計算機圖形學考試重點

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章1、計算機圖形學的定義計算機圖形學(CG,Computer Graphics)是研究怎樣利用計算機來顯示、生成和處理圖形的原理、方法和技術(shù)的一門學科。2、什么叫圖形？構(gòu)成圖形的要素是什么?1、圖形：能夠在人的視覺系統(tǒng)中形成視覺印象的客觀對象都稱為圖形。 2、構(gòu)成圖形的要素（1）幾何要素：刻畫形狀的點、線、面、體等要素。（P1）（2）非幾何要素：反映物體表面屬性或材質(zhì)的明暗、灰度、色彩等要素。3、計算機中表示圖形的方法有哪幾種?（1）點陣法：用具有灰度或顏色信息的點陣表示圖形，這樣的圖形稱為 Image（圖像）（2）參數(shù)法：用記錄圖形的形狀參數(shù)與屬性參數(shù)來表示圖形

2、，這樣的圖形稱為 Graphic（圖形）4、圖形圖像的相關(guān)學科及其相互關(guān)系第二章1、單色陰極射線管的組成及工作原理組成部分：電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、CRT熒光屏2、光柵掃描圖形顯示器的工作原理在光柵掃描系統(tǒng)中，電子束橫向掃描屏幕，一次一行，從頂?shù)降醉槾芜M行。當電子束橫向沿每一行移動，電子束的強度不斷變化來建立亮點的圖案。3、光點與象素點的概念（1）光點：電子束打在熒光屏上的能夠顯示的最小發(fā)光點。（2）象素點：按當前顯示分辨率在屏幕上顯示的最小圖形元素點。第三章1、圖形輸入設(shè)備的分類與評價層次從邏輯上分為6種：定位設(shè)備、筆劃設(shè)備、數(shù)值設(shè)備、選擇設(shè)備、拾取設(shè)備、字符串設(shè)備。對這些設(shè)備的評價可以從3個層次

3、上來看：一是設(shè)備層，這一層比較多的關(guān)注設(shè)備的硬件性能；二是任務(wù)層，這一層對相同的交互任務(wù)用不同的交互設(shè)備來比較交互技術(shù)的效果；最后是對話層，該層不是對單個交互任務(wù)進行比較，而是對一系列的交互任務(wù)進行比較。2、圖形系統(tǒng)有哪些輸入模式? 1、請求方式應(yīng)用程序以請求方式指定輸入設(shè)備，系統(tǒng)向設(shè)備發(fā)出輸入請求，處理程序等候輸入數(shù)據(jù)直到數(shù)據(jù)輸入。2、取樣方式被選擇的設(shè)備采取立即數(shù)據(jù)輸入而不必等待處理程序的輸入指令。3、事件方式把用戶對輸入設(shè)備的一次操作及形成的數(shù)據(jù)（稱為一個事件），按先后次序排成隊列，然后先進先出地逐個執(zhí)行。第四章1、什么叫圖形對象的幾何信息和拓樸信息?幾何信息一般指形體在歐氏空間中的位置

4、和大??；拓撲信息則是形體各分量（點、線、面）的數(shù)目及其相互間的連接關(guān)系。2、平面多面體有效性的必要條件歐拉公式簡單多面體的歐拉公式：V-E+F=2非簡單多面體的歐拉公式：V-E+F-H=23、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(gòu)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(xù)實體（通常是立方體）。4、構(gòu)造實體幾何法(CSG樹)5、二維圖形的四叉樹表示法和三維實體的八叉樹表示法第五章1、對于光柵掃描顯示技術(shù)來說,圖形生成的本質(zhì)含義是什么?圖形生成的本質(zhì)含義：連續(xù)量向離散量的轉(zhuǎn)換。2、直線掃描轉(zhuǎn)換中的中點Bresenham

5、算法的原理3、多邊形填充中的邊緣填充算法的基本思想按任意順序處理多邊形的每條邊。在處理每條邊時，首先求出該邊與掃描線的交點，然后將每一條掃描線上交點右方的所有像素取補。多邊形的所有邊處理完畢之后，填充即完成。4、走樣、走樣現(xiàn)象和反走樣用離散量表示連續(xù)量引起的失真，就叫做走樣；光柵圖形的走樣現(xiàn)象除了產(chǎn)生階梯形外，還發(fā)生在圖形中包含相對微小的物體時，這些物體在表態(tài)圖形中容易被丟棄或忽略，在動畫序列中時隱時現(xiàn)，產(chǎn)生閃爍。為了提高圖形的質(zhì)量，需要減少或消除走樣現(xiàn)象。用于減少或消除這種效果的技術(shù)，稱為反走樣。第六章1、二維變換矩陣的構(gòu)成及各元素的作用二維變換矩陣（P147） x y 1 = x y 1

6、T2D 其中: 2、基本幾何變換（包括平移、比例、旋轉(zhuǎn)、對稱和錯切）的變換矩陣一、平移變換二、比例變換三、旋轉(zhuǎn)變換（當為正時，P點繞坐標原點逆時針旋轉(zhuǎn)；為負時，P點繞坐標原點順時針旋轉(zhuǎn)）四、對稱變換1、 關(guān)于x軸對稱2、關(guān)于y軸對稱3、關(guān)于原點對稱4、關(guān)于y=x軸對稱5、關(guān)于y=-x軸對稱五、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、復(fù)合變換及其變換矩陣一、復(fù)合變換及其變換矩陣（P153） T = T1 · T2· · · · ·Tn二、二維復(fù)合平移（P153-154）三、二

7、維復(fù)合比例（P154）四、二維復(fù)合旋轉(zhuǎn)（P154）五、其他二維復(fù)合變換（P154）1、許多變換可以看成是兩次變換的復(fù)合。2、一般情況下，變換矩陣相乘不滿足交換率。5、Cohen-Sutherland算法(編碼裁剪算法) Cohen-Sutherland算法(編碼裁剪算法) （P164-166）（1）基本思想（2）端點編碼（3）算法步驟（P166）6、Sutherland-Hodgeman多邊形裁剪（逐邊裁剪算法）Sutherland-Hodgeman多邊形裁剪（P172-174）（1）基本思想（2）邊裁剪的四種情況（參見P173圖6-32）第七章1、平面幾何投影的分類（P180圖7-3） 第八

8、章1、曲線曲面的幾何表示(包括非參數(shù)表示法和參數(shù)表示法)非參數(shù)表示法：顯式方程方法 y=f(x) 隱式方程方法 F(x,y)=0參數(shù)表示法 p=p(t) t0,12、樣條曲線和擬合樣條曲線：指由多項式曲線段連接而成的曲線，在每段的邊界處滿足特定的連續(xù)條件。擬合：當用一組型值點來指定曲線曲面的形狀時，形狀完全通過給定的型值點列，用該方法來得到曲線曲面稱為曲線曲面的擬合。3、參數(shù)連續(xù)性和幾何連續(xù)性參數(shù)連續(xù)性（1）0階參數(shù)連續(xù)性：指曲線的幾何位置連接，即兩個相鄰曲線段在相交處的值相等。（2）1階參數(shù)連續(xù)性：指兩個相鄰曲線段的方程在相交點處有相同的一階導(dǎo)數(shù)（切線）。（3）2階參數(shù)連續(xù)性：指兩個相鄰曲線

9、段的方程在相交點處具有相同的一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)。 幾何連續(xù)性（1）0階幾何連續(xù)性：同0階參數(shù)連續(xù)性，指曲線的幾何位置連接，即兩個相鄰曲線段在相交處的值相等。（2）1階幾何連續(xù)性：指一階導(dǎo)數(shù)在相鄰段的交點處成比例，則相鄰曲線段在交點處切向量的大小不一定相等。 （3）2階幾何連續(xù)性：指相鄰曲線段在交點處其一階和二階導(dǎo)數(shù)均成比例，即兩個曲線段在交點處的曲率相等。6、Bezier曲線及其性質(zhì)定義：Bezier曲線也是一種參數(shù)多項式曲線，它由一組控制多邊形折線的頂點唯一地定義，曲線只通過第一和最后一個頂點，而其他頂點用以定義曲線的導(dǎo)數(shù)、階次和形狀。Bezier曲線的一般形式為：其中 是控制多邊形的n+1

10、個頂點。稱為Bezier基函數(shù)。當k=0,t=0時一次Bezier曲線是一條直線。二次Bezier曲線是一拋物線。三次Bezier曲線是一條三次多項式曲線性質(zhì)：1、 端點 說明P0和Pn是Bezier曲線的2個端點。2、一階導(dǎo)數(shù) 說明Bezier曲線在起點和終點處的切線正好與最前和最后兩條控制邊共線。3、二階導(dǎo)數(shù)說明Bezier曲線在起點和終點處的二階導(dǎo)數(shù)取決于最靠近它們的3個控制點。4、對稱性5、凸包性6、幾何不變性7、變差減少性8、控制頂點變化對曲線形狀的影響第九章1、什么是消隱？消隱算法有哪些類型?定義：在給定視點和視線方向后，決定場景中哪些物體的表面是可見的，哪些是被遮擋不可見的，這一

11、問題稱為物體的消隱或隱藏線面的消除。消隱算法的類型（1）圖像空間（屏幕坐標系）消隱算法：有深度緩存器算法、A緩存器算法、區(qū)間掃描線算法等。（2）景物空間（觀察坐標系）消隱算法：有BSP算法、多邊形區(qū)域排序算法等。2、Z-buffer算法的原理先將待處理的景物表面上的采樣點變換到圖像空間（屏幕坐標系），計算其深度值，并根據(jù)采樣點在屏幕上的投影位置，將其深度與已存儲在Z緩存器中相應(yīng)像素處的原可見點的深度值進行比較。如果新的采樣點的深度（Z值）大于原可見點的深度，表明新的采樣點遮住原可見點，則用該采樣點處的顏色更新幀緩存器中相應(yīng)像素的顏色，同時用其深度值更新Z緩存器中的深度值；否則，不作更改。3、深

12、度排序算法(畫家算法)P254255原理：算法先在景物空間中預(yù)先計算物體上各多邊形可見性的優(yōu)先級，然后再在圖像空間中產(chǎn)生消隱圖。計算物體上各多邊形可見性的優(yōu)先級，實際上是按多邊形離視點的遠近進行排序，確定一個深度優(yōu)先級表。若場景中任何多邊形在深度上均不貫穿或循環(huán)遮擋，則各多邊形的優(yōu)先級可完全確定。算法約定距視點近的優(yōu)先級高，距視點遠的優(yōu)先級低。生成圖像時，優(yōu)先級低的多邊形選畫，優(yōu)先級高的多邊形后畫。這樣后畫的多邊形就會將先畫的多邊形遮擋住，從而達到消隱的效果。第十章2、基于簡單光照模型的多邊形繪制恒定光強的多邊形繪制（P267）1、基本原理：一種顏色繪制一個多邊形。2、適用場合（1）光源點在無

13、窮遠處；（2）視點在無窮遠處；（3）多邊形是景物表面的精確表示。3、馬赫帶效應(yīng)及其改進方法（1）對多邊形頂點的顏色進行插值以產(chǎn)生中間各點的顏色，即Gouraud明暗處理方法。（P267-269）（2）對多邊形頂點的法矢量進行插值以產(chǎn)生中間各點的法矢量，即Phong明暗處理方法。（P269-270）2、 紋理及種類 顏色紋理：通過顏色色彩或明暗度的變化表面細節(jié)，取決于物體光學屬性幾何紋理：由于不規(guī)則的細小凹凸造成的，幾何紋理由物體表面的微觀幾何形狀決定的。第十一章1、有序抖動矩陣與強度級圖案之間的關(guān)系？下面的抖動矩陣來描述上面的10種強度級圖案。（其中數(shù)字表示畫黑圈的先后順序）考慮一組 n×n 的像素，可以對這組像素進行選擇，使其中的一定數(shù)量的像素顯示，而其余的像素不顯示，從而獲得不同強度的級別，這種半調(diào)處理通常