計(jì)算機(jī)圖形學(xué)復(fù)習(xí)題(帶答案)概要

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)復(fù)習(xí)題(帶答案)概要一．

判斷題（請(qǐng)?jiān)诤竺胬ㄌ?hào)中打T或F）陰極射線管的技術(shù)指標(biāo)主要是分辨率和顯示速度;（Y）光柵掃描式圖形顯示器可看作是點(diǎn)陣單元發(fā)生器，可直接從單元陣列中的一個(gè)可編地址的象素畫一條直線到另一個(gè)可編地址的象素;（N）計(jì)算機(jī)圖形學(xué)標(biāo)準(zhǔn)通常是指數(shù)據(jù)文件格式標(biāo)準(zhǔn)和子程序界面標(biāo)準(zhǔn);（Y）在種子填充算法中所提到的八向連通區(qū)域算法同時(shí)可填充四向連通區(qū);（Y）邊填充算法中是將掃描線與多邊形交點(diǎn)左方的所有象素取補(bǔ);（N）插值得到的函數(shù)嚴(yán)格經(jīng)過(guò)所給定的數(shù)據(jù)點(diǎn)；逼近是在某種意義上的最佳近似;（Y）齊次坐標(biāo)提供了坐標(biāo)系變換的有效方法，但仍然無(wú)法表示無(wú)窮遠(yuǎn)的點(diǎn)；（N）若要對(duì)某點(diǎn)進(jìn)行比例、旋轉(zhuǎn)變換，首先非有理B樣條、有理及非有理Bezier曲線、曲面是NURBS的特例；可表示標(biāo)準(zhǔn)解析形狀和自由曲線、曲面；在光亮度插值算法中，下列論述哪個(gè)是錯(cuò)誤的？（D）Gouraud明暗模型計(jì)算中，多邊形與掃描平面相交區(qū)段上每一采樣點(diǎn)的光亮度值是由掃描平面與多邊形邊界交點(diǎn)的光亮度插值得到的；Phong明暗處理模型中，采用了雙線性插值和構(gòu)造法向量函數(shù)的方法模擬高光；Gouraud明暗模型和Phong明暗處理模型主要是為了處理由多個(gè)平面片近似表示曲面物體的繪制問(wèn)題；Phong明暗模型處理的物體表面光亮度呈現(xiàn)不連續(xù)躍變；下述關(guān)于Bezier曲線的論述，哪個(gè)是錯(cuò)誤的？（A）,在P處的切矢量方向相同，大小相等，則在P處具有連續(xù)；,在P處的切矢量方向相同，大小相等，則在P處具有連續(xù)；若保持原全部頂點(diǎn)的位置不變，只是把次序顛倒過(guò)來(lái)，則新的Bezier曲線形狀不變，但方向相反。曲線的位置和形狀只與特征多邊形的頂點(diǎn)的位置有關(guān)，它不依賴坐標(biāo)系的選擇。6.實(shí)驗(yàn)表明，鏡面反射系數(shù)W（）與物體類型和角度有關(guān)。當(dāng)角度在30到60度時(shí)，金、銀、玻璃三種物體的W（）值從小到大依次為：B A 銀、 金、 玻璃； B 玻璃、銀、金； C 金、 玻璃、銀； D 玻璃、金、銀。

7.分辨率為1024*1024的顯示器，其位平面數(shù)為24，則幀緩存的字節(jié)數(shù)應(yīng)為：A A 3MB B 2MB C 1MB D 512KB

8.B樣條曲線P(t)中的基函數(shù)Ni，k(t)的結(jié)點(diǎn)向量取為B (0，0，…0，1，1，…1)n+1n+1n+1n+1

時(shí)，則曲線 A 是一條折線 B 不是折線，是Bezier曲線 C 既不是A,也不是B; C 不確定

9.在三維齊次變換矩陣 a b c l d e f m g h I n p q r s中，平移線性變換對(duì)應(yīng)的矩陣元素的最大非零個(gè)數(shù)是C A 3; B 6; C 7; D 8

10.在(9)中，均勻的整體放大變換對(duì)應(yīng)的矩陣元素的非零非1個(gè)數(shù)是 A 1; B 2; C 3; D 4

11.在透視投影中，主滅點(diǎn)的最多個(gè)數(shù)是：C A 1; B 2; C 3; D 4

12.在多邊形面片數(shù)量很大時(shí)；消隱算法最快的應(yīng)該是：C A Z-Buffer B 掃描線 C 畫家算法 D 不確定

13.在三維幾何造型方法中，局部操作能力比較弱的方法是A A 體素造型 B 八叉樹造型 C B-rey造型 D 特征造型

14.計(jì)算機(jī)顯示設(shè)備一般使用的顏色模型是A A RGB B HSV C CMY D 不在A,B,C中出現(xiàn)

15.Ray-tracing方法中所考慮的光線包括B A 漫射，反射，不包括透視 B 透射，反射，不包括漫射 C 漫射，透射，不包括反射 D 反射，漫射，透射

三．

多選題關(guān)于光柵掃描式圖形顯示器，具有這樣的特點(diǎn)：（B，C）楨緩存和光柵顯示器均是數(shù)字設(shè)備；需要足夠的位面和楨緩存才能反映圖形的顏色和灰度；對(duì)于彩色光柵顯示器的R.G,B三原色需要三個(gè)位面的楨緩存和三個(gè)個(gè)電子槍；對(duì)原色配置顏色查找顏色查找表的目的是為了提高顯示的速度；關(guān)于計(jì)算機(jī)圖形標(biāo)準(zhǔn)化的論述，哪個(gè)是正確的（A，C，D）；CGM和CGI是面向圖形設(shè)備的接口標(biāo)準(zhǔn)；GKS、IGES、STEP均是ISO標(biāo)準(zhǔn)；IGES和STEP是數(shù)據(jù)模型和文件格式的標(biāo)準(zhǔn)；PHIGS具有模塊化的功能結(jié)構(gòu)；用戶接口形式包括：（A，B，C）；子程序庫(kù)；專用語(yǔ)言；交互命令；交互標(biāo)準(zhǔn)；下列關(guān)于Bezier曲線的性質(zhì)，哪個(gè)是正確的？（A，C，D）在起點(diǎn)和終點(diǎn)處的切線方向和控制多邊形第一條邊和最后一條邊的方向一致；B.

在端點(diǎn)處的R階導(dǎo)數(shù)，僅與R個(gè)相鄰個(gè)控制頂點(diǎn)有關(guān)；C.

曲線及其控制多邊形在起點(diǎn)處有什么幾何性質(zhì)，在終點(diǎn)處也有什么性質(zhì)；D.

對(duì)于平面曲線而言，其與某直線的交點(diǎn)個(gè)數(shù)不多于該直線與控制多邊形的交點(diǎn)個(gè)數(shù)；關(guān)于NURBS中的權(quán)因子W，下面的那些論述是正確的？（B，C）隨著W的增/減，曲線則遠(yuǎn)離/靠近相應(yīng)的控制頂點(diǎn)；相應(yīng)于某給定的參數(shù)的NURBS曲線上的點(diǎn)，在W不同時(shí)將掃描出一條直線段；若NURBS曲線上的點(diǎn)趨向相應(yīng)的控制頂點(diǎn)，則權(quán)因子趨向正無(wú)窮；若控制頂點(diǎn)相同，所有的權(quán)因子分別擴(kuò)大10倍，所得的曲線將比原曲線更逼近控制頂點(diǎn)；以下關(guān)于圖形變換的論述那些是正確的？（A,C，D）平移變換不改變圖形大小和形狀，只改變圖形位置；錯(cuò)切變換雖然可引起圖形角度的改變，但不會(huì)發(fā)生圖形畸變；拓?fù)潢P(guān)系不變的幾何變換不改變圖形的連接關(guān)系和平行關(guān)系；旋轉(zhuǎn)變換后各圖形部分間的線性關(guān)系和角度關(guān)系不變，變換后直線的長(zhǎng)度不變；在幾何造型中，下列論述中那些是正確的？（CD）在形體定義中，允許存在孤立的點(diǎn)；面是形體上一個(gè)有限、非零的區(qū)域，一般由一個(gè)外環(huán)和若干個(gè)內(nèi)環(huán)組成，但也可以沒有任何環(huán)；環(huán)是有序、有向邊組成的面的封閉邊界，環(huán)中的邊不能相交，相鄰的兩條邊可以共享一個(gè)端點(diǎn)；形體上任意一點(diǎn)的足夠小的鄰域在拓?fù)渖蠎?yīng)該是一個(gè)等價(jià)的封閉圓；分?jǐn)?shù)維造型方法中，下列論述中哪個(gè)是正確的？（A，B，D）二維空間中的一個(gè)分?jǐn)?shù)維曲線的維數(shù)在1-2之間；三維空間中的一個(gè)分?jǐn)?shù)維曲線的維數(shù)在1-3之間；三維空間中的一個(gè)分?jǐn)?shù)維曲面的維數(shù)在1-3之間；三維空間中的一個(gè)分?jǐn)?shù)維曲面的維數(shù)在2-3之間；在各種消隱算法中，下列那些論述是正確的？（A，B，C，D）畫家算法的基本思想是先將屏幕賦值為背景色，然后在把物體各個(gè)面按其到視點(diǎn)距離遠(yuǎn)近排序；Z緩沖算法不僅需要楨緩沖區(qū)存放象素的亮度值，還需要一個(gè)Z緩沖區(qū)存放每個(gè)象素的深度值；掃描線算法首先按掃描行順序處理一楨畫面，在由視點(diǎn)和掃描線所決定的掃描平面上解決消隱問(wèn)題；區(qū)域采樣算法是利用圖形的區(qū)域連貫性在連續(xù)的區(qū)域上確定可見面及其顏色和亮度；在光照明模型中，下列論述那些是正確的？（A，B，C，D）Lambert漫反射模型模擬理想漫射表面的光亮度，沒有考慮模型表面的鏡面反射效果；Phong模型將表面漫反射光亮度和鏡面反射光亮度看作為是對(duì)光源入射光的直接反射，且相互獨(dú)立；Blinn和Cook-Torrance模型是對(duì)Phong模型的改進(jìn)，將鏡面反射光是入射光的函數(shù)因素考慮進(jìn)來(lái)，因而產(chǎn)生的光照效果更加逼真；整體光照模型同時(shí)模擬了光源引起的漫反射分量、鏡面反射分量，以及環(huán)境反射分量；11．

在計(jì)算機(jī)圖形的標(biāo)準(zhǔn)化論述中，下列是正確的結(jié)論有：ABAGKS、PHIGS都是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；BCGM、CGI都是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；CIGES、DXF都是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；DSTEP不是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。12．

在計(jì)算機(jī)圖形關(guān)于Modeling的物體的描述中，下列是不正確的結(jié)論有：ABDA一根直線是物體；B一個(gè)空間的點(diǎn)是物體；C一個(gè)立方體是物體；D三維歐氏空間點(diǎn)的集合是物體。13．

凸包計(jì)算的主要用途在于：BCA多邊形裁剪；B區(qū)域填充；C消隱；D上述三種中的一個(gè)。14．字符串裁剪的精度分類中哪些是不對(duì)的：ASTROKE、TEXT和CHAR；BSTROKE、TEXT和STRING；CCHAR、STROKE和STRING；DCHAR、DTRING和TEXT。15.灰度等級(jí)為256極，分辨率為1024*1024的顯示器，至少需要的幀緩存容量為（B） A:512KB; B:1MB C:2MB; D:3MB16．在下列敘述語(yǔ)句中，正確的論述為（ABD） A:在圖形文件系統(tǒng)中，點(diǎn)、線、圓等圖形元素通常都用其幾何特征參數(shù)來(lái)描述； B:在圖形系統(tǒng)中，圖形處理運(yùn)算的精度不取決于顯示器的分辨率； C:在光柵掃描圖形顯示器中，所有圖形都按矢量直接描繪顯示，不存在任何處理； D:在彩色圖形顯示器中，使用RGB顏色模型。17．使用下列二維圖形變換矩陣： 200010111T= 200010111T= A:圖形放大2倍； B:圖形放大2倍，同時(shí)沿X、Y坐標(biāo)軸方向各移動(dòng)1個(gè)繪圖單位； C:沿X坐標(biāo)軸方向各移動(dòng)2個(gè)繪圖單位； D:沿X坐標(biāo)軸方向放大2倍，同時(shí)沿X、Y坐標(biāo)軸方向各平移1個(gè)繪圖單位。18.下列有關(guān)Bezier曲線性質(zhì)的敘述語(yǔ)句中，錯(cuò)誤的結(jié)論為（BD） A:Bezier曲線可用其特征折線集（多邊形）來(lái)定義； B:Bezier曲線必須通過(guò)其特征折線集（多邊形）的各個(gè)頂點(diǎn)； C:Bezier曲線兩端點(diǎn)處的切線方向必須與起特征折線集（多邊形）的相應(yīng)兩端線段走向一致； D:n次Bezier曲線，在端點(diǎn)處的r階導(dǎo)數(shù)，只與r個(gè)相鄰點(diǎn)有關(guān)。19.下列有關(guān)物體的幾何表示法的敘述語(yǔ)句中，正確的論述為（AC） A:在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中，通常所謂"物體"是三維歐氏空間點(diǎn)的集合； B:一組三維歐氏空間點(diǎn)的集合都可看成一個(gè)（組）"物體"； C:單個(gè)孤立的點(diǎn)不是"物體"; D:一根直線段或單張曲面都是"物體"。20.下列有關(guān)邊界表示法的敘述語(yǔ)句中，錯(cuò)誤的論述為（C） A:定義了物體的邊界也就唯一的定義了物體的幾何形狀邊界； B:物體的邊界上的面是有界的，而且，面的邊界應(yīng)是閉合的； C:物體的邊界上的面是有向的，面的法向總是指向物體的內(nèi)部； D:物體的邊界上的邊可以是曲線，但在兩端之間不允許曲線自相交。21.下列有關(guān)平面幾何投影的敘述語(yǔ)句中，正確的論述為（AC） A:在平面幾何投影中，若投影中心移到距離投影面無(wú)窮遠(yuǎn)處，則成為平行投影； B:透視投影與平行投影相比，視覺效果更有真實(shí)感，而且能真實(shí)地反映物體的精確的尺寸和形狀； C:透視投影變換中，一組平行線投影在與之平行的投影面上，不產(chǎn)生滅點(diǎn)； D:在三維空間中的物體進(jìn)行透視投影變換，可能產(chǎn)生三個(gè)或者更多的生滅點(diǎn)。22.下列有關(guān)簡(jiǎn)單光反射模型的描述語(yǔ)句中，錯(cuò)誤的論述為（B） A:簡(jiǎn)單光反射模型，又稱為Phong模型，它模擬物體表面對(duì)光的反射作用； B:在簡(jiǎn)單光反射模型中，假定光源是點(diǎn)光源，而且，僅僅關(guān)注物體表面對(duì)光的鏡面反射作用； C:簡(jiǎn)單光反射模型主要考慮物體表面對(duì)直射光照的反射作用； D:在簡(jiǎn)單光反射模型中，對(duì)物體間的光反射作用，只用一個(gè)環(huán)境光變量做近似處理。23.下列有關(guān)曲線和曲面概念的敘述語(yǔ)句中，正確的論述為（ACD） A:實(shí)體模型和曲面造型是CAD系統(tǒng)中常用的主要造型方法，曲面造型是用參數(shù)曲面描述來(lái)表示一個(gè)復(fù)雜的物體； B:參數(shù)形式和隱含形式都是精確的解析表示法，在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中，它們同樣好用； C:從描述復(fù)雜性和形狀靈活性考慮，最常用的參數(shù)曲面是3次有理多項(xiàng)式的曲面； D:在曲線和曲面定義時(shí)，使用的基函數(shù)應(yīng)有兩個(gè)重要性質(zhì)：凸包性和仿射不變性。四．問(wèn)答題：1．

寫一個(gè)顯示一串字符的程序。答：顯示一串字符的參考程序如下：Graph_puts(intx0,inty0,char*string){ charcurrent_char; intfont_mask[FONT_WIDTH][FONT_HEIGHT]; inti,j; for(j=0;string[j]!="\0";j++) {current_char=string[j]; get_font(font_mask,current_char);//從字庫(kù)里取得當(dāng)前的字模 for(i=0;i<FONT_WIDTH,i++) for(j=0;j<FONT_HEIGHT,j++) if(font_mask[i][j]) write_pixel(x0+i,y0+j,FONT_COLOR); else write_pixel(x0+i,y0+j,BACKGROUND_COLOR); }}2．

分別寫出平移、旋轉(zhuǎn)、縮放及其組合的變換矩陣。⑴.平移變換：其中，,,是物體在三個(gè)坐標(biāo)方向上的位移量。⑵．旋轉(zhuǎn)變換：繞Z軸旋轉(zhuǎn)的公式為：繞X軸旋轉(zhuǎn)的公式為：繞Y軸旋轉(zhuǎn)的公式為：如果旋轉(zhuǎn)所繞的軸不是坐標(biāo)軸，設(shè)其為任意兩點(diǎn)p1,p2所定義的矢量，旋轉(zhuǎn)角度為。則可由7個(gè)基本變換組合構(gòu)成：①．使p1,點(diǎn)與原點(diǎn)重合；②．，使軸p1p2落入平面xoz內(nèi)；③．，使p1p2與z軸重合；④．，執(zhí)行繞p1p2軸的角旋轉(zhuǎn)；⑤．，作3的逆變換；⑥．，作2的逆變換；⑦．作1的逆變換。⑶．縮放變換：其中，，，是物體在三個(gè)方向上的比例變化量。記為。若對(duì)于某個(gè)非原點(diǎn)參考點(diǎn)進(jìn)行固定點(diǎn)縮放變換，則通過(guò)如下的級(jí)聯(lián)變換實(shí)現(xiàn)：3．

如何用幾何變換實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系的變換？坐標(biāo)系的變換，亦即將某一坐標(biāo)系lcs1中的點(diǎn)變換為另一個(gè)坐標(biāo)系lcs2下的坐標(biāo)。若，矩陣的推導(dǎo)分三部。⑴將lcs1中的點(diǎn)變換到世界坐標(biāo)系的矩陣;x_axis,y_axis,z_axis為lcs1中x,y,z軸矢量在世界坐標(biāo)系的表示org為lcs1中原點(diǎn)在世界坐標(biāo)系的表示⑵將世界坐標(biāo)系的點(diǎn)變換到lcs2中的點(diǎn)矩陣;x_axis,y_axis,z_axis為lcs1中x,y,z軸矢量在世界坐標(biāo)系的表示org為lcs1中原點(diǎn)在世界坐標(biāo)系的表示a=-x_axis.x*org.x-x_axis.y*org.y-x_axis.z*org.zb=-y_axis.x*org.x-y_axis.y*org.y-y_axis.z*org.zc=-z_axis.x*org.x-z_axis.y*org.y-z_axis.z*org.z4．

計(jì)算機(jī)圖形顯示器和繪圖設(shè)備表示顏色的方法各是什么顏色系統(tǒng)？它們之間的關(guān)系如何？答：計(jì)算機(jī)圖形顯示器是用RGB方法表示顏色，而繪圖設(shè)備是用CMYK方法來(lái)表示顏色的。它們之間的關(guān)系是：兩者都是面向硬件的顏色系統(tǒng)，前者是增性原色系統(tǒng)，后者是減性原色系統(tǒng)，后者是通過(guò)在黑色里加入一種什么顏色來(lái)定義一種顏色，而后者是通過(guò)指定從白色里減去一種什么顏色來(lái)定義一種顏色。5．

簡(jiǎn)述幀緩存與顯示器分辨率的關(guān)系。分辨率分別為640×480，1280×1024，和2560×2048的顯示器各需要多少字節(jié)位平面數(shù)為24的幀緩存？答：幀緩存的大小和顯示器分辨率之間的關(guān)系是：幀緩存的大小=顯示器分辨率的大小*幀緩存的位平面數(shù)/8。例如：分辨率分別為640*480的顯示器所需要的緩存的大小是：640*480*24/8=921600字節(jié)；分辨率為1280*1024的顯示器所需要的緩存的大小是：1280*1024*24/8=3932160字節(jié)；分辨率為2560*2048的顯示器所需要的緩存的大小是：2560*2048*24/3=15728640字節(jié)。6．

畫直線的算法有哪幾種？畫圓弧的算法有哪幾種？寫一個(gè)畫帶線寬的虛線的程序。答：通常畫直線的方法有三種：（1）逐點(diǎn)比較法；（2）數(shù)值微分法；（3）Bresenham算法。畫弧線的常用方法有：（1）逐點(diǎn)比較法；（2）角度DDA法；（3）Bresenham算法。一個(gè)基于數(shù)值微分法的帶線寬的畫虛線的參考程序如下：Draw_wide_dashed(intx0,inty0,intx1,inty1,intwidth,intcolor){

intj; floatdx,dy,k,x,y,startx,starty;dx=abs(x1-x0); dy=abs(y1-y0); k=dy/dx; if(abs(k)<=1)//如果斜率不大于1，則x的增長(zhǎng)大于y的增長(zhǎng)。 { startx=x0<x1?x0:x1; for(j=width;j>0;j++) { y=starty;// for(x=startx;x<startx+dx;x+=2) { drawpixel(x,int(y+0.5),color); y=y+k; }; starty=starty+1;//每次畫一條寬為1的斜線時(shí)重新調(diào)整起點(diǎn) startx=startx-1/k; } } else { starty=y0<y1?y0:y1; for(j=width;j>0;j++) { x=startx; for(y=starty;y<starty+dy;y+=2) { drawpixel(int(x+0.5),y,color); x=x+1/k; }; startx=startx+1; starty=starty-1/k; } }}7．

寫一個(gè)畫餅分圖的程序，用不同的顏色填充各個(gè)區(qū)域。答：畫餅分圖的參考程序如下：Draw_pie(intx,inty,floatradius,float*percent){ floatseed_x,seed_y; intcolor,i; color=0; floatangle=0; draw_circle(x,y,radius); draw_line(x,y,x+radius,y); for(i=0;percent[i]<=0;i++) { seed_x=x+radius*cos(angle+PI*percent[i]/100);seed_y=y+radius*sin(angle+PI*percent[i]/100);/*在新的扇區(qū)中間找一個(gè)種子點(diǎn)作為填色之用*/angle=angle+2*PI*percent[i]/100; draw_line(x,y,x+radius*cos(),y+radius*sin()); seed_filling(seed_x,seed_y,color++,BACKGROUND_COLOR); }}8.

寫出幾種線裁剪算法；寫出幾種多邊形裁剪算法。答：線的裁剪算法：⑴矢量裁剪法⑵編碼裁剪法⑶中點(diǎn)分割裁剪法多邊形的裁剪算法：⑴逐邊裁剪法⑵雙邊裁剪法9.

寫出Bezier曲線和面片的幾種表達(dá)形式。空間給定的n+1個(gè)點(diǎn)，稱下列參數(shù)曲線為n次的Bezier曲線。其中是Bernstein基函數(shù)，即i=0,1,…,n空間給定的(n+1)*(m+1)個(gè)點(diǎn)為曲面片的控制頂點(diǎn)（i=0,1,…,n;j=0,1,…,m）,則下列張量積形式的參數(shù)曲面為次的Bezier曲面：Bezier曲面齊次坐標(biāo)形式為：其中為Bernstein多項(xiàng)式。1