计算机图形学总复习答案(2)

18、区域填充属性包括填充式样、 填充颜色 和填充图案。

19、对于 线框 图形，通常是以点变换为基础，把图形的一系列顶点作几何变换后，连接新的顶点序列即可产生新的变换后的图形。

20、裁剪的基本目的是判断图形元素是否部分或全部落在 窗口区域 之内。 21、字符裁剪方法包括 矢量裁剪 、单个字符裁剪和字符串裁剪。 22、图形变换是指将图形的几何信息经过 几何变换后 产生新的图形。

23、从平面上点的齐次坐标，经齐次坐标变换，最后转换为平面上点的坐标，这一变换过程称为 规范化过程 。

24、空间一点的任意邻域内既有集合中的点，又有集合外的点，则称该点为集合的 边界点 。 25、通过实体的边界来表示一个实体的方法称为 实体的边界表示法 。 26、表面由平面多边形构成的空间三维体称为 平面多面体 。 27、扫描表示法的两个关键要素是 扫描体 和扫描轨迹。

28、计算机图形学是研究怎样用数字计算机生成、处理和显示图形的一门学科。

四、判断题

1、所有图形都可以看成是由直线段组成的 （√ ）

2、图形变换有两种形式：坐标模式变换和图形模式变换 （√ ） 3、自由曲线可以用一条标准代数方程来描述 （× ）规则曲线可以 4、齐次坐标可表示图形中无穷远点 (√ )

5、组合变换就是由若干个基本的几何变换组合而成（√ ）

6、多边形裁剪实际就是直线段裁剪的简单组合 （× ）多边形裁剪是以线段裁剪为基础，但又不同于线段的裁剪

7、三维图形的投影变换分为正平行投影和斜平行投影 （× ）平行投影和透视投影

8、三视图指的是主视图、仰视图、俯视图 （× ） 9、各种几何变换的顺序可交换，变换结果不受影响（× ） 10、OpenGL不是一种可以独立使用的编程语言 (√ )

11、Canvas对象的MoveTo和LineTo方法都会引起Pen对象当前位置的改变（√ ） 12、B样条曲线具有变差缩减性（√ ）

13、齐次坐标提供了坐标系变换的有效方法，但仍然无法表示无穷远的点（× ）

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14、在种子填充算法中所提到的四向连通区域算法同时可填充八向连通区域（× ） 15、计算机显示设备一般使用的颜色模型是RGB模型（√ ） 16、投影变换中主灭点的个数最多为三个（√ ） 17、 逐行扫描时帧频比起隔行扫描时高出一倍（× ） 18、在画圆算法中只要计算1/8 之一圆弧的点（√ ） 19、三维空间的图形不能进行裁剪（× ）

20、深度缓冲消隐（Z-buffer）算法实现时需开辟一个与图像大小相等的深度缓冲数组（√ ） 21、Bezier曲线是一种插值曲线（× ）Bezier曲线是以逼近为基础的参数多项式曲线

22、光栅扫描式图形显示器可看作是点阵单元发生器，可直接从单元阵列中的一个可编地址的象素画一条直线到另一个可编地址的象素 （× ）

23、由三个顶点可以决定一段二次B样条曲线，若三顶点共线时则所得到的曲线褪化为一条直线段。（√ ）

24、四连通的区域同时也是一个八连通的区域，所以，四连通区域填充算法也可以用于填充八连通区域。 （× ）

25、插值得到的函数严格经过所给定的数据点。 （√ ） 26、Bezier曲线具有对称性质。

（√ ）

27、在光栅扫描图形显示器中，所有图形都按矢量直接描绘显示。 （× ） 29、一次Bezier曲线其实就是连接起点到终点的折线段。 （× ） 30、参数曲线的表示有代数形式和几何形式两种。 （√ ） 31、光栅图形显示器中，显示一幅图像使用的时间与图像复杂程度无关。 （√ ） 32、凡满足C连续的曲线必定满足G连续条件，反之则不一定（√ ）

若参数曲线段在整个定义域上具有n阶连续导数，则称曲线为满足n阶参数连续性，记为Cn ，C1

，

1

1

连续的曲线称为光滑曲线，n阶几何连续性的曲线记为Gn

五、简答题

1、计算机图形学的研究内容是什么？

答：几何模型构造，图形生成，图形操作与处理，图形信息的存储、检索与交换，人机交互及用户接口，动画，图形输出设备与输出技术，图形标准与图形软件包的研究等。 2、计算机图形学与图像处理有何联系？有何区别？

答：计算机图形学与图像处理都是用计算机来处理图形和图像，结合紧密且相互渗透，但其属于两个不同的技术领域。计算机图形学是通过算法和程序在显示设备上构造图形，是从数据到图像的处理过程；而图像处理是对景物或图像的分析技术，是从图像到图像的处理过程。 3、什么是图像的分辨率？

答：在水平和垂直方向上每单位长度（如英寸）所包含的像素点的数目。 4、局部光照模型和全局光照模型的不同之处是什么？

答：局部光照模型主要是考虑光源发出的光对物体的直接影响。另外，全局光照模型除了处理光源发出的光之外，还考虑其他辅助光的影响，如光线穿过透明或半透明物体，以及光线从一个物体表

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面反射到另一个表面等。

5、二维编码裁剪法如何对线段的端点进行编码？

答：将用户域用为9个区域，每个区域都有相应的编码，当线段的端点落在某个区域内时，对该端点进行相应的编码。从高位开始，每位编码如下： （1） 第1位，端点在y=ymax上方则取1，否则取0； （2） 第2位，端点在y=ymin下方则取1，否则取0； （3） 第3位，端点在x=xmax右方则取1，否则取0； （4） 第4位，端点在x=xmin左方则取1，否则取0。

如果线段两端点的4位编码全为零，则线段全部在窗口内；如果两端点的4位编码按位进行与运算，结果为非零，则此线段全部在窗口之外；其他情况下，线段部分在窗口内，部分在窗口外。编码裁剪法的编码用于判断线段与窗口的关系。

0001 0101 0000 0100 区域编码

这一方法是由库恩（德国人）和萨瑟兰德（苏格兰人） （Cohen和Sutherland）提出的，该方法是把包含窗口的平面区域沿窗口的四条边线分成九个区域.

每个区域用一个四位代码来表示，代码中每一位分别是0或1，是按照窗口边线来确定的，下

面给出编码规则，其中 最右边的位是第一位(同上述相反)，依次第二、三、四位。 第一位置 l:该端点位于窗口左侧 第二位置 l:该端点位于窗口右侧 第三位置 1:该端点位于窗口下面 第四位置 l:该端点位于窗口上面 否则，相应位置置0。

6、多边形填充扫描线算法包括哪些计算步骤？

答：对于一个给定的多边形，用一组水平（垂直）的扫描线进行扫描，求出每条扫描线与多边形边的交点，这些交点将扫描线分割为相间排列的落在多边形内和外的线段，将落在多边形内的线段上的所有象素点赋以给定的多边形的颜色值。计算过程如下： （1） 求交：计算扫描线与多边形各边的交点； （2） 排序：把所有交点按递增顺序进行排序；

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1001 1000 1010 0010 0110 （3） 交点配对：每对交点表示扫描线与多边形的一个相交区间；

（4） 区间填色：相交区间内的象素置成多边形颜色，相交区间外的象素置成背景色。 7、为什么需要隐藏面消影法？

答：需要用隐藏面消影法来判断哪些物体和表面遮挡了放在它们后面的物体和表面，从而产生更逼真的图像。

8、消隐算法有哪些类型，它们各有什么特点？

答：消隐算法可以分为两大类：对象空间方法（Object Space Methods）和图象空间方法（image Space Methods）。对象空间方法是通过分析对象的三维特性之间的关系来确定其是否可见。例如，将三维平面作为分析对象，通过比较各平面的参数来确定它们的可见性。图象空间是对象投影后所在的二维空间。图象空间方法是将对象投影后分解为象素，按照一定的规律，比较象素之间的z值，从而确定其是否可见。

9、深度缓存（Z-buffer）消隐算法包括哪些步骤？

答：深度缓存（Z-buffer）算法是一种典型的、简单的图象空间面消隐算法。该算法需要一个深度缓存数组ZB，此外还需要一个颜色属性数组CB ，它们的大小与屏幕上像素点的个数相同。

Z-buffer算法的步骤如下：

（1）初始化ZB和CB，使得ZB(i,j)=Zmax,CB(i,j)=背景色，i=1,?， m; j=1,?，n; （2）对多边形P，计算它在点（i,j）处的深度值zi,j,

（3）若zi,j< ZB(i,j),则ZB（i,j）=zi,j,CB(i,j)=多边形P的颜色；

（4）对每个多边形重复（2）、（3）两步，最终在CB中存放的就是消隐后的图形。 这个算法的关键在第（２）步，要尽快判断出哪些点落在一个多边形内，并尽快求出一个点的深度值。这里需要应用多边形点与点之间的相关性，包括水平相关性和垂直相关性。

10、什么叫观察空间？

答：在透视投影中，从投影中心出发，过观察窗口边线的射线所围成的四棱锥称为透视投影的观察空间；在平行投影中，从投影参考点到观察窗口中心的方向为投影方向，过观察窗口边线且平行于投影方向的直线包围的四棱柱称为平行投影的观察空间。

11、走样与反走样的定义是？反走样技术包括那些？

答：走样指的是用离散量表示连续量引起的失真。

为了提高图形的显示质量。需要减少或消除因走样带来的阶梯形或闪烁效果，用于减少或消除这种效果的方法称为反走样。

其方法是①前滤波，以较高的分辨率显示对象；②后滤波，即加权区域取样，在高于显示分辨率的较高分辨率下用点取样方法计算，然后对几个像素的属性进行平均得到较低分辨率下的像素属性。

12、简述图像处理、模式识别与计算机图形学的关系。

答：图像处理、模式识别与计算机图形学是计算机应用领域发展的三个分支学科，它们之间有一定的关系和区别，它们的共同之处就是计算机所处理的信息都是与图有关的信息。它们本质上是不同的：图像处理是利用计算机对原存在物体的映象进行分析处理，然后再现图像；模式识别是指计

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算机对图形信息进行识别和分析描述，是从图形到描述的表达过程；计算机图形学是研究根据给定的描述用计算机生成相应的图形、图像。

13、简述直线段生成的数值微分算法基本思想（DDA）。

答：设（x1，y1）和（x2，y2）分别为所求直线的端点坐标，选定x2－x1和y2－y1中较大者作为步进方向（假设x2－x1较大），取该方向上的Dx为一个象素单位长，即x每次递增一个象素，然后计算相应的y值，把每次计算出的（Xi＋1，Yi＋1）经取整后顺序输出到显示器，则得到光栅化后得直线。

14、写出二维几何变换的变换矩阵，各功能子矩阵及作用是什么？（三维） 答：

?ab?二位图形齐次坐标变换矩阵的一般表达式：T＝cd???lm成四个模块，其中?p?q??，这3×3矩阵中各元素功能一共可分s???ab??可以实现图形的比例、对称、错切、旋转等基本变换；[l m]可以实现图cd??形平移变换；[p q]可以实现图形透视变换；[s]可以实现图形全比列变换。 15、简述直线段的编码裁剪方法。（同5题）

答：裁剪窗口的四条边所在的直线把二维平面分成九个区域，每个区域赋予一个四位编码c0c1c2c3，代码中的每一位分别是0或者1，是按照窗口边线来确定，第一位置为1，则表示该端点位于窗口左则；第二位置为1，则表示该端点位于窗口右则；第三位置为1，则表示该端点位于窗口下面；第四位置为1，则表示该端点位于窗口上面；直线端点所在位置为端点区域所在的代码。算法步骤如下： （1）当线段的两个端点的编码为零时，表示直线在窗口内； （2）当线段的两个端点的编码的逻辑“与”为非零时，显然不可见； （3）对于那些非完全可见、又非完全不可见的线段，需要求交。 16、什么是三维投影变换。 答：

通常图形输出设备都是二维的，用这些二维设备来输出三维图形，就得把三维坐标系下图形上各点的坐标转化为某一平面坐标系下的二维坐标，也就是将（x,y,z）变换为（x’,y’）或（x’,z’）或（y’,z’）。这种把三维物体用二维图形表示的过程称为三维投影变换。

17、 考虑三个不同的光栅系统，分辨率依次为640?480，1280?1024，2560?2048。欲存储每

个像素12位，这些系统各需要多大的帧缓冲器（字节数）？ 答：640?480需要的帧缓存为640?480?12/8/1024?450KB 1280?1024需要的帧缓存为1280?1024?12/8/1024?1920KB 2560?2048需要的帧缓存为2560?2048?12/8/1024?7680KB 18、 简述内定义区域种子填充算法的步骤

答：

确定种子、种子压栈、弹出种子并着新色、以该种子进行相邻像素四连通或八连通搜索。若相

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