河南理工大學計算機圖形學考試總結

2021-12-24 04:44:18 字數 5033 閱讀 5628

第一章: 1.什麼是計算機圖形學,它主要研究內容?

答:是一門研究用計算機將資料轉換成圖形,並在專用裝置上顯示和處理的學科,它著重研究圖形生成和處理的原理、方法和技術,是一門多學科綜合應用的新技術。

研究內容分為九個方向: 1)基於裝置的基本圖形生成演算法,如直線、圓弧等; 2)圖形元素的裁剪和幾何變換技術;3)曲線和曲面的處理技術:插值、擬合、拼接和分解 4)三維幾何造型技術;5)三維形體的實時顯示和圖形的並行處理技術6)真實感圖形生成技術和**模擬系統;7)隨機形體或模糊景物的模擬生成技術;8)虛擬實境環境的生成和控制技術9)三維或高維資料場的視覺化技術。

2.圖形的構成要素和表示方法?

答:圖形的構成要素:幾何要素:

刻畫物件的輪廓、形狀等;非幾何要素:刻畫物件的顏色、材質等。 圖形的表示方法:

點陣表示:是用具有顏色資訊的點陣來表示圖形的一種方法,它強調圖形由哪些點組成,並具有什麼灰度或色彩把點陣法描述的圖形叫做圖象;引數表示:是以計算機中所記錄圖形的形狀引數與屬性引數來表示圖形的一種方法。

通常把引數法描述的圖形叫做圖形

第2章 1.計算機圖形系統由哪幾部分組成,各自實現什麼功能?

答:作為乙個圖形系統,至少應具有計算、儲存、輸入、輸出、對話等五個方面的基本功能。計算機硬體+圖形輸入輸出裝置+計算機系統軟體+圖形軟體。

影象硬體裝置通常由圖形處理器、圖形輸入裝置和輸出裝置構成

圖形硬體包括高效能的圖形計算機系統和圖形裝置。圖形裝置由圖形輸入裝置、圖形顯示裝置和圖形硬拷貝輸出裝置組成。 圖形軟體由圖形應用資料結構、圖形應用軟體和圖形支撐軟體組成。

圖形輸入裝置是指可以完成定位、描畫、定值、選擇、拾取、字元邏輯輸入功能的一類物理裝置。鍵盤、滑鼠、數位化儀、觸控螢幕、影象掃瞄器、光筆圖形顯示裝置:光柵掃瞄顯示器(crt)、液晶顯示器(lcd)、等離子顯示器

2.常用的圖形輸入、輸出裝置有哪些?各有何特點?

圖形輸入裝置 1 鍵盤和滑鼠2 跟蹤球和空間球3 光筆4 數位化儀5 觸控板6 掃瞄器圖形輸出裝置顯示器 1 陰極射線管顯示器2 液晶顯示器(lcd)3 發光二極體顯示器4 等離子顯示器 5 等離子顯示器6發光聚合物技術

3.圖形軟體分為幾層?各個層有什麼特點?

計算機圖形軟體的分類:通用程式設計軟體包和專業應用圖形軟體包幾何造型平台:acis和parasolid ;

4.熟悉光柵掃瞄顯示系統的結構。

光柵掃瞄的圖形顯示器圖形顯示子系統主要由三個部件組成:幀緩衝儲存器(幀快取);顯示控制器; rom bios。

5.了解解析度、幀快取、畫素、像距等常用詞語的含義。

畫素是用來計算數碼影像的一種單位,乙個畫素通常被視為影象的最小的完整取樣。

幀緩衝儲存器(frame buffer):簡稱幀快取或視訊記憶體,它是螢幕所顯示畫面的乙個直接映象,又稱為位對映圖(bit map)或光柵。幀快取的每一儲存單元對應螢幕上的乙個畫素,整個幀快取對應一幀影象。

解析度:在水平和垂直方向上每單位長度(如英吋)所包含的畫素點的數目

第三章:1.直線的常用生成演算法有幾種?

2.寫出dda畫線演算法的原理。

最基本思想: 從x的左端點x0開始,向x右端點步進,步長=1(個畫素)。x步進後,用y=kx+b計算相應的y座標。

最後取畫素點(x, 取整round(y))作為當前點的座標。即當x每遞增1,y遞增k。 ps:

實際**時用y+0.5替代取整。 ps2:

當 |k|>1時,必須把x,y地位互換。按照從(x1, y1)到(x2, y2)方向不同,分8個象限。例如對於方向在第1a象限內的直線而言,取增量值dx=1,dy=k。

對於方向在第1b象限內的直線而言,取增量值dy=1,dx=1/k。其餘同理

3.寫出bresenham畫線演算法的過程或畫出其流程圖。

基本思想:過各行各列畫素中心構造一組虛擬網格線。按直線從起點到終點的順序計算直線與各垂直網格線的交點,然後根據誤差項的符號確定該列畫素中與此交點最近的畫素

演算法: 假設起始位置畫素落在直線上,d = 0;沿橫座標每前進一步,d 的值增加量為k, 即d = d + k;一旦d > 1,即令d = d-1,保證 d 介於0與 1之間。 當d > = 0.

5 時,直線接近右上方畫素,d < 0.5 時,直線接近右方畫素。為便於判別,令 e = d - 0.

5,則當e >= 0,取右上方畫素,當 e < 0,取右方畫素。e 的初始值為-0.5。

y在遞增時,e在取值範圍一般介於-0.5與0.5之間。

4.直線的屬性有哪些?

5.圓弧生成的常用演算法有哪些?

6.圓弧生成演算法的誤差判別採用哪種模型?

7.完整圓弧最快的演算法是什麼?

8.解釋:逼近、插值、控制點、型值點等名詞

9.名詞:區域、區域填充、種子、四連通、八連通、活化鍊錶等

區域是指一組相鄰而又相連的畫素,且具有相同的屬性。

區域填充:指先將區域的一點賦予指定的顏色,然後將該顏色擴充套件到整個區域的過程。區域填充演算法要求區域是連通的。

10.掌握區域填充演算法的分類和掃瞄線演算法的步驟。

分類: 4連通內部表示區域:可以從任一象素出發,通過上、下、左、右等4個方向的移動,到達另乙個象素; 8連通內部表示區域:

從任乙個象素出發,需要通過水平、垂直、對角線等8種方向的移動,到達另乙個象素

步驟:1)求出掃瞄線與多邊形邊的交點 2)將交點按照x公升序排列 3)將排好序的交點兩兩配對,然後繪製相應線段

11.區域內點的測試方法有哪幾種?

12.圖形系統中常用的字元有幾種?

13.字元的圖形表示方法有幾種?有什麼特點?

第四章:1.什麼是實體?實體有哪些屬性?

實體的定義將三維物體看做乙個點集,它由內點和邊界點共同組成。 內點:具有完全包含於該點集的充分小的鄰域邊界點:不具有內點性質的點集

2.構成實體的基本元素有哪些?描述實體的資訊哪幾部分?

3.尤拉公式是判斷實體的條件和公式是什麼?

簡單多面體的尤拉公式:v-e+f=2 非簡單多面體的尤拉公式:v-e+f-h=2

4.實體的表示方法有幾種?

實體模型及其表示 (1)邊界表示:用一組曲面來描述物體。(2)構造實體幾何表示:

將實體表示成基本體素的集合。(3)空間分割表示:將物體劃分為一組小的非重疊的連續實體(通常是立方體)

5.什麼是曲線的連續性?解釋c0、c1、c2。

6 .hermite曲線的矩陣形式和引數取值範圍。

7.影響hermite曲線形狀因素有哪些?

曲線段的連續條件如何表示?

曲線的邊界條件有哪幾種?

10.三次bezier曲線的矩陣形式如何表示?

曲線首末端點處的切線和邊的關係。

曲線段的拼接條件及其數學表示。

樣條曲線的矩陣形式。

14.二次、三次b樣條曲線的端點位矢、切矢表示。

樣條曲線具有哪些特使性質。

16.孔斯曲面片的構造條件是什麼?

17.孔斯曲面片的四條邊界的表示、其上位置向量的求法?

18.孔斯曲面片的拼接條件怎樣表示?

第五章 1.熟記

二、三維變換的基本變換矩陣

二維變換矩陣 [x』 y』 1] = [x y 1] t2d

二維變換矩陣 ,對圖形進行縮放、旋轉、堆成、錯切

平移 (g h): 投影。(i):圖形整體伸縮(i>1縮小,i<1放大)

2.根據圖形變化,寫出二維組合的變換矩陣。

平移變換

比例變換

旋轉變換

(當θ為正時,p點繞座標原點

逆時針旋轉;θ為負時,p點繞

座標原點順時針旋轉)

錯切變換

1、沿x方向錯切(b=0)2、沿y方向錯切(c=0)3、兩個方向錯切(b!=0,c!=0)

3.齊次座標的定義是什麼?

它提供了用矩陣運算把二維、三維甚至高維空間中的乙個點集從乙個座標系變換到另乙個座標系的有效方法。在計算機圖形學中使用齊次座標技術,圖形幾何變換中的複雜計算可通過將圖形的點集矩陣與某些變換矩陣相乘的方式來實現

.齊次座標就是由n+1維向量表示乙個n維向量。如n維向量(p1,p2, … ,pn)表示為(hp1,hp2, hpn,h),其中h稱為啞座標。

4.解釋視窗、視區、使用者座標系、裝置座標系等名詞。

視窗:四條邊界:xl、xr、yb、yt兩個角點:(xl, yb),(xr、yt)

視窗:為了觀察和處理圖形物件而在世界座標系中劃出的乙個座標區域

視區:在裝置座標系(螢幕座標系)中劃分出用來顯示對應視窗所需顯示圖形的座標區域。

5.寫出主檢視、俯檢視、左檢視的變換矩陣。

6.寫出視窗到視區的變換矩陣。

7.解釋視窗、視區、使用者座標系、裝置座標系等名詞。

8.寫出主檢視、俯檢視、左檢視的變換矩陣。

9.寫出視窗到視區的變換矩陣。

10.寫出直線段編碼裁剪演算法的原理和步驟。

11.寫出多邊形逐邊裁剪演算法的原理和步驟。

12.某直線端點的編碼為0010,寫出其端點座標和視窗四

條邊界的關係?

第六章: 1.基本互動技術包括那些技術?

定位選擇數值輸入文字輸入

2.圖形拾取的方式有哪幾種?

點拾取線拾取多邊形拾取

3.什麼是橡皮筋和雙快取技術?二者有何關係?

橡皮筋技術:繪圖時跟隨游標的直線和曲線,當游標移動時形狀隨之改變。

雙快取技術:新建乙個與圖形繪製區域大小相同的點陣圖作為後台快取,在其上繪製所有圖形,繪製的影象不會顯示在螢幕上,在重新整理螢幕時,只要將此位圖繪製出來即可,位圖影象代替了原有螢幕上的影象。

關係:在使用橡皮筋技術時最好採用雙快取的方式來顯示。

4.什麼是圖元組?

將一些相關的圖元合併為乙個組,就是圖元組。

5.幾何約束主要包括哪幾種約束?

定位約束方向約束規則性約束

第七章: 1.消隱演算法可以分成幾類?分類原則是什麼?

1) 根據消隱物件:①線消隱:消除物體上不可見的輪廓線。

②面消隱:消除物體上不可見的表面。2) 根據消隱演算法空間:

①物體空間消隱演算法,也稱物件空間消隱演算法:物體空間是指規範化的投影空間,即使用者域。該演算法通過分析物體之間的空間幾何關係,來確定。

②影象空間消隱演算法:影象空間是指物體投影後的二維空間,即螢幕域。該演算法是將物體的投影分解為畫素,通過分析畫素的可見性,來確定物體的可見性。

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