10t3 + 1) P(0) + (6t5-15t4+10t3) P(1) + (-3t5 + 8t4 -6t3 + t) P’(0) + (-3t5 +7t4-4t3) P’(1) + (-t5/2+ 3t4/2-3t3/2+t2/2) P”(0) + (t5/2-t4+t3/2) P”(1) 故调和函数为： F(0)= -6t5 + 15t4 - 10t3 + 1 F(1)= 6t5 - 15t4 + 10t3 F(2)= -3t5 + 8t4 - 6t3 + t F(3)= -3t5 + 7t4- 4t3 F(4)= -t5/2 + 3t4/2 -3t3/2 + t2/2 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。（） 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（）； 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. 图象处理 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。[]计算机图形学处理的最基本的图元是线段。[] 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、数字图象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（） 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（）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（） 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存储分辩率的设备来说，当有8个位平面时，显示一帧图象所需要的内存为（） 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. 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. 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； 《计算机图形学基础》课程教学大纲 一、课程概述 （一）基本说明 中文名称：计算机图形学基础课程代码：16JS062 总学时/学分：48/3 考核方式：考试 适用专业：计算机科学与技术 (二）课程属性 1.课程性质 本课程是计算机科学与技术专业选修课，主要介计算机图形学的经典核心体系：图形系统、二维图形生成、几何变换、二维与三维观察、三维对象(实体造型与曲线曲面)、真实感图形技术、交互技术及动画等。通过本课程的学习，有助于学生对计算机图形学原理的理解和图形编程技术的掌握。 2.课程与课程群的联系 本课程与《Java程序设计基础》、《C语言程序设计》、《线性代数》等基础课程有着密切的关系，通过本课程的学习，使学生掌握图形方面的基本知识。为了使学生能够顺利完成本课程的学习，在学习本课程之前，需对相关课程（群）有一定的了解和掌握。 前修课程：《Java程序设计基础》、《C语言程序设计》、《数据库原理及应用》等，这些课程对本课程学习起着基础铺垫作用。 二、教学设计 （一）课程设置的主要依据 本课程是一门理实融合、教学做一体的理论课程，着眼于满足计算机科学与技术专业对应用型人才需求，遵循“基础/应用”的导向原则，教学内容与教学组织紧紧围绕应用型的计算机科学与技术专业人才培养目标进行设计、选择和实施，以“必需、够用、适度超前”为度，突出打牢理论基础和实践能力培养。在教学过程中，注重创新精神、实践能力和职业道德的培养，倡导探究性学习（或研讨式、案例式、专题式、项目式等），引导学生主动参与教学过程，主动思考、勤于实践、知行合一，逐步培养学生分析解决计算机类项目开发过程中实际问题、沟通交流与团队协作能力。 （二）课程设计思路 以《Java程序设计基础》、《C语言程序设计》、《线性代数》等课程为基础，紧紧围绕计算机科学与技术专业应用型人才培养目标，准确把握本课程在计算机科学与技术课程群中的定位和作用，以能力为本位，强调打牢基本知识和基本理论基础，强化基本技能训练，充分利用信息化教学平台，打破以知识 湖北大学学生课程设计 （论文） 题目：关于图形软件图形用户接口设计研究的一点思考 学号：2012221104210 069 姓名：刘雄 专业年级：计信2012级1班 教师姓名：余敦辉 2015年6 月2 日 目录 摘要和关键词（中文）-------------------------------------01 摘要和关键词（英文）-----------------------------------02 论文正文---------------------------------------------------03 1.图界面【GUI】的概述--------------------------------03 2.图形用户接口的定义--------------------------------03 3.图形软件图形用户接口【GUI】的表现形式-------------04 3.1屏幕的划分--------------------------------------------=--04 3.2字形的选用-----------------------------------------------05 3.3颜色、灰度的选择-----------------------------------------06 3.4窗口-----------------------------------------------------08 3.5菜单-----------------------------------------------------09 3.6图形符号和光标-------------------------------------------10 3.7按钮-----------------------------------------------------11 参考文献--------------------------------------------------12 第一章：P56 1、列出在你过去学习工作中用过与计算机图形学有关的程序c语言： #include 《计算机图形学》课程参考文献 [1 Kenneth R. Castleman, “Digital Image Processing”, Prentice－Hall International，Inc, 1996 [2] James Sharman. The Marching Cubes Algorithm[EB]. https://www.wendangku.net/doc/6e10318000.html,/. [3] William E. Lorensen, Harvey E. Cline. Marching Cubes: A High Resolution 3D Surface Construction Algrorithm[J].Computer Graphics, 1987, 21(4). [4] Jan Horn. Metaballs程序[CP]. http://www.sulaco.co.za. [5] 唐泽圣,等.三维数据场可视化[M].北京:清华大学出版社,1999.177-179. [6] 白燕斌,史惠康，等.OpenGL三维图形库编程指南[M].北京:机械工业出版社,1998. [7] 费广正,芦丽丹，陈立新.可视化OpenGL程序设计[M].北京:清华大学出版社,2001. [8] 田捷,包尚联,周明全.医学影像处理与分析[M].北京:电子工业出版社,2003. [9] 三维表面模型的重构、化简、压缩及其在计算机骨科手术模拟中的应用[R]. https://www.wendangku.net/doc/6e10318000.html,/~yike/uthesis.pdf ； [10] 首套中国数字化可视人体二维图像[DB]. http://www.chinesevisiblehuman. com/ pic/pictype.asp [11] 季雪岗,王晓辉,张宏林,等.Delphi编程疑难详解[M].北京:人民邮电出版社,2000. [12] 郑启华.PASCAL程序设计（第二版）[M].北京:清华大学出版社,1996. [13] 涂晓斌，谢平，陈海雷，蒋先刚.实用微机工程绘图实验教程[M].西南交通大学出版社,2004,4. [14] David F.Rogers.计算机图形学算法基础[M].北京:电子工业出版社,2002. [15] 李信真,车刚明,欧阳洁,封建湖.计算方法[M].西安:西北工业大学出版社,2000. [16] Paul Bourke Polygonising a scalar field [CP]. http://astronomy. https://www.wendangku.net/doc/6e10318000.html,.au/ ~pbourke/ modelling/polygonise/ [17] 刘骏.Delphi数字图像处理及高级应用[M].北京:科学出版社,2003. [18] 李弼程,彭天强,彭波,等.智能图像处理技术[M].北京:电子工业出版社,2004. [19] Kenneth R.Castleman著,朱志刚,石定机,等译.数字图像处理[M].北京:电子工业出版社,2002. [20] Milan Sonka, Vaclav Hlavac, Roger Boyle.Image Processing, Analysis, and Machine Vision [M].北京:人民邮电出版社,2003. [21] 阮秋奇.数字图像处理学[M]. 北京:电子工业出版社, 2001. [22] 刘宏昆,等.Delphi应用技巧与常见问题[M]. 北京:机械工业出版社, 2003. [23] 张增强,李鲲程,等.专家门诊—Delphi开发答疑300问[M].北京:人民邮电出版社,2003.6. 计算机图形总复习 题型及分值 一、将英文词语翻译成对应的中文（5*1=5%） 二、单项选择题（10*2=20%） 三、填空题（15%） 四、判断题（10*1=10%） 五、简答题（4*5=20%） 六、综合题（3*10=30%） 一、写出以下各词语对应的中文 Computer Graphics：计算机图形学 GKS（Graphics Kernel System）：图形核心系统 Virtual Reality：虚拟现实 Graphics Processing System：图形处理系统 CRT（Cathode Ray Tube）：阴极射线管 Digital Differential Analyzer: 数值微分法 Translation Transform ：平移变换 Scale Transform：比例变换 Rotation Transform：旋转变换 Homogeneous Coordinates ：齐次坐标 Symmetry Transform：对称变换 shear Transform：错切变换 Spline Curve ：样条曲线 Hidden-line ：线消隐 Hidden-surface ：面消隐 Illumunation Model：光照模型 Solid Modeling：实体造型实体建模 Edge Fill Algorithm：填充算法 Antialiasing：反走样 二、单项选择题 1、在下列叙述语句中，正确的为（D） A、一个计算机图形系统至少应具有计算、存储、输入、输出四个方面的基本功能 (交互) B、在图形系统中，图形处理速度取决于CPU的性能 计算机图形学期末复 习[1] 计算机图形学期末复习 第一章绪论 ●名词解释：图形、图像、点阵法、参数法。 图形：是指能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象。 点阵法：是具有灰度或颜色信息的点阵来表示图形的一种方法，它强调图形有哪些点组成，这些点具有什么灰度或色彩。 图形包括哪方面的要素参数法：是以计算机所记录的图形的形状参数与属性参数来表示图形的一种方法。 把参数法描述的图形叫做图形；把点阵法描述的图形叫做图像。 ●图形包括哪两方面的要素，在计算机中如何表示它们？ 图形的要素可以分为两类，一类是刻画形状的点、线、面、体等几何要素；另一类是反应物体本身固有属性，如表面属性或材质的明暗、灰度、色彩（颜色信息）等非几何要素。 在计算机中表示带有颜色及形状的图和形常用两种方法：点阵法和参数法。 ●什么叫计算机图形学？分析计算机图形学、数字图像处理和计算机视觉学科间的关系。 计算机图形学是研究怎样利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法、和技术的一门学科。 计算机图形学试图将参数形式的数据描述转换生成（逼真的）图像。数据图像处理则着重强调图像之间进行变换，它旨在对图像进行各种加工以改善图像的视觉效果，计算机视觉是研究用计算机来模拟生物外显或宏观视觉功能的科学和技术，它模拟对客观事物模式的识别过程，是从图像到特征数据对象的描述表达处理过程。 ●有关计算机图形学的软件标准有哪些？ 标准有：计算机图形核心系统（GKS）及其语言联编、三维图形核心系统（GKS-3D）及其语言联编、程序员层次交互式图形系统（PHIGS）及其语言联编、计算机图形元文件(CGM)、计算机图形接口（CGI）、基本图形转换规范（IGES）、产品数据转换规范（STEP）等。 ●试发挥你的想象力，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？ 近年来计算机图形学已经广泛地用于多种领域，如科学、医药、商业、工业、政府部门、艺术、娱乐业、广告业、教育和培训等。 第二章计算机图形系统及图形硬件 ●名词解释：刷新、刷新频率、像素点、屏幕分辨率、位平面、屏幕坐标系。 刷新：消除因时间间隔造成的内容或状态不一致。分为手动和自动两种。一般用于内容或状态变化较频繁的地方。 刷新频率：每秒钟屏幕图像刷新的次数。 像素点：是指图形显示在屏幕上时，按当前的图形显示分辨率所能提供的最小元素点。 屏幕分辨率：也称光栅分辨率或物理分辨率，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。 位平面：帧缓存被分成若干个独立的存储区域，每一个区域成为一个位面。 屏幕坐标系：图形显示器坐标原点定义在屏幕的左上角，但也有的讲原点定义在屏幕左下角。其中像素点（X,Y）坐标的取值范围是0到x或y方向的最大分辨率-1。 ●一个交互式计算机图形系统必须具有哪几种功能？其结构如何？ 应该具有计算、存储、交互（对话）、输入和输出等5种功能。 其结构由图形软件和图形硬件两部分组成。图形软件由图形应用数据结构、图形应用软件和图形支撑软件组成；图形硬件由图形计算机系统和图形设备组成。 ●试列举出你所知道的图形输入与输出设备。 图形输入设备：键盘、鼠标器、光笔、触摸屏、操纵杆、跟踪球和空间球、数据手套、数字化仪、图像扫描仪、声频输入系统和视频输入系统等。 图形输出设备：阴极射线管、CRT图形显示器、平板显示器和三维观察设备等。 ●阴极射线管由哪几部分组成？它们的功能分别是什么？ 阴极射线管由电子枪、偏转系统和荧光屏组成。电子枪的主要功能是产生一个沿管轴（Z轴）方向前进的高速的细电子束，用于轰击荧光屏；偏转系统的功能是使荧光屏上所有位置显示图形及字符； CRT荧光屏的功能是显示图形和字符。 ●简述荫罩式彩色阴极射线管的结构和工作原理。计算机图形学复习题
秋双学位计算机图形学
中国计算机图形学的发展
计算机图形学第二版课后习题答案
计算机图形学第1_5章课后习题参考答案
《计算机图形学》复习试题
计算机图形学基础教程习题课1(第二版)(孙家广-胡事民编著)
计算机图形学与图像处理教案
《计算机图形学》新版实验指导书
《计算机图形学》答案,第六章
计算机图形学考核题库
计算机图形学基础教学大纲
计算机图形学论文
计算机图形学(第三版)孙家广课后习题答案
计算机图形学课程参考文献
计算机图形学总复习答案
计算机图形学期末复习[1]备课讲稿