计算机图形学试题及答案 (2)

一、 判断题（10x1=10分）

1、 构成图形的要素可分为两类：刻画形状的点、线、面、体的非几何要素与反映物体表面属性或材质的明暗、色

彩等的几何要素。（ 错误 ）

2、 参数法描述的图形叫图形；点阵法描述的图形叫图像。（ 正确 ）

3、 EGA/VGA 为增强图形显示效果的一种图形处理软件的名称。（ 错误 ）

4、 对山、水等不规则对象进行造型时，大多采用过程式模拟方法。（ 正确 ）

5、 若两个图形是拓扑等价的，则一个图形可通过做弹性运动与另一个图形相重合。（ 正确 ）

6、 0阶参数连续性和0阶几何连续性的定义是相同的。（ 正确 ）

7、 Bezier 曲线可做局部调整。（ 错误 ）

8、 字符的图形表示分为点阵和矢量两种形式。（ 正确 ）

9、 LCD 表示发光二极管显示器。（ 错误 ）

10、 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、目前常用的PC 图形显示子系统主要由3个部件组成：（1）帧缓冲存储器、（2）显示控制器、（3）ROM BIOS 。

2、 图形的输入设备有（4）键盘、鼠标、光笔（至少写三种）；图形的显示设备有（5）CRT 显示器、LCD 、投影仪（至少写三种）。

3、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。

4、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。

5、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、 请列举常用的直线段裁减算法（四种）。

答：答：直接求交算法、编码算法、中点再分算法、Cyrus-Beck 算法。

2、 考虑三个不同的光栅系统，分辨率依次为480640?，10241280?，20482560?。欲存储每个像素12位，

这些系统各需要多大的帧缓冲器（字节数）？

答：480640?需要的帧缓存为KB 4508/12480640=?? 10241280?需要的帧缓存为KB 19208/1210241280=?? 20482560?需要的帧缓存为KB 76808/1220482560=?? 3、 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。 4、 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

00001θθθθ

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 +0.5)2-R 2

⑴ d i <0时，点在圆内，x i+1=x i -1, y i+1= y i +0.5

d i+1=F(x m ,y m )= (x i -2)2+(y i +1.5)2-R 2 =x i 2-4x i +4+y i 2+3y i +1.52-R 2 =(x i -1)2-2x i +3+(y i +0.5)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 +0.5)2-R 2 =x i 2-4x i +4+(y i +0.5)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）

六、

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)=1.5。

○

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）。

1、以计算机中所记录的形状参数与属性参数来表示图形的一种方法叫做（ ），一般把它描述的图形叫做（ ）；而

用具有灰度或颜色信息的点阵来表示图形的一种方法是（ ），它强调图形由哪些点组成，并具有什么灰度或色彩，一般把它描述的图形叫做（ ）。A

A 参数法、图形、点阵法、图像

B 点阵法、图像、参数法、图形

C 参数法、图像、点阵法、图形

D 点阵法、图形、参数法、图像 2、下列设备中属于图形输出设备的是（ B ） ○

1鼠标○2LCD ○3键盘○4 LED ○

5打印机○6扫描仪○7绘图仪○8触摸屏 A ○

1○3○6○8 B ○2○4○5○7 C ○2○5○6○7 D ○4○6○7○8 3. 下面给出的四个选项中（ D ）是绕Z 轴负向旋转θ的三维旋转变换矩阵。

A ?????????

???-10

0cos sin 00sin cos 00001θθθθ B ?????

????

???-10

0cos 0sin 00100sin 0cos θθθθ

C ?????????

???-10

010000cos sin 00sin cos θθθθ D ?????

???????-10

010000cos sin 00sin cos θθθθ 4. 下面给出的四个选项中，（ A ）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

5、B 样条曲线中，按照节点矢量T 的不同可以将B 样条分为均匀B 样条，开放均匀B 样条和非均匀B 样条，以下

选项中属于开放均匀B 样条节点矢量的是（C ）。 A 、T ＝（0，1，2，3，4，5，6）

B 、T ＝（0，0，1，1，2，2，3，3）

C 、T ＝（0，0，0，1，2，3，4，5，5，5）

D 、T ＝（0，0.1，0.2，0.2，0.5，1）

二、填空题（共8小题，每空1分，总计25分，请直接在原题上作答）

1、一个交互式计算机图形系统应具有（ 计算 ）、（ 存储 ）、（ 对话 ）、（ 输入 ）、

（ 输出 ）等五个方面的功能。

2. 将三维物体变为二维图形的变换称为（投影变换），其有两种基本方式：（平行投影）、（透视投影）。

3、形体的定义和图形的输入输出都是在一定的坐标系下进行的，通常这些坐标系分为：建模坐标系， （用户坐标系），（观察坐标系），规格化设备坐标系和 （设备坐标系）。

4、X 扫描线算法中，每次用一条扫描线进行填充，对一条扫描线填充的过程可分为4个步骤：（求交）、（排序）、（交点配对）、（区间填色）。

5、平面几何投影可分为两大类，分别是：（透视投影），（平行投影）。

6、用一组型值点来指定曲线曲面的形状时，形状完全通过给定的型值点列，用该方法得到的曲线曲面称为曲线曲面的（拟和），而用控制点列来指定曲线曲面的形状时，得到的曲线曲面不一定通过控制点列，该方法称为曲线曲面的（逼近）。

7、对于基本几何变换，一般有平移、旋转、反射和错切等，这些基本几何变换都是相对于（坐标原点）和（坐标轴）

进行的几何变换。

三、简答题（共3小题，每小题5分，总计15分，请直接在原题上作答） 1、走样与反走样的定义是？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.如下图所示，裁减窗口为正方形，采用逐边裁件算法，依次按左、下、右、 上的顺序，用四条窗口边界裁减多边形ABCDE 。试写出每条框口边界裁减后 输出的新的多边形的顶点序列。

答：左边界裁减后：ABCD12 下边界裁减后：4B56D123 右边界裁减后：4B7D123 上边界裁减后：4B789123

3、Bezier 曲线在端点处的一阶导数为：p ’(0)=n(P 1-P 0)，p ’(1)=n(P n -P n-1)，二阶导数为：p ”(0)=n(n-1)((P 2-P 1)-(P 1-P 0))，

p ”(1)=n(n-1)((P n-2-P n-1)-(P n-1-P n ))。写出如图2所示的两段三次Bezier 曲线在连接点处的G1，G2连续性条件。

答：因为是三次Bezier 曲线，所以有n=3。

根据G1连续性条件有：p ’(1)=a* p ’(0)即：Q 1-Q 0= a*(P 3-P 2) 又根据G2连续性条件有：

p ”(1)＝b*p ”(0)即：Q 0-2Q 1+Q 2=b*(P 1-2P 2＋P 3)

四、证明题（本题5分，请直接在原题上作答）

试证明一个绕原点的旋转变换和一个均匀比例变换是可交换的变换对。

证明：????

?

??

???-=?????????????????????-=10

0cos sin 0sin cos 100000010

0cos sin 0sin cos 1θθθθ

θθθθS S S S S S

T T 1=T 2，所以一个绕原点的旋转变换和一个均匀比例变换是可交换的变换对。

五、（本题10分）利用中点Bresenham 画圆算法的原理推导第一象限从y=0到x=y 圆弧段的扫描转换算法（设半径为R ，

要求写清原理、误差函数、递推公式）。

解：算法原理：如图a 所示，从y=0到x=y 圆弧段即为逆时针方向，此时当

y 方向走一步时，x 方向能否走一步需要根据判别式进行判断，推导如下：

先构造函数F(x,y)=x 2+y 2-R 2，对于圆上点F(x,y)＝0；对于圆外点F(x,y)>0；

圆内点F(x,y)<0。

假设M 为Pr 和Pl 的中点即M(x i -0.5,y i +1)

所以判别式为：

d=F(x M ,y M )=F(x i -0.5,y i +1)= (x i -0.5)2+( y i +1)2-R 2

当d<0时，如图b ，下一点取Pr （x i ,y i +1） 当d>0时，如图c ，下一点取Pl(x i -1,y i +1) 当d ＝0时，任取上述情况中一种即可。

误差项的递推：如图b 所示，当d<0时，取Pr （x i ,y i +1）

d’=F(x i -0.5,y i +2)=d+2y i +3，即d 的增量为2y i +3；

如图c 所示，当d>0时，取Pl(x i -1,y i +1)，欲判断下一个象素，

应计算： d’=F(x i -1.5,y i +2)=d-2x i +2y i +3, 即d 的增量为-2x i +2y i +3。 绘制第一个点为（R,0）,所以d 的初始值为

d 0＝F （R-0.5,1）=1.25-R

六、（本题15分）如右图所示的多边形，若采用

改进的有效边表算法进行填充，在填充时采用“下闭上升”的原则（即删除图2

多边形P 0P 1P 2P 3P 4P 5P 6P 0

x 图a

y=y max 的边之后再填充）试画出该多边形的ET 表和当扫描线Y=3和Y=8时的AET 表。

解：ET 表如下：

当扫描线Y=8时的AET 表：

当扫描线Y=3时的AET 表： 七、（本题15分）如图所示四边形ABCD ，求绕P

（5，4）点逆时针旋转90度的变换矩阵，并求出各端点坐标，画出变换后的图形。

解：

5、 考虑三个不同的光栅系统，分辨率依次为480640?，10241280?，20482560?。欲存储每个像素12位，

这些系统各需要多大的帧缓冲器（字节数）？

答：480640?需要的帧缓存为KB 4508/12480640=?? 10241280?需要的帧缓存为KB 19208/1210241280=?? 20482560?需要的帧缓存为KB 76808/1220482560=?? 3、按照所构造的图形对象来分，点、曲线、平面、曲面或实体属于（ ），而山、水、云、烟等自然界丰富多彩的对

象属于（ ）。A

A 、规则对象、不规则对象

B 、规则对象、属性对象

C 、不规则对象、几何对象

D 、不规则对象、属性对象

4、对于区域内外测试中，常常使用奇－偶规则测试的方法，按照该规则测试

图形，如图1所示，试选出以下属于外部点的是（ D ）。

A 、M 点

B 、P 点

C 、O 点

D 、N 点

5、B 样条曲线中，按照节点矢量T 的不同可以将B 样条分为均匀B 样条，开

放均匀B 样条和非均匀B 样条，以下选项中属于开放均匀B

T ＝（0，1，

2，3，4，5，6）

B 、T ＝（0，0，1，1，2，2，3，3）

C 、T ＝（0，0，0，1，2，3，4，5，5，5）

D 、T ＝（0，0.1，0.2，0.2，0.5，1）

七、（本题10分）试用Liang-Barsky 算法裁剪如图所示

线段。

解：

A(-2,6) x1=-2, y1=6 B(7,-2) x2=7, y2=-2

窗口：wxl=0, wxr=4, wyb=0, wyt=3

* ??

?-+=-+=)

12(1)

12(1y y U y y x x U x x 0≤U ≤1

P 1=-Δx=-(7+2)=-9 q 1=x1-wxl=-2 U 1=2/9 P 2=Δx=9 q 2=wxr-x1=6 U 2=2/3 P 3=-Δy=-(-2-6)=8 q 3=y1-wyb=6 U 3=3/4 P 4=Δy=-8 q 4=wyt-y1=3 U 4=3/8 U k =

k

k

p q (k=1、2、3、4) Umax=max （0，0

Umin=min(1,0

>k p k

U )=min(1, 2/3, 3/4)= 2/3

将Umax ， Umin 代入方程组* 中求得直线与窗口的两个交点： x max =11/8, y max =3 x min =4, y min =2/3

即将A ’(11/8,3) B ’(4,2/3)直线保留，AA ’B ’B 删去。 八、（本题10分）如图所示，物体ABCDEFGH 进行如下变换，

写出其变换矩阵并求出复合变换后顶点的齐次坐标。 1、 平移使点C 与点P （1，－1，0）重合； 2、绕z 轴旋转60°。

解：平移点C 与点P 重合的平移矩阵为

??

???

??

??

???-=10200100001000011T 绕z 轴旋转60°矩阵为??????

????????-=10

010

0000022

12

3232

1T 所以，复合变换后的矩阵为T1*T2，有：

其中A ’B ’C ’D ’E ’F ’G ’H ’为变换后对应的齐次坐标。

一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分）提示：在每小题列出

的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分

1）灰度等级为256级，分辨率为1024*1024的显示模式，至少需要的帧缓存容量为___B____bit 。

A 、7M

B 、

8M

X

C、10M

D、16M

2) ___C___是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。实际上是把显示器看成是比实际更细的网格来增加取样率。

A、提高显示分辨率

B、图像分割

C、过取样（supersampling）

D、区域取样（areasampling）

3）用一个n位的整数表示一个位串，用它控制线型时，可以n个像素为周期进行重复显示。若Patten=11100101，

而i表示画线程序中的第i个像素，则画线程序中的SETPIXEL（X，Y，COLOR）可改写为___C__

A、if(pattern[i%4])setixel(x,y,color);

B、if(pattern[i%6])setixel(x,y,color);

C、if(pattern[i%8])setixel(x,y,color);

D、if(pattern[i%12])setixel(x,y,color);

4、点P的齐次坐标为(8,6,2)，其对应的空间坐标为__D____。

A、（8，6，2）

B、（8，6）

C、（4，3，1）

D、（4，3）

5)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,则不输出顶点.

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.

6)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

7、如果观察方向（视线方向）为Z轴负向，观察向量可设为V=(0,0,-1)，则对场景中

的图形表平面可判定其可见性。令某平面的法向量为N=(A,B,C)。当___A__时，该平面可判定为后向面（Back-Face ）即是观察时不可见的面。

Ａ、C<=0 Ｂ、C>=0 C 、A>=0 D 、B<=0

8、多边形面的平面方程为：Ax+By+Cz+D=0。投影后，若扫描线上起始点的深度值为，

则该面的扫描线上所有后继点的深度值计算公式为__B__ A ）z(x+1,y)=z(x,y)+A/C B ）z(x+1,y)=z(x,y)-A/C C ）z(x+1,y)=z(x,y)+C/A D ）z(x+1,y)=z(x,y)-C/A

9）当观察光照下的光滑物体表面时，在某个方向上看到高光或强光，这个现象称为__B__

Ａ、漫反射 Ｂ、镜面反射 C 、环境光 D 、折射

10）、绘制样条曲线时，如果控制点中的任一个发生了变动，则整条曲线都将受到影响的是_A__曲线：

Ａ、自然三次样条

Ｂ、Ｈermite 插值样条 Ｃ、Cardinal 样条 Ｄ、Ｋorchanek-Bartels 样条

二、判断题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）提示：正确打 ，错误打 ，并

分别简述理由。

１、显示处理器的主要任务是将应用程序给出的图形定义数字化为一组像素强度值，并存放在帧缓存中，这个数字化过程称为扫描转换。 对

２、绕多边形的边界，计算相邻边界向量的叉乘可识别出该多边形是凸还是凹多边形。如果叉乘结果全部为正则为凹多边形；若有正有负，则为凸多边形。 错（凸，凹）

3、使用查色表可以提供合理的能够同时显示的颜色数，而无须大容量的帧缓冲器。这时，帧缓冲器中存放的是真正的颜色编码。 错（颜色编码改为索引（或地址））

4、某种颜色，在GRB 颜色模型下坐标值（1,0.7,0.8），在CMY 颜色模型下也是（1,0.7,0.8）

C

D

By Ax y x z ---=

),(

错（0,0.3,0.2）

5、透视投影变换后，图形中的不平行于观察平面的各组平行线的延长线，能够汇聚成最多3个灭点。错（可以是无数个灭点）

三．计算推导题目（本大题共2小题，每小题10分，共20分）。

1．给定四点P1(0,0,0),P2(1,1,1),P3(2,-1,-1),P4(3,0,0)。用其作为特征多边形来构造一条三次贝塞尔曲线段，请写出该曲线的参数化表达式，并计算参数为1、2/3时曲线上点的值。

答: 三次贝塞尔曲线的公式为：4分当t=1时，根据端点性质，它就是P(1)=P1=(1,1,1) 3分当t=2/3时，x=(1/27)*0+3*(2/3)*(1/9)*1+3*(4/9)*(1/3)*2+(8/27)*3=2

Y=(1/27)*0+3*(2/3)*(1/9)*1+3*(4/9)*(1/3)*(-1)+(8/27)*0= —2/9

Z=(8/27)*0+3*(2/3)*(1/9)*1+3*(4/9)*(1/3)*(-1)+(8/27)*0= —2/9 3分

P(2/3)=(2,-2/9,-2/9)

评分标准：按步骤给分。若写出计算的表达式后计算结果错误只扣1分。

2．用Liang-Barsky线段裁剪方法，使用窗口（0，0）（2，2）裁剪以下线段，要求写出计算步骤和裁剪结果。

a)线段A（1,-2）B(1，2)

解:

x1=1, x2=1, y1= -2, y2=2,

xmin=0,xmax=2, ymin=0, ymax=2

dx=X2-x1=0, dy=y2-y1= 4

P1= -dx= 0 q1=x1-xmin= 1

P2=dx=0 q2=xmax-x1=1

P3= -dy= -4 q3=y1-ymin= -2 t3=1/2

P4=dy=4 q4=ymax-y1=4 t4=1 4分

P1,p4<0, tmin=MAX(0,t3)=MAX(0,1/2)=1/2 2分

P3,P4>0, tmax=MIN(1,t4)=MIN(1,1)=1 2分

Tmin

裁剪结果是线段：（1，0）（1，2）2分

四．变换题（本大题共3小题，每小题10分，共30分）。提示：用列向量表示，注意矩阵乘的顺序。用齐次坐标表示变换矩阵。不要求计算出最后结果，但是每个矩阵要表示出来。

1．二维空间中，图形绕点(-1，-2)，顺时针旋转50度的变换矩阵。

2．在XOY二维平面坐标系中有点P(4，1)和点O’(3，4)。现以O’P作为Y’轴正向建立新坐标系X’O’Y’（都是右手坐标系），请写出图形由XOY到X’O’Y’的坐标变换矩阵。

3．设投影参考点为（0，0，d）,投影面为xoy平面，请推导投影变换矩阵。

答案：1．二维空间中，图形绕点(-1，-2)，顺时针旋转50度的变换矩阵。

1 0 -1 cos(-50) –sin(-50) 0 1 0 1

0 1 -2 sin(-50) cos(-50) 0 0 1 2

0 0 1 0 0 1 0 0 1

评分标准：每一个矩阵写正确得3分，顺序正确1分。

2、在XOY二维平面坐标系中有点P(6，1)和点O’(3，5)。现以O’P作为X’轴正向来建

立新坐标系X’O’Y’（都是右手坐标系），请写出图形由XOY到X’O’Y’的坐标变换矩阵。

计算向量o’p为（3，-4），则单位向量为u=（?3/5，-4/5），计算得到u=(-4/5,-3/5) 3/5 -4/5 1 0 -3

-4/5 -3/5 0 0 1 -5

0 0 1 0 0 1

评分标准：单位向量计算正确得4分，每一个矩阵写正确得2分，顺序正确2分。3．设投影参考点为Pprp（0，0，d）,投影面为xoy平面，请推导投影变换矩阵

1）当投影中心点是（0，0，d）时，根据两点(Pprp和P)可求得PP’射线的参数方程为X’= (x-0) u+0

Y’=(y-0) u+0

Z’= (z-d) u + d

投影面为xoy平面，则Z’=0，带入可得到u=d/(d-z)

X’= x *d/(d-z)

Y’= y*d /(d-z)

Z’= 0

令h=1-z/d，可以得到齐次坐标表示的投影变换矩阵为

1，0，0，0

0，1，0，0

0，0，0，0

0，0，-1/d 1

评分标准：写出直线参数方程得5分，推导步骤完整，矩阵写正确得5分。

五、编程及分析题（本大题共1小题，每题10分，共10分），

1．请根据中点圆生成算法思想，对圆x2+y2=R2，推出第一象限中从y=0到y=x这段弧的生成算法。要求推导出主要的计算公式，并写出算法（描述性算法）。提示这一段上，y的变换率比x大。

解答：

构造函数F(X,Y)=Y2+X2-R2。

对于圆上的点，F(X,Y)=0；

对于圆外的点，F(X,Y)>0；

而对于圆内的点，F(X,Y)<0。

1）当前点为（Xi, Yi），下一个代定点为（X i-1,Y i+1），以Y每次增加1，Y i+1= Yi +1，X i-1需要判定。

中点M的坐标为：M(,Xi-0.5, Yi +1)

当F(XM, YM)<=0时，取Pu(Xi，Yi +1,)

当F(XM, YM)>0时，取Pd(Xi-1，Yi +1,)

2）决策参数：

d=F(XM,YM)=F(Xi-0.5,Yi+1)=(xi-0.5)2+(yi+1)2-R2

当d≤0时，下一点取Pu(Xi，Yi +1)；

当d>0时，下一点取Pd(Xi-1，Yi +1)。

决策参数的增量式

当d≤0时，下一点取Pu(Xi，Yi +1)

di+1=F(Xi-0.5，Yi+2)=di+2Yi+3

当d>0时，下一点取Pd(Xi-1，Yi +1) di+1=F(Xi-1.5，Yi+2)=di+2(Yi-Xi)+5 判别式的初始值 d0=F （R-0.5,1）=1.25-R 算法步骤： 1.输入圆的半径R 。

2.计算初始值d=1.25-R 、Y=0、X=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d ≤0，则先将d 更新为d+2Y+3，再将(X,Y)更新为(X, Y+1)；否则先将d 更新为d+2(Y-X)+5，再将(X,Y)更新为(X-1, Y+1)。

5.当Y

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 1个绘图单位；

C.沿X 坐标轴方向各移动2个绘图单位； 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 ）

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 ）

四、推导题（共20分, 每题10分）

1．写出正二测投影变换矩阵，确定变换矩阵中的参数，并给出详细步骤。

答案： 正轴测投影变换矩阵的一般形式：

X

轴上的单位矢量[1 0 0 1]变换后为：

[x ‘ y ’ z ‘ 1] = [1 0 0 1]T = [cos θ 0 -sin

θsin φ 1] Y 轴上的单位矢量[0 1 0 1]变换后为： [x ‘ y ’ z ‘ 1] = [1 0 0 1]T = [-sin θ 0 -cos θsin φ 1] Z 轴上的单位矢量[0 0 1 1]变换后为：

[x y z 1] = [0 0 1 1]T = [0 0 cos φ 1] 则三个方向的变形系数分别为：

按照正二轴测投影变换的定义有： p = r

假定Y 轴上的单位矢量经变换后长度变为1/2，即取Y 轴的变形系数恒为1/2：

可得：θ=20。42‘, φ=19 。28’。

2. 试按左下右上顺序用四向算法，分析当S1为种子时，下图区域的填充过程。

S1—6—7—3—10—11—12—9—2—8—5—4 3 11 4 6 3 11 4 7

????

????????=1 0 0

0 0 cos 0 0 0 sin cos - 0 sin -0 sin sin - 0 cos φφθθφθθT

3 11

4 8 3 3 11 4 8 2 10 3 11 4 8 2 9 11 3 11 4 8 2 9 12 3 11 4 8 2 9 3 11 4 8 2 3 11 4 8

5 8 3 11 4 8 5 3 11 4 8 3 11 4 3 11 3

五、计算题（共20分,每题10分）

1．已知三角形ABC 各顶点的坐标A(1,2)、B(5,2)、C(3,5)，相对直线P 1P 2(线

段的坐标分别为：P 1 (-1,-1) 、P 2 (8,3) )做对称变换后到达A ’、B ’、C ’。 试计算A ’、B ’、C ’的坐标值。（要求用齐次坐标进行变换，列出变换矩阵，列出计算式子，不要求计算结果）

解: (1) 将坐标平移至P1 (-1,-1)点: ????

?

?????=111010001Ta

(2) 线段P 1P 2与X 轴夹角为9

4

=arctg

θ (3) 顺时针方向旋转θ角: ????

??????=T 10

0cos sin 0sin -cos θθ

θθ

b

(4) 关于X 轴对称: ????

??????-=100010001Tc (5)逆时针转回: ????

?

?????-=10

0cos sin 0sin cos θθ

θθ

Td (6) 将坐标系平移回原处 ????

?

?????--=T 111010001e

(7)变换矩阵: e d c b a T ?T ?T ?T ?T =T

(8) 求变换后的三角形ABC 各顶点的坐标A ’、B ’、C ’

A ’: [

]

[]T Y X A A

?=1211/

/

B ’: []

[]T Y X

B B

?=1251/

/ C ’: []

[]T Y X C

C

?=1531//

2．已知四个型值点P1(4,1,1)，P2(0,0,0)，P3(3,0,3)，和P4(-1,1,1)，用线段连

接相邻的Pi ，构造一条连接好的三次B 样条曲线，写出该曲线的参数表达式，并计算参数为0，1/3，2/3和1的值。

答案：

[

]

[

]

?????

?

???

????

?-?????????

???----=??

?

??

?

??

????????

?????

?

?

???

??----=)111()303()000()114(0141030

303631331611()()()(0141

030

303631331611

)(2

3

)333

2221110002

3

3,1t t t z y x z y x z y x z y x t t t t P

x(t)=4*)133(6123+-+-t t t +0*)463(6123+-t t +3*)1333(6

123+++-t t t +(-1)*

3

6

1t y(t)=1*

)133(6

123+-+-t t t +0*)463(6123+-t t +0*)1333(61

23+++-t t t +1*

36

1t z(t)=1*

)133(6

123+-+-t t t +0*)463(6123+-t t +3*)1333(61

23+++-t t t +1*

36

1t 当：t=0, P(x,y,z)=P(1.1667, 0.1667, 0.6667) t=1/3， P(x,y,z)=P(1.3025, 0.0556, 1.1667) t=2/3, P(x,y,z)=P(1.6975, 0.0556, 1.7778) t=1， P(x,y,z)=P(1.8333, 0.1667, 2.1667)

六、作图题（共20分）

用Bresenham 算法生成直线段。

要求：根据已知条件，先列出计算式算出各点的坐标值，然后在下面的方格中标出各点（用“●”）。

已知：线段的起点(0，0)，终点(6，5)

解:起点坐标为(0,0),终点坐标为(6,5) △y =y2-y1=5, △x=x2-x1=6 m = △y / △x=6/5 d1 = y - yk = m ( xk+ 1) - yk

d2 = ( yk + 1 ) - y =(yk + 1)- m ( xk + 1 ) 那么d1-d2 = 2m ( xk + 1 ) - 2yk – 1

将 m = △y / △x ， △y ＝y2-y1, △x ＝x2-x1带入 令pk = △x ( d1 - d2 ) = 2△y . xk - 2△x . yk+ c =12 . xk-10. yk+7

(其中c=2 △y- △x)

又有 pk+1 =2△y . xk+1 - 2△x. yk+1+ c=12 . xk+1-10. yk+1+7

所以pk+1 - pk = 2△y (xk+1 - xk ) - 2△x (yk+1 - yk ) if pk <0 , d1 - d2 <0 ,取右方象素，有 yk+1= yk ,

则 pk+1 = pk + 2△y

if pk >=0, d1 - d2 >=0,取右上方象素，有 yk+1= yk + 1, yk+1 - yk = 1,则 pk+1 = pk + 2△y - 2△x

第一点为(0,0) 所以 pk=7>0 第二点为 (1,1)

第二点为(1,1) 所以 pk= 5>0 第三点为(2,2)

第三点为(2,2) 所以 pk=3>0 第四点为(3,3)

第四点为(3,3) 所以 pk=1>0 第五点为(4,4)

第五点为(4,4) 所以 pk=-1<0 第六点为(5,4)

第六点为(5,4) 所以 pk=-3<0 第七点为(6,5)

计算机图形学作业

计算机图形学第一次作业 计算机X班XXX 1XXX010XXX 1.你是否想用图形学的有关知识去解决一两个实际问题？你想解决的问题是什么？考虑如何解决？ 答：我希望可以解决的有设计汽车外壳和制作动画。 解决方法：（1）汽车外壳 使用3D MAX/AutoCAD软件进行设计。 （2）制作动画 利用动画制作软件（3D MAX）在计算机上制作动画 2.某彩色图形显示系统，CRT显示器的分辨率为1024×1024，它可以从2^17次方种颜色中选择出2^15次方来显示，其帧缓冲器的容量应该如何计算？查色表的长度和宽度应为多少？ 解：16b==2B 因为分辨率为1024x1024 所以1024*1024*2B=2MB 3.采用Bresenham画线算法，绘出起点（1，3），终点为（9，18）的直线段。 解： void DrawBresenhamline(int x0, int y0, int x1, int y1) { int dx = x1 - x0；//x偏移量 int dy = y1 - y0；//y偏移量 int ux = dx >0 ?1:-1;//x伸展方向 int uy = dx >0 ?1:-1;//y伸展方向 int dx2 = dx <<1;//x偏移量乘2 int dy2 = dy <<1;//y偏移量乘2 if(abs(dx)>abs(dy)) {//以x为增量方向计算 int e = -dx; //e = -0.5 * 2 * dx,把e 用2 * dx* e替换 int x = x0；//起点x坐标 int y = y0;//起点y坐标 for (x = x0; x < x1;x+=ux) { printf ("%d,%d\n",x, y); e=e + dy2;//来自2*e*dx= 2*e*dx + 2dy （原来是e = e + k） if (e > 0)//e是整数且大于0时表示要取右上的点（否则是右下的点） { y += uy; e= e - dx2;//2*e*dx = 2*e*dx - 2*dx (原来是e = e -1) } } } else {//以y为增量方向计算

计算机图形学期末大作业3D建模

深圳大学实验报告 课程名称：计算图形学 实验名称：3D建模和真实感图形绘制 学院：计算机与软件学院专业：计算机科学与技术报告人：学号：2012150 班级： 1 同组人：无 指导教师：周虹 实验时间：2014年11、12月 实验报告提交时间：2014/12/28 教务处制

一．实验目的 1、使用OpenGL创建和动画你自己设计的角色。 2、熟悉3D层次建模和转换。 二．实验步骤 1、打开VC6.0打开工作空间modeler.dsw, 可以看到工程的所有工程都包含进来了。找到sample.cpp并打开。 2、找到sample.cpp中的draw函数，在这个函数中绘制图形。首先，在一对glPushMatrix()和glPopMatrix()之间用glTranslated函数确定绘制图形坐标系的原点（以下图形的绘制均用到这对函数，后面不再赘述）。然后用三角形绘制平行四边形的地板，用

setDiffuseColor函数设定不同的颜色参数。 主要代码如下： 2、为模型绘制背景，即三角旋转阶梯。同样的，用三角形绘制，使得整个画面看起来像舞台般宽敞华丽。

截断）： 拼接柱子，并且颜色设置成黄白相间，使气氛柔和淡雅。

4、柱子一般都有柱台的。此处用长方体作为柱台，大气得体。颜色选择淡蓝色，正好跟柱子的颜色相辉映。 主要代码如下：

5、俗话说好事成双。在同一个层次中，我再绘制了同样的柱子和柱台，使画面呈现对称美。 6、柱子是空心的，得给它加个“盖子”。为了统一柱子的结构，此处依然用三角形拼接柱子的尖顶，尖顶作为柱子的下一个层次。如图：

北语 20春《计算机图形学》作业_1234

20春《计算机图形学》作业_1 一、单选题 ( 每题4分, 共10道小题, 总分值40分 ) 1. A. (A) B. (B) C. (C) D. (D) 答：A V：131·9666·2906 2.最小最大判定法是一种快速拒绝判定方法，是利用多边形的___来替代，从而可以粗略判定两个多边形之间的关系。 A. 外接矩形 B. 最小外接凸包 C. 最小外接圆 D. 最小外接矩形 答：D 3.由空间的n+1个控制点生成的k次准均匀B样条曲线是由若干段B样条曲线逼近而成的, （） A. 每个曲线段的形状仅由点列中的k个顺序排列的点所控制 B. 每个曲线段的形状仅由点列中的k+1个顺序排列的点所控制 C. 每个曲线段的形状仅由点列中的k+2个顺序排列的点所控制 D. 每个曲线段的形状仅由点列中的k+3个顺序排列的点所控制 答：B 4. 答：C 5. 答：C 6.如果不采用齐次坐标表示法，则___不能使用变换矩阵来实现。

A. 平移变换 B. 对称变换 C. 旋转变换 D. 比例变换 答：A 7.使用Bresenham直线生成算法画一条直线：起点和终点分别为A（15，12）和B（30，18），则起点的下一个点的坐标(x,y)和误差p分别为（）。 A. (x,y) = (16,13)，p = 9 B. (x,y) = (16,12)，p = 9 C. (x,y) = (16,13)，p = -21 D. (x,y) = (16,12)，p = -21 答：B 8.由空间的n+1个控制点生成的k次准均匀B样条曲线（） A. 是由n-k-1段B样条曲线逼近而成的 B. 是由n-k段B样条曲线逼近而成的 C. 是由n-k+1段B样条曲线逼近而成的 D. 是由n-k+2段B样条曲线逼近而成的 答：C 9.按照所构造的图形对象来分，点、曲线、平面、曲面或实体属于___，而山、水、云、烟等自然界丰富多彩的对象属于___。 A. 规则对象、不规则对象 B. 规则对象、属性对象 C. 不规则对象、几何对象 D. 不规则对象、属性对象 答：A 10.光线跟踪算法的主要计算量在于（） A. 基于Phong模型的明暗度计算 B. 反射方向计算 C. 折射方向计算 D. 求交计算 答：D 二、多选题 ( 每题4分, 共5道小题, 总分值20分 ) 1.在几何造型中，下列论述中哪些是正确的___。 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

计算机图形学作业-Display-答案分析

计算机图形学作业I 一．判断题 1．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；（×） 2．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；（√） 3. 相似变换是刚体变换加上等比缩放变换；（√） 4. 保距变换是刚体变换加上镜面反射；（√） 5. 射影变换保持直线性，但不保持平行性。（√） 二、填空题 1.透视投影的视见体为截头四棱锥形状；平行投影的视见体为长方体形状。 2.字符的图形表示可以分为矢量表示和点阵表示两种形式。 3.仿射变换保持直线的平行性 4.刚体变换保持长度 5.保角变换保持向量的角度 三、单项选择题 1. 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？（ D） A. 512KB； B. 1MB； C. 2MB； D. 3MB ; 2. 在透视投影中，主灭点的最多个数是（ C ） A 1; B 2; C 3; D 4 3. 以下关于图形变换的论述不正确的是（ B ） 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. 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、Y1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。 5. 下列有关投影的叙述语句中，正确的论述为（B ） A. 透视投影具有近小远大的特点； B. 平行投影的投影中心到投影面距离是无限的； C. 透视投影变换中，一组平行于投影面的线的投影产生一个灭点； T =

秋双学位计算机图形学

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

《数字图像处理》复习大作业及答案

2014年上学期《数字图像处理》复习大作业及参考答案 ===================================================== 一、选择题（共20题） 1、采用幂次变换进行灰度变换时，当幂次取大于1时，该变换是针对如下哪一类图像进行增 强。（B） A 图像整体偏暗 B 图像整体偏亮 C图像细节淹没在暗背景中D图像同时存在过亮和过暗背景 2、图像灰度方差说明了图像哪一个属性。（B ） A 平均灰度 B 图像对比度 C 图像整体亮度D图像细节 3、计算机显示器主要采用哪一种彩色模型（ A ） A、RGB B、CMY或CMYK C、HSI D、HSV 4、采用模板［-1 1］T主要检测（ A ）方向的边缘。 A.水平 B.45? C.垂直 D.135? 5、下列算法中属于图象锐化处理的是：( C ) A.低通滤波 B.加权平均法 C.高通滤波 D. 中值滤波 6、维纳滤波器通常用于（ C ） A、去噪 B、减小图像动态范围 C、复原图像 D、平滑图像 7、彩色图像增强时， C 处理可以采用RGB彩色模型。 A. 直方图均衡化 B. 同态滤波 C. 加权均值滤波 D. 中值滤波 8、__B__滤波器在对图像复原过程中需要计算噪声功率谱和图像功率谱。 A. 逆滤波 B. 维纳滤波 C. 约束最小二乘滤波 D. 同态滤波 9、高通滤波后的图像通常较暗，为改善这种情况，将高通滤波器的转移函数加上一常数量以 便引入一些低频分量。这样的滤波器叫B。 A. 巴特沃斯高通滤波器 B. 高频提升滤波器 C. 高频加强滤波器 D. 理想高通滤波器 10、图象与灰度直方图间的对应关系是 B __ A.一一对应 B.多对一 C.一对多 D.都不 11、下列算法中属于图象锐化处理的是：C A.低通滤波 B.加权平均法 C.高通滤 D. 中值滤波 12、一幅256*256的图像，若灰度级数为16，则存储它所需的比特数是：( A ) A、256K B、512K C、1M C、2M 13、噪声有以下某一种特性（ D ） A、只含有高频分量 B、其频率总覆盖整个频谱 C、等宽的频率间隔内有相同的能量 D、总有一定的随机性 14. 利用直方图取单阈值方法进行图像分割时：（B） a.图像中应仅有一个目标 b.图像直方图应有两个峰 c.图像中目标和背景应一样大 d. 图像中目标灰度应比背景大 15. 在单变量变换增强中，最容易让人感到图像内容发生变化的是（ C ）

计算机图形学作业-Display-答案

计算机图形学作业 I 一．判断题 1．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；（×） 2．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；（√） 3. 相似变换是刚体变换加上等比缩放变换；（√） 4. 保距变换是刚体变换加上镜面反射；（√） 5. 射影变换保持直线性，但不保持平行性。（√） 二、填空题 1.透视投影的视见体为截头四棱锥形状；平行投影的视见体为长方体形状。 2.字符的图形表示可以分为矢量表示和点阵表示两种形式。 3.仿射变换保持直线的平行性 4.刚体变换保持长度 5.保角变换保持向量的角度 三、单项选择题 1. 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？（ D） A. 512KB； B. 1MB； C. 2MB； D. 3MB ; 2. 在透视投影中，主灭点的最多个数是（ C ） A 1; B 2; C 3; D 4 3. 以下关于图形变换的论述不正确的是（ B ） 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. 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、Y1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。 5. 下列有关投影的叙述语句中，正确的论述为（B ） A. 透视投影具有近小远大的特点； B. 平行投影的投影中心到投影面距离是无限的； C. 透视投影变换中，一组平行于投影面的线的投影产生一个灭点； T =

计算机图形学第二版课后习题答案

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

计算机图形学期末编程大作业

完成下列程序的设计、调试与及设计说明书： 一、实现直线、圆的生成 要求：（1）算法不限；（2）直线的端点、圆的圆心、半径由用户实时输入；（3）用所实现的直线、圆的生成程序实现一个任意图形的绘制。 二、实现区域填充（多边形区域）或影线填充 要求：（1）区域自行指定，至少应有一个内环（2）算法：计算机相关专业的要求实现图案填充，机械相关专业的要求实现影线填充。 三、直线段裁剪算法的实现 要求：完成对一个指定图形（见图）的裁剪，先在图形 区显示原始图形及窗口位置，然后将裁剪后图形的显示在图 形区的另一侧。 四、凸多面体消隐的实现（外法线法） 要求：立体数据自定。 五、样条曲线的实现 要求：实现B样条曲线，并能通过交互输入点的形式完成曲 线绘制。 注意：要反求控制点 六、平时成绩（30分） 要求： 1、语言不限，可以是所熟悉的如何一种语言。 2、须提交的内容包括：源程序（电子版）、可执行程序，设计说明书（电子版及打印版）。 3、程序须经教师运行测试通过。 4、设计说明书B5页面打印，内容包括：算法与数据结构，程序流程说明及变量，程序运行情况分析及结果截图，程序使用说明。

题目一：实现直线、圆的生成 要求：（1）算法不限；（2）直线的端点、圆的圆心、半径由用户实时输入；（3）用所实现的直线、圆的生成程序实现一个任意图形的绘制。 1.程序使用说明. 1）概述 该程序以Visual C++6.0作为编程开发工具，利用其中的MFC（Microsoft Foundation Classes）库作为应用程序的框架，进行图形的编程绘制，有良好的用户操作界面和简洁的操作方法。 执行该程序，界面如下图。 图1-1 程序运行界面 图形绘制功能的实现，主要是通过点选菜单栏中的对应菜单项来实现。主要功能有：图形颜色的选择、绘制直线、绘制圆。 2）具体操作说明： a.颜色的选择. 鼠标左键单击菜单项，便会弹出颜色编辑对话框，如图2。

北交20春《计算机图形学》在线作业二答案

(单选题)1: 在下列有关曲线和曲面概念的叙述语句中，错误的论述为( ) 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: 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 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: 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，它们一样好用 正确答案: D (单选题)2: 触摸屏是( )设备 A: 只是输入 B: 只是输出 C: 输入输出 D: 既不是输入也不是输出 正确答案: C (单选题)3: 要将一个“Symbol”保存下来在其它软件中使用，必须选中“Symbol”后对文档进行什么操作( ) A: “File-Save”存储文档 B: “File-Close”关闭文档 C: “File-Print”打印文档 D: “File-Export”导出文档 正确答案: D (单选题)4: 分别用编码裁剪算法和中点分割裁剪算法对一条等长的直线段裁剪，下面那一个说法是正确的( ) A: 编码裁剪算法的速度快于中点分割裁剪算法的裁剪速度 B: 编码裁剪算法的速度慢于中点分割裁剪算法的裁剪速度 C: 编码裁剪算法的速度和中点分割裁剪算法的裁剪速度一样 D: 编码裁剪算法的速度和中点分割裁剪算法的裁剪速度哪一个快，无法确定 正确答案: D (单选题)5: 在光亮度插值算法中，下列论述哪个是错误的( ) 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 正确答案: D (单选题)6: 在多边形的逐边裁剪算法中，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4种情况，分别须输出一些顶点。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

计算机图形学作业题

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：1024?768?log 216777216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。 ??—（位） —K N M V 2log ??≥

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)

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；

东南大学自动化学院计算机图形学大作业

计算机图形学大作业 ——程序设计 用简单光照模型显示一系列小球在不同参数情况下的镜面反射效果 学号：08009223 姓名：贺国睿 专业：自动化日期：2012.5.26

1 设计目标和要求 ?用简单光照模型显示一系列小球在不同参数情况下的镜面反射效果； 2 算法原理介绍 2.1光源分析 在现实生活中的物体，要有光照存在才可以被看到。物体通过自身发光以及反射光进入人眼，物体才能在人眼中成像。如果没有任何的光，人眼将观察不到任何东西，一片漆黑。 在光照中首先是光源，要有光源才能产生光线，才有以后的一系列反射、折射、散射等效果。不同的物体的表面物理属性不同，所以相同的光线照射到不同表面属性的物体表面会产生不同的效果，发生漫反射，镜面反射的比例各不相同，有的属于半透明的物体还有折射效果。这些不同的物体表面物理属性属于材质的范畴。 除了材质以外，物体表面还有各种图案效果，这就是纹理。光线在空中穿行的时候，还会有更多复杂的效果。 在现实中，光源的类型很多，而且有的光源不能简单的用一种模型来描述，而是具有多种不同类型光源特点。几种基本的光源类型是：点光源、无穷远光源、方向光源和环境光。 点光源：光线从光源点向四面八方发散，发光的恒星（如太阳）、发光的灯泡一般使用该光源模型模拟，是最简单的光源。 无穷远光源：所有的光线都平行的从一个方向过来，当发光体（如太阳）离渲染的场景很远可以认为是无穷远时，一般使用该光源模型进行模拟。 方向光源：光线沿着一个方向在特定角度范围内逐渐发散开。现实世界中的车灯，手电筒一般使用该光源模型进行模拟。 环境光源：光线从各个地方以各个角度投射到场景中所有物体表面，找不到光源的确切位置。现实世界中不存在这样的光源，一般使用该光源模型来模拟点光源、无穷远光源、方向光源在物体表面经过许多次反射后的情况，环境光源照亮所有物体的所有面。 这四种基本的光源模型，只能近似的描述光源，不可能做到非常逼真。在现实中，一束光线照射到物体表面发生反射后，再照射到另外的物体的表面，如此循环反复这才是环境光的真正情况。这个过程是个无限次反射的过程，计算机无法处理无限的问题，所以采取了简单的近似处理。而且环境光源在反射过程中，上一次反射所带的颜色会影响下次反射所照物体的颜色，并且无限的重复。光线追踪算法是一种好得多的近似描述，但也仅仅是近似描述，只是近似效果比用环境光源模型要好。 OpenGL还提供了让物体自发光让自己可以被看见的方式。这就是物体自发光。物体自发光对于光源十分的重要，比如电灯泡可以看作是一个点光源，我们把点光源的位置设置到灯泡的中央，这样灯泡周围的物体将被照亮，但是灯泡的外表面由于相对光源来说是背面，将不能被照亮。这与实际情况不符合，灯泡照亮其它物体，而自身却不亮，所以需要通过物体自发光让灯泡的外表面也发亮。 光源的一般属性包括：镜面反射光线颜色、漫反射光颜色、环境光线颜色、光源位置。镜面反射光颜色：在物体表面将发生镜面反射的光线的颜色。漫反射光颜色：在物体表面将发生漫反射的光线的颜色。环境光线颜色：照亮所有物体所有表面的光线的颜色。光源位置就是光源在场景中所在的位置。 光线的衰减：光源发出的光线的强度会随着传播距离越来越大而变弱（无穷远光源除外）。光线强度会乘以一个衰减因子。 衰减因子＝1/(K1 + K2 * d + k3 *d^2) 其中d为光源距离（无穷远光源的衰减因子为1）方向光源发出的光线会随着偏移中心方向的角度增大而减弱。

计算机图形学作业题

1、已知一直线段起点（0，0），终点（8，6），利用Bresenham算法生成此直线段，写出 生成过程中坐标点及决策变量d的变化情况，并在二维坐标系中，标出直线上各点。 2、试用中点画圆算法原理推导第一象限中y=0到x=y半径为R的圆弧段的扫描转换算法。（要求写清原理、误差函数和递推公式，并进行优化） 3、如下图所示多边形，若采用扫描线算法进行填充，试写出该多边形的ET表和当扫描线Y=3时的有效边表（AET表）。 4、试按左下右上顺序用四向算法，分析当S1为种子时，下图区域的填充过程。 5、将下图中的多边形ABCD先关于点C(3,4)整体放大2倍，再绕点D（5，3）顺时针旋转90 ，试推导其变换矩阵、计算变换后的图形各顶点的坐标，并画出变换后的图形。

6、已知三角形ABC 各顶点的坐标A(3,2)、B(5,5)、C(4,5)，相对直线P 1P 2(线段的坐标分别为：P 1 (-3,-2) 、P 2 (8,3) )做对称变换后到达A ’、B ’、C ’。 试计算A ’、B ’、C ’的坐标值。（要求用齐次坐标进行变换，列出变换矩阵，列出计算式子，不要求计算结果） 7、试作出下图中三维形体ABCDE 的三视图。要求写清变换过程，并画出生成的三视图。 x 8、试采用Sutherland –Cohen 裁剪算法，叙述裁剪如下图所示的直线AB 和CD 的步骤: ① 写出端点A 、B 、C 、D 的编码； ② 写出裁剪原理和直线AB 、CD 的裁剪过程。 A B C D 9 、用梁友栋算法裁减如下图线段AB ，A 、B 点的坐标分别为（3,3）、(-2,-1) 裁剪窗口为wxl=0，wxr=2，wyb=0，wyt=2。

武汉理工大学《计算机图形学》大作业

《计算机图形学基础》大作业 课程名称计算机图形学基础开课学院计算机科学与技术学院指导教师姓名佘名高 学生姓名杨峻 学生专业班级软件工程1102 2013-2014 学年第一学期

一、命题计划 题目：C语言图形编程 （以下题目文档要求：①基本论述②算法③程序源代码④界面图） 二、内容与要求 （1）撰写内容 1．根据Bresenham直线绘制算法，实现直线的绘制。 2．用C语言编写：画y=sin(x)的图形（要求画出[-2π，2π]的图形及笛卡尔坐标）3．用C语言编写一个小圆沿着大圆运动的程序。 4．对图1中的零件图形，如何根据它所标注的尺 寸，按照适当的顺序有步聚地画出该图形。 提示：首先要分析此零件图形的几何关系，了解 构成这个图形各线段的性质，才能顺利地绘出此图形。 线段(直线或圆弧)在零件图形中分为三类，即已知线 段、中间线段和连接线段。以圆弧为例，按几何原理， 已知圆心的两个位置尺寸与半径尺寸便可画出圆。因 此图形中，已知这三个尺寸的圆弧称为已知圆弧，画 图时应该最先画出。凡已知其中二个尺寸的圆弧称为 中间圆弧。凡只已知一个尺寸(一般是圆弧半径)的圆 弧称为连接圆弧。中间圆弧和连接圆弧都缺省圆心的位置尺寸，它的几何位置是根据相切的条件来确定的。因此画圆弧的顺序为：先画已知圆弧，再画中间圆弧，最后画连接圆弧。 本零件图形是对称图形，三个小圆均匀分布在圆周中心线上，φ10，φ25，φ50和R10都是已知圆弧，R8为连接圆弧，φ50是已知圆弧的端点和R10已知圆弧的端点与连接圆弧的端点相切，从而构成整个图形。 （2）撰写要求 1.基本论述 2.算法 3.程序源代码 4.程序运行截图 5.小结

16秋西交《计算机图形学》在线作业

奥鹏17春16秋西交《计算机图形学》在线作业 一、单选（共30 道，共60 分。） 1. 在三维造型中，不可以使用垂直扫掠造型方法构造的有( )。 A. 园柱 B. 长方体 C. 三棱锥 D. 正十二面体 标准解： 2. 在直线段的参数方程表示方法中，参数t的取值范围为( )。 A. 【0,1】 B. 【0，∞】 C. 【-1,1】 D. 【-1,0】 标准解： 3. 如果希望在CorelDRAW中创建的多个页面具有相同的图形元素，可以执行下面的哪一项操作( ) A. 先创建多个页面，然后分别在各个页面中绘制相同的图形元素 B. 创建一个页面并在此页面绘制需要的图形元素，然后再将此页面复制多个 C. 选择“Layout-Page Setup”命令，在弹出的对话框中进行设置 D. 在Master Page中创建一个图层，在此图层中绘制希望出现在各个页面中的图形元素，则此各个页面将具有相同的图形元素 标准解： 4. 下列有关平面几何投影的叙述，错误的是( )。 A. 透视投影又可分为一点透视、二点透视、三点透视 B. 斜投影又可分为等轴测、斜二测 C. 正轴测又可分为等轴测、正二测、正三测 D. 正视图又可分为主视图、侧视图、俯视图 标准解： 5. 要快速以递增的方式增大字体大小，可以利用“文本”工具选择特定的字符后，执行以下哪步操作( ) A. 按CTRL + "+"键 B. 双击“缩放”工具 C. 按CTRL + 数字小键盘上的"8" D. 按CTRL + 数字小键盘上的"2" 标准解： 6. 有M个控制顶点Pi（i=1，…k）所决定的n次B样曲线，由（）段n次B样曲线段光滑连接而成。

《计算机图形学》2020年秋季学期在线作业(二)

《计算机图形学》2020年秋季学期在线作业（二）下列算法用于裁剪二维线段的有（）。 A:字符裁剪 B:中点分割裁剪法 C:逐边裁剪 D:双边裁剪法 答案：B 多边形填充时，下述论述错误的是（）。 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 答案：C

在光亮度插值算法中，下列论述错误是（）。 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 答案：A 下列有关平面几何投影的叙述语句中，正确的论述为（）。 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，而且能真实地反应物体的精确的尺寸和形状 C:透视投影变换中，一组平行线投影在投影面上一定产生灭点 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主灭点 答案：A

计算机图形学作业

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内容是什么？ 答：从广义上说，能够在人的视觉系统中形成的视觉印象的客观对象都称为图形。在计算机图形学中，图形是对客观对象的一种抽象表示，它带有形状和颜色信息。在计算机中，图形通过用点陈法和参数法来表示图形。计算机图形学的主要研究内容是图形的输入，图形的处理，图形的生成和输出。 2?试举例说明计算机图形学的应用。 答：图形用户界面，计算机辅助设计，科学计算可视化，科技、教育、商业领域中的交互式绘图，计算机艺术，地理信息系统，计算机动画、广告及娱乐，多媒体系统，虚拟现实系统。 3.试列举出你所知道的图形输入与输出设备。 答：图形输入设备：鼠标，图形输入板，跟踪球，光笔，触摸屏，操纵杆，空间球，数据手套。 图形输出设备：阴极射线管显示器，液晶显示器，等离子显示器，绘图仪。 4.你用过哪些图形软件包？把它们列举出来。 答：OpenGL DirectX。 5.阴极射线管有哪几个部分组成？它们的功能分别是什么？ 答：阴极射线管有五部分组成：电子枪，聚焦系统，加速电极，偏转系统，荧光屏。 电子枪的功能：电流通过灯丝产生热量，对阴极加热使其发出电子束，控制电子束的强弱和数量。 聚焦系统的功能：聚焦系统通过电场或磁场控制电子束，使电子束“变细”，保证轰击荧光屏时产生的亮点足够小，提高显示系统的分辨率。 加速电极的功能：加速电极加有正的高电压，使经过聚焦的电子束高速运动。 偏转系统的功能：控制电子束的水平方向上和竖直方向上的偏转。 荧光屏的功能：显示图形。 6.什么叫刷新？刷新频率与荧光物质的持续发光时间的关系如何？ 答：在画线显示器中，电子束在荧光屏上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形，电子束必须周期性地反复扫描所要绘制的图形，这种扫描

计算机图形学大作业

程序大作业选题内容 用VC++或者OpenGL上机编程实现如下算法，选择OpenGL编程者可以将文献综述报告选为对OpenGL图形标准和相关库函数的介绍。 程序设计报告要求用A4纸打印，要求报告要求有以下内容： 1设计目标和要求 2算法原理介绍 3程序源代码 4程序运行结果抓图 5参考文献 6 学习体会 1．NURBS曲线的生成与显示。 要求能够演示出w权因子的变化对曲线形状的影响，以及控制顶点的变化对曲线形状的影响，有良好的程序界面，交互式地控制w因子的变化和控制顶点的变化，以示可以通过控制点和权因子来灵活地改变形状。 2．参数多项式曲面的生成与显示 包括双线性曲面、单线性曲面、双三次参数曲面片、孔斯（Coons）曲面。 3．双三次Bezier曲面的生成与显示 要求用不同颜色显示双三次Bezier曲面和曲面的控制网格，并且可以取消曲面控制网格的显示，允许交互式地改变控制网格的顶点位置，以观看Bezier曲面性状的改变。 4．双三次B样条曲面的生成与显示 要求用不同颜色显示双三次B样条曲面和曲面的控制网格，并且可以取消曲面控制网格的显示，允许交互式地改变控制网格的顶点位置，以观看B样条曲面性状的改变。 5．扫描曲面的生成与显示 通过任意指定被运动的基体、以及基体运动的路径，显示生成的扫描曲面。 6．生成并显示Julia集和Madelbrot集的逐级放大图。 如下图所示：

7．实现分形图像压缩算法。 要求能够实现图像的打开、显示和保存功能，并同时显示压缩前和压缩后的图像。 8．用随机插值模型生成并显示山的模型 9．绘制Sierpinski金字塔（需要考虑多边形绘制的顺序，并使用消隐算法，才能显示正确的结果） 10．绘制Sierpinski海绵（需要考虑多边形绘制的顺序，并使用消隐算法，才能显示正确的结果） 11．用粒子系统模拟自然景物，例如跳动的火焰、烟雾、下雨、行云、随风摇曳的草丛等（任选其一）。12．任意选择一种消隐算法，实现曲面物体的消隐（例如一个圆环中间放置一个球）。 13．用简单光照模型显示一个简单场景的漫反射效果。 14．用简单光照模型显示一个简单场景的镜面反射效果。 例如：

2016年春《计算机图形学》作业 (答案)

2016年北京大学现代远程教育《计算机图形学》作业题 注意事项： 1.本作业题中所标注的章节均以学习指导和课件为准； 2.作业请独立自主完成，不要抄袭。 一、填空题 1．（第1章）图形是由点、线、面、体等几何要素和明暗、灰度（亮度）、色彩等非几何要素构成的，从现实世界中抽象出来的带有灰度、色彩及形状的图或形。 2.（第2章）一个计算机图形系统至少应具有计算、存储、输入、输出、交互等基本功能； 3.（第2章）光栅扫描图形显示器是画点设备，显示一幅图像所需要的时间等于显示整个光栅所需的时间，而与图像的复杂程度无（填“有”或“无”）关； 4.（第3章）在计算机图形学中，多边形有两种重要的表示方法：顶点表示和点阵表示。 5.（第3章）多边形填充的扫描线算法先求出扫描线与多边形边的交点，利用____扫描线的连续性求出多边形与扫描线相交的连续区域，然后利用多边形边的连续性，求出下一条扫描线与多边形的交点，对所有扫描线由下到上依次处理。 6.（第3章）将区域内的一点(种子)赋予给定的颜色，然后将这种颜色扩展到整个区域内的过程叫区域填充；区域的表示方法有内点表示和 边界表示两种。 7.（第4章）常用坐标系一般可以分为世界坐标系、局部坐标系、观察坐标系、设备坐标系、标准化设备坐标系。

8.（第4章）对于基本几何变换，一般有平移、旋转、反射和错切等。这些基本几何变换都是相对于 坐标原点 和 坐标轴 进行的几何变换。 9.（第4章）在三维空间中的物体进行透视投影变换，最多可能产生 3 个主灭点。 10.（第6章）根据输入数据的不同性质，图形核心系统(GKS)和三维图形系统 (PHIGS)把输入设备在逻辑上分成以下几类： 定位___设备、 笔画__设备、 定值 设备、 选择 设备、 拾取 设备、 字符串 设备。 11.（第7章）隐藏面和隐藏线的消除有两种基本的算法，一种是基于 图像空间 的方法，一种是基于 物体空间 的方法。 12.（第7章）扫描线z 缓冲器算法所用到的数据结构包括一个 多边形y 筒 、一个 边y 筒 、一个 多边形活化表__、一个 边活化表___； 13.（第8章）通常，人们把反射光考虑成3个分量的组合，这3个分量分别是_ 环境光 反射、 漫 反射和 镜面 反射。 14.（第8章）为了解决由多个平面片近似表示曲面物体的绘制问题，人们提出了各种的简单算法，其中最具代表性的两种方法： Gouraud 光亮度插值技术 和 Phong 法向量插值技术 。 15.（第9章）对于三次多项式曲线，常用四个几何条件进行描述：两端点的位置P 0=P (0)和P 1=P (1)；两端点的切矢量和；那么参数曲线的多项式表示为，其中，F 0(t )=___13223+-t t __，F 1(t )=__2332t t +-___，G 0(t )=__t t t +-232___， G 1(t )=____23t t -___。 二、选择题 1.（第2章）下列不属于图形输入设备的是____D____； A ．键盘 B. 鼠标 C. 扫描仪 D. 打印机