2024年圖形學(xué)復(fù)習(xí)題及其解答

1.計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的定義

答：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是探討在計(jì)算機(jī)中輸入、表示、處理和顯示圖形的原理、方法及硬件設(shè)備的學(xué)科。

幾何計(jì)算特地探討幾何圖形信息（曲面和三維實(shí)體）的計(jì)算機(jī)表示.分析.修改和綜合

2.圖形本質(zhì)上是有線形、寬度、顏色等屬性信息的圖形元素的組合。因此，抽象的圖形的本質(zhì)可以概括為：圖形=圖元

+屬性。幾何計(jì)算是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的基礎(chǔ)。

圖形學(xué)表示、生成和處理是建模一變換一像素點(diǎn)的幾何位置確定的過程，屬于幾何或者3D問題；顯示應(yīng)當(dāng)是對(duì)客觀世

界的機(jī)內(nèi)表示的再現(xiàn)，是確定屏幕點(diǎn)的顯示屬性（可見性和顏色：色調(diào)、色飽和度、亮度）屬于圖像或者2D問題。

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)所探討的圖形是從客觀世界物體中抽象出來的帶有顏色及其形態(tài)信息的圖和形

3.計(jì)算機(jī)圖形學(xué)主要探討兩個(gè)問題：一是如何在計(jì)算機(jī)中構(gòu)造一個(gè)客觀世界一一幾何（模型）的描述、創(chuàng)建和處理，以

“幾何”一詞統(tǒng)一表述之：二是如何將計(jì)算機(jī)中的虛擬世界用最形象的方式靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)的展示出來一一幾何的視覺

再現(xiàn)，以“繪制”一詞統(tǒng)一描述之。因此可以說：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)=兒何+繪制。幾何是表示，是輸入。繪制是呈現(xiàn)，

是輸出。

4.計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理、計(jì)算幾何之間的關(guān)系。

答：計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的主要目的是由數(shù)學(xué)模型生成的真實(shí)感圖形，其結(jié)果本身就是數(shù)字圖像；而圖像處理的一個(gè)主要目

的是由數(shù)字圖像建立數(shù)字模型，這說明白圖形學(xué)和圖像處理之間相互親密的關(guān)系。計(jì)算機(jī)幾何定義為形態(tài)信息的計(jì)算

機(jī)表示、分析與綜合。隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)及其應(yīng)用的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理和計(jì)算幾何等與圖相關(guān)的學(xué)

科越來越融合，且與應(yīng)用領(lǐng)域的學(xué)科相結(jié)合，產(chǎn)生了諸如可視化、仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等新興學(xué)科。

5.?個(gè)三維場(chǎng)景視覺實(shí)現(xiàn)的基本工作過程

依據(jù)假定的光照條件和景物外觀因素，依據(jù)該光照模型，模擬光能右場(chǎng)景中的傳播和分布（包括光線在不同物體間的

汲取、反射、折射和散射等過程），計(jì)算得到畫面上每一點(diǎn)的光強(qiáng)和色調(diào)值后，依據(jù)視覺特點(diǎn)轉(zhuǎn)換成適合于顯示設(shè)備的

顏色值，得到畫面上每一個(gè)像素的屈性。這是一個(gè)光強(qiáng)與色調(diào)的量化、紋理映射、圖像合成、幀緩存等一些基于物理、

光學(xué)、色調(diào)理論和技術(shù)的困難計(jì)算過程

6.計(jì)算機(jī)圖形學(xué)開篇之作及其相關(guān)信息。

答：1963年MIT的IvanE.Sutherland在他的博士論文“Sketchpad：一個(gè)人一機(jī)通信的圖形系統(tǒng)”中首次提出“Computer

Graphics（計(jì)算機(jī)圖形學(xué)）“，運(yùn)用陰極射線管顯示器和光筆，可交互式地生成簡(jiǎn)潔圖形。他本人被稱為計(jì)算機(jī)圖形學(xué)

之父

7.計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的術(shù)語(yǔ)定義及其英文名稱和縮略語(yǔ)答：圖形用戶界面（GUI）

計(jì)算機(jī)協(xié)助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）

科學(xué)計(jì)算可視化（visualizationinscientificcomputing）

地理信息系統(tǒng)（GIS）

消遣

計(jì)算機(jī)藝術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）

逆向工程（reverseengineering）

8.圖形輸入設(shè)備邏輯分類和輸出設(shè)備的分類

答：圖形輸入設(shè)備從邏輯上分為B種功能，即定位（locator）.筆畫（stroke）,數(shù)值（valuator）、選擇（choice）、

拾?。╬ick）及字符串（string/；圖形的輸出設(shè)備主要有顯示器、打印機(jī)和繪圖儀兩種。

9.圖形顯示設(shè)備的相關(guān)術(shù)語(yǔ)：像素、分辯率、點(diǎn)距等等。

答：電子槍放射電子束，經(jīng)過聚焦在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)限制下電子束轟擊熒光扉，在熒光屏上.產(chǎn)生足夠小的光點(diǎn)，光點(diǎn)稱為像

素（pixel）。陰極射線管在水平和垂直方向單位長(zhǎng)度上能識(shí)別的最大光點(diǎn)數(shù)稱為辨別率。點(diǎn)距一般是指顯示屏相鄰兩個(gè)

像素點(diǎn)之間的距離。

10.CRT顯示設(shè)備的主要組成部件及其工作原理。

答：CRT顯示設(shè)備主要由電子槍、聚焦系統(tǒng)、加速電極、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏五部分組成。其工作原理是：高速的電子

束由電子槍發(fā)出，經(jīng)過聚焦系統(tǒng)、加速系統(tǒng)和磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)就會(huì)到達(dá)熒光屏的特定位置。由于熒光物質(zhì)在高速電子的轟

擊下會(huì)發(fā)生電子躍遷，即電子汲取到能量從低能態(tài)變?yōu)楦吣軕B(tài)。由于高能態(tài)很不穩(wěn)定，在很短的時(shí)間內(nèi)熒光物質(zhì)的電

子會(huì)從高能態(tài)重新回到低能態(tài)，這時(shí)將發(fā)出熒光，屏幕上的那一點(diǎn)就會(huì)亮了。

11.CRT產(chǎn)生彩色的基本途徑。

答，CRT產(chǎn)生的色調(diào)是發(fā)出不同顏色的熒光物質(zhì)進(jìn)行組合而得到的，每個(gè)像素由三個(gè)熒光點(diǎn)組成,這三個(gè)熒光點(diǎn)分別

為發(fā)紅、綠和藍(lán)色光的三種熒光物質(zhì)，有三支電子槍分別與這三個(gè)熒光點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。因?yàn)闊晒恻c(diǎn)特別小而且充分靠近，

所以我們看到的是具有它們混合顏色的一個(gè)光點(diǎn)。通過調(diào)整電了?槍發(fā)出的電了束中所含電了?的多少，可以限制擊中的

相應(yīng)熒光點(diǎn)的亮度，因此以不同的強(qiáng)度擊中熒光點(diǎn)，就能夠在像素點(diǎn)上生成極其豐富的顏色。

12.顯示緩沖顯示器和辨別率的關(guān)系及其大小的計(jì)算。

答：顯示器緩存=辨別率X顏色比特?cái)?shù)

13.CRT真彩色和偽彩色的顏色大小及其應(yīng)用環(huán)境。

答：真彩色是16兆種顏色，偽彩色有256色。真彩是指windows正常顯示，偽彩般在平安模式

14.LCD顯示器的工作原理。

答：LCD顯示器的工作原理是利用液晶的物理特性，通電時(shí)導(dǎo)通，晶體在電場(chǎng)作用下，排列變得有秩序，通過它的光

的折射角度會(huì)發(fā)生改變，使光線笥潔通過；不通電時(shí)，晶體排列變得混亂，光被遮擋，不能通過。

15.圖形標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了哪些可移植性？供應(yīng)了哪些接口？

答：圖形標(biāo)準(zhǔn)的制定是為「在不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和外設(shè)之間進(jìn)行圖形應(yīng)用軟件的移植。這種移植性包括應(yīng)用程序在不

同系統(tǒng)之間的可移植性、應(yīng)用程序與圖形設(shè)備的無關(guān)性、圖形數(shù)據(jù)的可移植性和程序員層次的可移植性。為了實(shí)現(xiàn)這

些M移植性，有三個(gè)接口必需實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)：④應(yīng)用接口?虛擬圖形設(shè)備接口◎數(shù)據(jù)接口。

16.Windows程序的執(zhí)行模式及流程，為了實(shí)現(xiàn)圖形的輸入和輸出Windows采納什么技術(shù)？

答：在Windows應(yīng)用程序中，有一個(gè)WinMain函數(shù)，它是Windows應(yīng)用程序執(zhí)行的起先點(diǎn)。WinMain函數(shù)在完成初始

化后創(chuàng)建該應(yīng)用程序的一個(gè)窗口，這個(gè)窗口被稱為“主窗口主窗口創(chuàng)建了窗口函數(shù)WndProc,用來接收和處理消息。

用戶的全部操作均以消息的形式進(jìn)入消息隊(duì)列，應(yīng)用程序從消息隊(duì)列中檢測(cè)和選取消息，并分別處理。Windows應(yīng)用

程序運(yùn)用圖形設(shè)備接口進(jìn)行圖形編程，Windows自動(dòng)將設(shè)備上卜.文唳射到詳細(xì)的物理設(shè)備上實(shí)現(xiàn)圖形輸出。圖形的輸

入和輸出Windows采納GDI技術(shù)。

17.五種開發(fā)技術(shù)的比較

技術(shù)實(shí)現(xiàn)層次語(yǔ)言及其難易程度擴(kuò)展性應(yīng)用領(lǐng)域

OpenGL底層（顯卡）C/C++（難）廠商全面支持（好）三維設(shè)計(jì)軟件

ACTS底層（操作系統(tǒng)）C++（難）Windows平臺(tái)（較好）三維造型和顯示

DirectX底層（操作系統(tǒng)）C++（難）Windows平臺(tái)（差）三維嬉戲

Java3D中間層（JVM）Java（較易）JavaSE標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展（好）網(wǎng)上三維顯示實(shí)現(xiàn)

VRML高層（網(wǎng)頁(yè)）標(biāo)記語(yǔ)言（簡(jiǎn)潔）安裝插件支持（一般）網(wǎng)上虛擬實(shí)現(xiàn)

18.OpenGL是什么樣的圖形標(biāo)準(zhǔn)。ODWGL的主要功能。

答：OpenGL（OpenGraphicsLibrary,即開放性圖形庫(kù)）是以SGI的GL三維圖形庫(kù)為基礎(chǔ)制定的一個(gè)開放式三維圖形

標(biāo)準(zhǔn)。OponGL的主要功能：繪制模型、各種變換、著色模式、光照處理、紋理映射、位圖和圖像、制作動(dòng)畫、選擇和

反饋。此外，OpenGL還供應(yīng)了反走樣技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)深度示意（DepthCue）、運(yùn)動(dòng)模糊（MotionBlur）,霧化（Fog）等

特別效果。

19.OpenGL的工作流程和原理。用C++實(shí)現(xiàn)OpenGL編程main函數(shù)的主要的語(yǔ)句（GLUT庫(kù)函數(shù)及其調(diào)用次序）.

答：OpenGL指令從左側(cè)進(jìn)入OperGL,有兩類數(shù)據(jù)，分別是由頂點(diǎn)描述的幾何模型和由像素描述的位圖、影像等模型，

其中后者經(jīng)過像素操作后干脆進(jìn)入光柵化。評(píng)價(jià)器（Evaluaior）用于處理輸入的模型數(shù)據(jù)，為下一步光柵化做好打算。

顯示列表（DisplayList）用于存儲(chǔ)一部分指令，留待合適時(shí)間以便于快速處理.光柵化將圖元轉(zhuǎn)化成：維操作，并計(jì)

算結(jié)果圖像中每個(gè)點(diǎn)的顏色和深度等信息，產(chǎn)生一系列圖像的棘緩存描述值，其生成結(jié)果稱為基片（Fragment）?；?/p>

操作主要的有幀緩存的更新、泅試、融合和屏蔽操作，以及基片之間的邏輯操作和抖動(dòng)（Dithering）。

程序:^include<glut.h>

voidinit(void)

glClearColord.O,1.0,1.0,0.0);〃設(shè)置圖形顯示窗口為白色

g1MatrixMode(GI._PROJECTION);〃設(shè)置投影參數(shù)

glu0rtho2D(0.0,200.0,0,0,150.0);〃設(shè)置投影面的大小

)

voidlineSegmcnt(void)

(

glClcar(GL_COLOR_BUFFER_BIT)"/刷新顯示窗口緩存

glColor3f(l.0,0.0,0.0);//設(shè)置劃線的顏色

glBegin(Gl._LINES);〃指定線的參數(shù)

glVeiLex2i(180,15),

glVertex2i(10,145);

glEndO;

glFlushO;〃強(qiáng)制機(jī)器盡快執(zhí)行OpenGL函數(shù)

}

intmain(intargc,char**argv)

(

glutlnit(&argc,argv);〃初始化GLUT

glutInitDisplayMode(GLUT_SINGLE|GLUTRGB);〃設(shè)置顯示模式

glutlnitWindowBosition(50,100);〃設(shè)置顯示窗口的大小和位置

glutlnitWindowSize(400,300)：

glutCrcalcWindow(44AnExampleOpenGLProgram");〃創(chuàng)建顯示窗口

initO;〃執(zhí)行初始化過程

glutDisplayFuncdineSegmenl);//發(fā)送OpenGL圖形到顯示窗口

glutMainLoopO;〃顯示并等待

return0;

20.正確運(yùn)用OpenGL有關(guān)緩存的預(yù)定義常量以及相關(guān)的語(yǔ)句

答：1、顏色緩存函數(shù)：

(1)清除顏色緩存glClcar(GL_COLOR_BUFFER_BIT)

(2)設(shè)置清除顏色glClearColor(red,green,blue,alpha)

(3)屏蔽顏色緩存glColorMaskO

(4)選擇顏色緩存glDrawBufferO

(5)交換顏色緩存swapBufferO

2、深度緩存：

(1)清除深度緩存glClear(GLDEPTHBUFFERBIT)

(2)設(shè)置清除值glClearDepth(l.O)

(3)屏敝深度緩存glDepthMask(GL_TRUE)

(4)后動(dòng)和關(guān)閉深度測(cè)試glEnable(Gl,_DEPTH_TEST)

(5)確定測(cè)試條件glDepthFuncO

(6)確定深度范圍glDepthRange(GlclampdzNear,GlclampdzFar)

3、模板緩存

4、累積緩存

21.常用的直線掃描轉(zhuǎn)換算法有哪些？

答:數(shù)值微分法(DDA)、中點(diǎn)畫線法和Bresenham算法。

22.DDA和Bresenham算法的基本原理(就是指最終增量公式的推導(dǎo)過欄)、算法OpenGL編程實(shí)現(xiàn)、手工計(jì)算給定端點(diǎn)直

線的掃描像素點(diǎn)。

答:DDA算法基本原理是用數(shù)值方法解微分方程，通過同時(shí)對(duì)x和y各增加一個(gè)小增量，計(jì)算下一步的x、y值。Bresenham

算法的基木原理是借助于一個(gè)誤差量(直線與當(dāng)前實(shí)際繪制像素點(diǎn)的距離)，來確定下一個(gè)像素點(diǎn)的位置.算法的奇妙

之處在于采納增量計(jì)算，使得對(duì)于每一列，只要檢查誤差量的符號(hào)，就可以確定該下一列的像素位置。

23.中點(diǎn)畫圓算法OpenGL編程實(shí)現(xiàn)(八分之一圓、完整圓)。

八分之一圓程序：

MidPointCircle(intr,intcolor)

(

intx,y;

inte;

x-0,y-i-;e-l-i;

circlepoints(x,y,color);〃做對(duì)稱處理

while(x<=y)

(

if(e<0)

e+=2*x+3;

else

(

e+=2*(x-y)+5;

y—；

)

x++;

circlepoints(x,y,color);〃做對(duì)稱處理

)

)

24.圖形的邊界處理原則。多邊形兩種表示方法及其特點(diǎn)。

答：原則：左閉右開，上閉下開。

兩種重要的表示方法：頂點(diǎn)表示和點(diǎn)陣表示。

所謂頂點(diǎn)表示，即是用多邊形的頂點(diǎn)序列來表示多邊形。這種表示直觀、幾何意義強(qiáng)、占內(nèi)存少，易于進(jìn)行幾

何變換，但由于它沒有明確指出哪些像素在多邊形內(nèi)，故不能干脆用于區(qū)域填充。所謂點(diǎn)陣表示，則是用位于

多邊形內(nèi)的像素集合來刻畫多邊形。這種表示丟失了很多幾何信息，但便于進(jìn)行填充。

25.掃描線多邊形區(qū)域填充算法的原則。

答：待填充區(qū)域按丫方向(X方向亦可)掃描線依次掃描生成。

26.有序邊表掃描線算法實(shí)現(xiàn)步驟。邊界標(biāo)記算法的基本思想和偽代碼描述。

答：有序邊表掃描線算法實(shí)現(xiàn)步驟

(1)求交：計(jì)算掃描線與多邊形各邊的交點(diǎn)：

(2)排序：把全部交點(diǎn)按x值遞增依次排序：

(3)配對(duì)：第?個(gè)與其次個(gè)，第三個(gè)與第四個(gè)等等；每對(duì)交點(diǎn)代表掃描線與多邊形的?個(gè)相交區(qū)間；

(4)填色：把相交區(qū)間內(nèi)的像素置成多邊形顏色，把相交區(qū)間外的像素置成背景色。

邊界標(biāo)記算法的基本思想：幀緩沖器中對(duì)多邊形的每條邊進(jìn)行直線掃描轉(zhuǎn)換，亦即刻多邊形邊界所經(jīng)過的象素打上標(biāo)

記。然后再采納和掃描線算法類似的方法將位于多邊形內(nèi)的各個(gè)區(qū)段著上所需顏色。運(yùn)用一個(gè)布爾量inside來指示

當(dāng)前點(diǎn)是否在多邊形內(nèi)的狀態(tài)。

偽代碼：voidedgemark_fill(polydef,color)

多邊形定義polydef；intcolor;

{對(duì)多邊形polydef每條邊進(jìn)行直線掃描轉(zhuǎn)換：

inside=FALSE;

for(每條與多邊形polydef相交的掃描線y)

for(掃描線上每個(gè)象素x)

(if(象素x被打上邊標(biāo)記)

inside=!(inside);

if(inside!=FALSE)

drawpixel(x,y,color);

elsedrawpixel(x,y,background);

)

27.四種了和八種r填充算法以及邊界填充算法的程序?qū)崿F(xiàn)。

內(nèi)點(diǎn)表示的四種子填充算法程序：

voidFloodFill4(ir.tx,inty,intoldcolor,intnewcolor)

(

if(GctPixcl(X,y)==oldcolor)

SetPixel(x,y,newcolor);

FloodFill4(x,y+1,oldcolor,newcolor);

FloodFill4(x,y-1,oldcolor,newcolor);

HloodEil!4(x-l,y,oldcolor,newcolor);

FloodFill4(x+l,y,oldcolor,newcolor);

}

}

邊界表示的四種子填充算法程序：

voidBoundaryEill4(intx,inty,intboundarycolor,intnewcolor)

(

intcolor;

if(color!=newcolor&&color!=boundarycolor)

SetPixel(x,y,newcolor);

BoundaryFilU(x,y+l,boundarycolor,newcolor);

BoundaryFill4(x,y-1,boundarycolor,newcolor)：

BoundaryFi111(x-l,y,boundarycolor,newcolor);

BoundaryFill4(x+l,y,boundarycolor,newcolor);

)

28.VC++框架的繪圖的函數(shù)：OnDrww的運(yùn)用。

答：例：畫出一個(gè)半徑為5像素的圓并以黑色填充之，得到一個(gè)比較大的點(diǎn):

voidCDrowDotView::OnDraw(CDC*pDC)

(

pDC->SelectStockObject(BLACK_BRUSH);〃畫出的點(diǎn)為黑色

pDC->Ellipse(CRect(5,10,10,15));//畫一個(gè)小圓

}

例：畫一條從(5,5)到(50,50)的直線，則程序代碼如下:

voidCDrawl.ineView::OnDraw(CDC*pDC)

pDC->MoveTo⑸5);

pDC->LineTo(50,50)：

29.駕馭OpenGl.畫點(diǎn)和畫直線的代招。

畫點(diǎn):glBegin(GL_POINTS);

glVertex2f(0.0,0.0);

glVertex2f(0.0,3.0);

glVertex2f(3.0,3.0);

glVertex2f(4.0,1.5):

glVertex2f(3.0,0.0);

glEnd();

畫直線：

glBegin(GL_LINES);

glVertex2f(0.5f,0.5f);

glVertex2f(-0.5f,0.Of);

glVcrtcx2f(-0.5f,0.5f);

glVertex2f(0.Of,-0.5f);

glBndO;

30.圖形變換的分類(三類)。齊次坐標(biāo)及其優(yōu)點(diǎn)。

答：幾何變換、坐標(biāo)變換、顯示變換

所謂齊次坐標(biāo)表示就是用n+1維向量表示n維向量。

優(yōu)點(diǎn)：一方面可以表示無窮遠(yuǎn)點(diǎn)；另一方面簡(jiǎn)潔用矩陣與矢量乘的方法表示點(diǎn)的平移操作，以便簡(jiǎn)化計(jì)算過程。

31.二維圖形的齊次坐標(biāo)矩陣變換矩陣各重量的含義。

答

32.駕馭?.維圖形的平移、對(duì)稱、旋轉(zhuǎn)、縮放變換的矩陣形式。

33.三維圖形的顯示流程，窗口區(qū)和視圖區(qū)的坐標(biāo)變換。

幾何變換扁投影變換F商對(duì)窗口剪裁粽苗窗口到視區(qū)變換—>顯示

(2)進(jìn)行縮放變換，使窗口的大小與視區(qū)相等：

(3)將窗口內(nèi)的點(diǎn)映射到視區(qū)中，再進(jìn)行反平移，將視區(qū)的左下角移回到原來的位置。

34.平面幾何的投影分類標(biāo)準(zhǔn)及分類。

答：分類標(biāo)準(zhǔn)即投影方式?？煞譃槠叫型队昂屯敢曂队啊?/p>

35.什么是裁剪？常用的直線裁剪和多邊形裁剪算法有哪些？區(qū)域編碼及其應(yīng)用

答：確定圖形中哪些部分落在顯示區(qū)之內(nèi)，哪些落在顯示區(qū)之外，以便只顯示落在顯示區(qū)內(nèi)的那部分圖形。這個(gè)選擇過

程稱為裁剪。常用的直線裁剪算法有：Cohen_Sutherland算法和Liang_Barsky算法。多邊形裁剪算法有：

Sutherland_Hodgman算法和WeilejAtherton算法。

區(qū)域編碼：

100110001010

000100000010

310101000110

36.正確運(yùn)用OpcnGL有關(guān)幾何變換、投影變換以及視圖變換的預(yù)定義常量、函數(shù)及其參數(shù)。

37.Windows交互圖形設(shè)計(jì)基本方法。橡皮筋技術(shù)。圖元的選擇兩種類型。

答：基本方法：（1）交互式繪圖（2）坐標(biāo)輸入技術(shù)（3）橡皮筋技術(shù)

橡皮筋技術(shù)nJ■用于交互式繪圖以表現(xiàn)用戶操作的過程細(xì)微環(huán)節(jié)。

實(shí)現(xiàn)橡皮筋技術(shù)主要有兩種方法：基于異或操作的橡皮筋技

術(shù)；基丁緩沖區(qū)的橡皮筋技術(shù)；

圖元的選擇兩種類型：靜態(tài)選擇和動(dòng)態(tài)選擇。

38.生成真實(shí)感圖形的步驟。

答：①構(gòu)造各個(gè)物體的數(shù)學(xué)描述；

②將各個(gè)物體安放在給定參考坐標(biāo)系的三維空間中適當(dāng)位置處.由此構(gòu)成場(chǎng)景，并且選擇所期望的視察場(chǎng)景的視

點(diǎn)、視方向、視域；

③給出各個(gè)物體的顏色信息：

④將各個(gè)物體的數(shù)學(xué)描述和他們相關(guān)的顏色信息轉(zhuǎn)化為屏幕上的像素信息。

39.什么是消隱？消隱的分類。為什么要消退隱藏線？

答：通過判別當(dāng)前視察方向的可見線和可見面，然后只顯示可見線與可見面可以消退圖形的二義性荷稱消隱。分類：

消退隱藏線和消退隱藏面。隱藏線的產(chǎn)生是因?yàn)樵诮o定的視察方向3某些棱（或棱的一部分）被表面多邊形的遮

擋成為不行見，因此要消退隙版線

40.面消隱算法的分類（代表性算法；及每一類消隱算法的偽代碼和時(shí)間困難度計(jì)算。

答：⑴物空間算法：

「or（場(chǎng)景中的每一個(gè)物體）

（

將其與場(chǎng)景中的其它物體比較，確定其表面的'見部分；

顯示該物體表面的可見部分：

）

⑵像空間算法

for（窗口內(nèi)的每一個(gè)像素）

（

確定與此像素對(duì)應(yīng)的距離視點(diǎn)最近的物體，

以該物體表面該處的顏色來顯示像素：

41.提高消隱算法的方法有哪些？

答：提高消隱算法的方法有：利用連貫性、包圍盒技術(shù)、背面剔除、區(qū)域分割技術(shù)、物體分層表示等。

42.包圍盒有哪些要求？

答：（D包圍盒充分緊密包圍著形體：（2）對(duì)其測(cè)試比較簡(jiǎn)潔。

43.Z-Buffer算法的基本思想及特點(diǎn)、偽代碼程序。

答：基本思想就是在像素級(jí)上以近物取代遠(yuǎn)物，因此有利于硬件實(shí)現(xiàn)。由于除了幀緩沖器外，還有一個(gè)Z緩沖器，因

此Z緩沖器消隱算法的實(shí)現(xiàn)須要較多的存儲(chǔ)空間。

偽代碼程序：

for（各個(gè)多邊形）

掃描轉(zhuǎn)換該多邊形；

for（多邊形所覆蓋的每個(gè)像素（x,y））

計(jì)算該像素所對(duì)應(yīng)多邊形上的點(diǎn)在視察坐標(biāo)系卜的Z坐

標(biāo)值Z(x,y)；

if(Z(x,y)大于Z緩沖區(qū)在(x,y)處的值)

(

Z緩沖區(qū)中(x,y)處深度值替換為Z(x,y)：

幀緩沖區(qū)中(x,y)處亮度值替換為多邊形在(x,y)處的

亮度值；

)

}

)

44.影響視察者看到物體表面的顏色的因素。

答：入射光、透射光和物體表面材質(zhì)共同確定

45.什么是光照模型？光照模型的理論基礎(chǔ)是什么？

答：建立數(shù)學(xué)模型模擬物體表面的光照明物理現(xiàn)象，依據(jù)數(shù)學(xué)模型計(jì)算物體表面對(duì)視線方向輻射進(jìn)入人眼中的光亮度,

即可獲得像素所對(duì)應(yīng)的物體上的可見點(diǎn)的顏色，這樣繪制出來的圖形具有較強(qiáng)的真實(shí)感，這些數(shù)學(xué)模型就稱為明

暗效應(yīng)模型或者光照明模型。理論基礎(chǔ)是物體表面所呈現(xiàn)的顏色是由表面對(duì)視線方向軸射進(jìn)入人眼中光確定的。

46.簡(jiǎn)潔光照模型埋論及其相關(guān)學(xué)問0

答：

47.Phong模型及其表達(dá)和特點(diǎn)。

答：考慮環(huán)境光、漫反射和鏡面反射，則物體表面的反射光亮度為：

I=KJa+KdItcos(。)+KJcos"(a)

事實(shí)上光的亮度與傳播距離的平方成反比，/.，為光源處的光亮度，光線抵達(dá)物體表面以及從物體表面反射進(jìn)入視察者

眼睛的過程中存在衰減的問題。漫反射重量和鏡面反射重量應(yīng)當(dāng)乘以一個(gè)衰減因f,以取得遠(yuǎn)的物體看起來暗些的效

果。當(dāng)場(chǎng)景的投影變換采納透視投影時(shí)，Warnock提出線性衰減因子l/d,而Rommey提出衰減因子1/d”可以取得比較

真實(shí)的效果。此時(shí)Phong光照模型可以進(jìn)一步描述為：/r1

/二K‘十族*區(qū)’COS(0+(C?)]

其中d是物體上當(dāng)前考察點(diǎn)到視點(diǎn)的距離，{是一個(gè)隨意的常量,

0<p<2

48.什么是走樣和反走樣？常見的光柵圖形的走樣現(xiàn)象有哪些？常見的反走樣技術(shù)有哪些？

答：在光柵顯示器上顯示直線段或曲線段時(shí)或多或少地呈現(xiàn)鋸齒狀。緣由用這有限個(gè)像素表示連續(xù)的直線段、曲線段

就必需對(duì)直線段、曲線段進(jìn)行采樣，最終在光柵顯示器上表示直線段或曲線段的只是一個(gè)個(gè)離散的有肯定面積的像素。

這種用離散量表示連續(xù)量引起的失真現(xiàn)象稱之為走樣(aliasing)。用于削減或消退這種失真現(xiàn)象的技術(shù)稱為反走樣

(antialiasing)。

走樣現(xiàn)象除r鋸齒狀的邊界外，還有圖形細(xì)微環(huán)節(jié)失真和狹小圖形遺失等等。

反走樣技術(shù)有：提高采樣率，也即提高屏幕辨別率：把像素看成一個(gè)區(qū)域，而不是一個(gè)點(diǎn)，進(jìn)行區(qū)域采樣。

49.紋理的分類及其相關(guān)定義

50.正確運(yùn)用OpcnGL有關(guān)深度消隱、光照、材質(zhì)(不含紋理)相美的預(yù)定義常量、函數(shù)及其參數(shù)。

51.曲線和曲面設(shè)計(jì)方法的基本要求C

答：⑴避開高次多項(xiàng)式函數(shù)可能引起的過多拐點(diǎn)，曲線曲面設(shè)計(jì)宜采納低次多項(xiàng)式函數(shù)進(jìn)行組合：組合曲線曲面在公

共連接處滿意肯定的連續(xù)性；

⑵繪圖過程具有明確的幾何意義，且操作便利：

⑶具有幾何不變性：

⑷具有局部修改性，修改其中一點(diǎn)，不影響全同，只有很小范圍內(nèi)的形態(tài)受到影響。

52.立戰(zhàn)的基木方程.參數(shù)方程及其優(yōu)點(diǎn),標(biāo)準(zhǔn)方程、法線式方程及其獨(dú)特之處.

53.基本幾何的統(tǒng)一描述。通過圓弧曲線來描述隨意曲線或者圖形。

54.交點(diǎn)特征的含義及其幾何意義。重交點(diǎn)特征值的定義及其選擇標(biāo)準(zhǔn)。

55.已知參數(shù)方程求曲線的交點(diǎn)，證明曲線具有C0,C,C：GC連續(xù)

56.已知限制點(diǎn)求指定次數(shù)Bezier曲線的參數(shù)方程，并計(jì)算相關(guān)值。

57.圖形的幾何特征參數(shù)表示的優(yōu)點(diǎn),

答：參數(shù)表示的優(yōu)點(diǎn)：

1）以滿意幾何不變性的要求。

2）有更大的自由度來限制曲線、曲面的形態(tài)。

3>刻曲線、曲面進(jìn)行變換，可對(duì)其參數(shù)方程干脆進(jìn)行幾何變換。

4）便于處理斜率為無窮大的情形，不會(huì)因此而中斷計(jì)算。

5）便于用戶把低維空間中曲線、曲面擴(kuò)展到高維空間去。

6）規(guī)格化的參數(shù)變量te[O,1],使其相應(yīng)的幾何重量是有界的，而不必用另外的參數(shù)去定義邊界。

7）易于用矢量和矩陣表示幾何事量，簡(jiǎn)化了計(jì)算。

58.限制點(diǎn)、插位與靠近和擬合的基本概念定義。

答:給定?組有序的數(shù)據(jù)點(diǎn)P“i=0,1,…，n,構(gòu)造一條曲線依次通過這些數(shù)據(jù)點(diǎn)，稱為對(duì)這些數(shù)據(jù)點(diǎn).進(jìn)行插值，所

構(gòu)造的曲線稱為插值曲線。

擬合：構(gòu)造一條曲線使之在某種點(diǎn)義卜最接近給定的數(shù)據(jù)點(diǎn)（但未必通過這些點(diǎn)），所構(gòu)造的曲線為擬合曲線。

靠近通常指用一些性質(zhì)較好的函數(shù)近似表示一些性質(zhì)不好的函數(shù)。在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中，匏近繼承了這方面的含義，因

此插值和擬合都可以視為靠近。

59.曲線連續(xù)的要求在連接點(diǎn)處不同類型。

答：⑴位置連續(xù)；⑵斜率連續(xù)；⑶曲率相等且主法線方向?樣。

60.n次的Bezier曲線參數(shù)公式和其基函數(shù)。

答：參數(shù)公式:

P(/)=￡p,B,n(r),te[0,1]

z=o

基函數(shù):

處⑺=c/(1T嚴(yán)=?(】一尸

(/=0,1,--?,/?)

61.Bernstein基函數(shù)的性質(zhì)中非負(fù)性、規(guī)范性、對(duì)稱性和遞推性及其證明。一次和二次Bezier曲線形式。

答：非負(fù)性：1|=0/=0,1

用“⑺=4

?[>0日0,1）丁=12...,〃-1;

規(guī)范性：E%（/）三“€（0,1）

r=0

證明：由二項(xiàng)式定理可知:

t%")=￡C/(1一尸=[(1-/)+/1^1

!=0/=0

%(一)=與-5⑺

對(duì)稱性:

B“T,“⑴=_a_，)了1〃7.(1—力〃t

證明：

=C/(1T嚴(yán)二為(IT)

遞推性:匹，⑺=(1—)耳”/)+凡皿⑺，

(/=(),1,...7?)

62.駕馭B樣條曲線的定義。物理樣條的性質(zhì)。勻稱非周期樣條的階數(shù)、次數(shù)、限制點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)矢量維數(shù)之間的關(guān)系。

答，B樣條曲線的方程定義為，|“

P"￡P(guān)Nk⑴￡（i=OJ,???,〃）

i=0

是限制多邊形的頂點(diǎn)

⑺（i=0,稱為k階（kT次）B樣條基函數(shù)

性質(zhì)：局部性；連續(xù)性：凸包性；變差縮減性；幾何不變性；仿射不變性；直線保持性；造型的敏捷性。

63.幾何模型及形體描述的兩個(gè)信息要素。幾何模型三種類型。三維實(shí)體模型常用表示法。

答：幾何信息和拓?fù)湫畔ⅰ?/p>

64.體素的三種定義形式。CSG樹表示法。

答：⑴從實(shí)際形體中選擇出來，可用一些確定的尺寸參數(shù)限制最終位宜和形態(tài)的一組單元：