計(jì)算機(jī)圖形學(xué)期末考試試題

1、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)試題一、寫出下列述語的全稱及中文含義。GKS(GraphicsKernelSystem)：圖形核心系統(tǒng)PHIGS(ProgrammersHierarchicalInteractiveGraphicsSystem):程序員級(jí)分層結(jié)構(gòu)交互圖形系統(tǒng)(ProgrammersHierarchicalInteractiveGraphicsStander)：面向程序員的層次交互圖形標(biāo)準(zhǔn)CAD(ComputerAssistantDesign)：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAM(computerAidedManufacturing)：計(jì)算機(jī)輔助制造CAGD(ComputerAidedGeometricDesig

2、n)：計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystems)：計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)API(ApplicationProgrammingInterface)：應(yīng)用程序編程接口DPI(DotPerInch)：指在每英寸長(zhǎng)度內(nèi)的點(diǎn)數(shù)。CPU(CentralProcessingUnit)：中央處理器DPU(DistributedProcessorUnit)：數(shù)據(jù)保護(hù)單元MBR(MinimumBoundingRectangle)：最小外包矩形CRT(CathodeRayTube)：陰極射線管LED(LightEmittingDiode)：發(fā)光二極管LCD

3、(LiquidCrystalDisplay)：液晶顯示器GDI(GraphicsDeviceInterface)：圖形設(shè)備接口:共用描述符表GDT(GlobalDescriptorTable)GUI(GraphicalUserInterface)：圖形用戶接口WYSIWYG(WhatYouSeeIsWhatYouGet)：所見即所得在線編輯器.可視化操作:科學(xué)計(jì)算可視化VISC(VisualizationinScientificComputing,)二、填空題1,計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。2，掃描儀最重要的參數(shù)是光學(xué)精度和掃描精度。3，常用的直線生成算法：Bresenham和DD

4、A。4，在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中，被裁剪的對(duì)象可以是線段、多邊形和字符。5，曲線、曲面的表示有顯式、隱式和參數(shù)三種形式。6，深度緩沖器算法是一種最簡(jiǎn)單的消除隱藏的算法。7，深度緩沖器算法最簡(jiǎn)單常用的面向應(yīng)用的用戶接口形式：子程序庫、專用語言、交互命令。8，把三維物體變?yōu)槎S圖形表示的過程叫做投影變換。9，直線段與規(guī)則矩形的關(guān)系:（1）線段兩端點(diǎn)均位于裁剪窗口內(nèi)（2）線段兩端點(diǎn)均在窗口之外，且位于裁剪窗口的同一側(cè)（3）線段兩端點(diǎn)在窗口之外，而不位于裁剪窗口的同一側(cè)（4）線段的兩端點(diǎn)一個(gè)位于窗口之內(nèi)，一個(gè)位于窗口之外10，圖形數(shù)據(jù)按照目的不同一般可以分為圖形的表示數(shù)據(jù)和圖形的顯示數(shù)據(jù)。11，計(jì)算機(jī)圖形的生

5、成過程一般可分為圖形的表示、表示圖形的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、圖形的顯示。12，通過增加幀緩沖存儲(chǔ)器的位面和幀緩存數(shù)量，就可以讓光柵顯示器顯示彩色或不同級(jí)別的灰度。13，顏色的三原色為：紅（Red）、綠（Green）、藍(lán)（Blue）。備注：繪畫中的三原色是指紅、黃、藍(lán)；電腦、電視等的三原色是紅、綠、藍(lán)（RGB）。14，物理交互設(shè)備包括輸入板,光筆,游戲桿,鼠標(biāo),控制旋鈕,功能開關(guān)和按鈕,數(shù)據(jù)手套,觸摸屏以及最常用的字母數(shù)字鍵盤等等15，圖形用戶界面的基本元素有窗口、圖標(biāo)、菜單、指點(diǎn)裝置。三：簡(jiǎn)答題1，簡(jiǎn)述三種交互任務(wù)？1）定位：用來給應(yīng)用程序指定位置坐標(biāo)，定位任務(wù)通常要受到維數(shù)、屏幕分辨率、開環(huán)或閉環(huán)反饋的

6、影響。2）選擇任務(wù)：選擇任務(wù)是要從一個(gè)選擇集中挑選一個(gè)元素，常用的足命令選擇、操作數(shù)選擇、同性選擇和對(duì)象選擇等。3）文本：文本任務(wù)即輸入一個(gè)字符串，字符串不應(yīng)具有任何意義、這里輸入一個(gè)命令（字串）不是一個(gè)文本任務(wù),而輸一個(gè)字符串到處理器個(gè)就是一個(gè)文本任務(wù)。4）定向。5）定路徑。6）定量。2，裁剪的實(shí)質(zhì)：確定圖形中哪些點(diǎn)、線段、文字、多邊形在窗口之內(nèi)。3，什么是拾取圖形？拾取圖形是從屏幕上拾取一個(gè)圖形，其直觀現(xiàn)象是該圖形變顏色、或閃爍、或增亮。其實(shí)際意義是要在存儲(chǔ)用戶圖形的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中找到存放該圖形的幾何參數(shù)及其屬性的地址。以便對(duì)該圖形作進(jìn)一步的操作，如修改共幾何參數(shù)、連接關(guān)系或某些屬性。4，圖形

7、掃描轉(zhuǎn)換的步驟：一、先確定有關(guān)像素；二、再用圖形顏色或其它屬性對(duì)像素進(jìn)行寫操作。5，陰極射線管的技術(shù)指標(biāo)主要有兩條，一是分辨率，二是顯示速度。一個(gè)陰極射線管在水平和垂直方向單位長(zhǎng)度亡能識(shí)別出的最大光點(diǎn)數(shù)稱之為分辨率。光點(diǎn)亦稱之為象素。CRT顯示速度的指標(biāo)一般用每秒顯示矢量線段的條數(shù)來表示。顯示速度取決于：偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的速度、CRT矢量發(fā)生器的速度、計(jì)算機(jī)發(fā)送顯示命令的速度。四：名詞解釋1，圖形：圖形是指由外部輪廓線條構(gòu)成的矢量圖。即由計(jì)算機(jī)繪制的直線、圓、矩形、曲線、圖表等。2，窗口：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的窗口是用戶坐標(biāo)系中需要進(jìn)行觀察和處理的一個(gè)坐標(biāo)區(qū)域。3，視口/區(qū)：視口是在設(shè)備坐標(biāo)系中定義的窗口中

8、矩形繪圖區(qū)。4，裁剪：識(shí)別圖形在指定區(qū)域內(nèi)和區(qū)域外的部分的過程稱為裁剪算法，簡(jiǎn)稱裁剪。5，連貫性:指區(qū)域的連貫性、掃描線的連貫性、邊的連貫性。五：簡(jiǎn)答題1，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些，舉例說明。(1)用戶接口。(2)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造。(3)科學(xué)、技術(shù)及事務(wù)管理中的交互繪圖。(4)繪制勘探、測(cè)量圖形。(5)過程控制及系統(tǒng)環(huán)境模擬。(6)電子印刷及辦公室自動(dòng)化。(7)藝術(shù)模擬。(8)科學(xué)計(jì)算的可視化。2，簡(jiǎn)述光柵掃描式圖形顯示器的基本原理。光柵掃描式圖形顯示器(簡(jiǎn)稱光柵顯示器)是畫點(diǎn)設(shè)備，可看作是一個(gè)點(diǎn)陣單元發(fā)生器，并可控制每個(gè)點(diǎn)陣單元的亮度，它不能直接從單元陣列中的個(gè)可編地址的象素畫一條直

9、線到另一個(gè)可編地址的象素，只可能用盡可能靠近這條直線路徑的象素點(diǎn)集來近似地表示這條直線。光柵掃描式圖形顯示器中采用了幀緩存，幀緩存中的信息經(jīng)過數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換。能在光柵顯示器上產(chǎn)生圖形。3，什么是圖形掃描轉(zhuǎn)換？確定最佳逼近圖形的象素集合，并用指定的顏色和灰度設(shè)置象素的過程稱為圖形的掃描轉(zhuǎn)換或光柵化。對(duì)于一維圖形，在不考慮線寬時(shí)，用一個(gè)象素寬的直線或曲線來顯示圖形。二維圖形的光柵化必須確定區(qū)域?qū)?yīng)的象素集，將各個(gè)象素設(shè)置成指定的顏色和灰度，也稱之為區(qū)域填充4，什么是用戶域？用戶域是指程序員用來定義草圖的整個(gè)自然空間。人們所要描述的圖形均在用戶域中進(jìn)行定義。理論上說用戶域是連續(xù)無限的。5，什么是窗口區(qū)

10、？窗口區(qū)是把用戶指定的任意的用戶域的一個(gè)部分叫做窗口區(qū)。6,繪制一位幀緩存顯示器的黑白光柵顯示圖?幀緩沖存儲(chǔ)器1位幀緩存的黑白災(zāi)度光物顯示器結(jié)構(gòu)圖六：論述1,直線生成算法中數(shù)字微分分析法的原理和步驟答：(僅供參考)DDA法是基于數(shù)字微分思想的直線聲成算法,基本思想：已知過端點(diǎn)P0(x0,y0),P1(x1,y1)的直線段Ly=kx+b|k|Dy)直線斜率為令xi+1=xi+Dx則yi+1=kxi+1+b=kxi+kDx+b=(kxi+b)+kDxyi+kDxDx =1 時(shí)yi+1=yi+k即：當(dāng)x每遞增1，y遞增k(即直線斜率)；注意上述分析的算法僅適用于因1時(shí)，必須把x，y地位互換這種方法直

11、觀，但效率太低，因?yàn)槊恳徊叫枰淮胃↑c(diǎn)乘法和一次舍入運(yùn)算。2,論述圓的Bresenham算法的原理，方法和步驟答：Bresenham畫圓算法是在每一步考察兩個(gè)可能的像素點(diǎn)中哪一個(gè)更靠近理論圓兩個(gè)可能的像素點(diǎn)中哪一個(gè)更靠近理論圓周，從而推出沿圓周的整數(shù)位置?；舅枷耄和ㄟ^比較像素與圓的距離平方來避免開方運(yùn)算?；痉椒ǎ好恳徊蕉歼x擇一個(gè)離開實(shí)際圓周最近的點(diǎn)Pi(xi,yi)使其誤差項(xiàng)最小。設(shè)圓之半徑為r。先考慮圓心在(0,0),并從x=0,y=r開始的順時(shí)針方向的1/8圓周的生成過程。在這種情況下，x每步增加1，從x=0開始，到x=y結(jié)束。即有：xi+1=xi+1相應(yīng)的yi+1則在兩種可能中選擇：

12、yi+1=yi，或者yi+1=yi-1選擇的原則是考察精確值y靠近yi還是靠近yi-1，計(jì)算式為：Y2=r2-(xi+1)2d1=yi2-y2=yi2-r2+(xi+1)2d2=y2-(yi-1)2=r2-(xi+1)2-(yi-1)2令pi=d1-d2，并代入d1,d2，則有 TOC o 1-5 h z pi=2(xi+1)2+yi2+(yi-1)2-2r2(1)pi稱為誤差。如果pi0則yi+1=yi，否則yi+1=yi-1。pi的遞歸式為：pi+1=pi+4xi+6+2(yi2+1-yi2)-2(yi+1-yi)(2)pi的初值由式(2.6)代入xi=0,yi=r而得p1=3-2r(3)根據(jù)上面的推導(dǎo)，圓周生成算法步驟為：1、求誤差初值，p1=3-2r;i=1；畫點(diǎn)(0,r)；2、求下一個(gè)光柵位置：xi+1=xi+1；ifpi0則yi+1=yi；否則yi+1=yi-1；3