《计算机图形学导论》第一章习题及答案

《计算机图形学导论》第一章习题及答案
1. 计算机图形学的主要研究内容是什么？
答：计算机图形学的主要研究对象是点、线、面、体、场的数学构造方法及其图形显示，及其随时间变化的情况。

它需要研究以下几方面的内容。

1、描述复杂物体图形的方法与数学算法。

二三维景物的表示是计算机图形显示的前提和基础，包括曲线、曲面的造型技术，实体造型技术，以及纹理、云彩、波浪等自然景物的造型和模拟；三维场景的显示包括光栅图形生成算法、线框图形以及真实感图形的理论和算法。

2、物体图形描述数据的输入。

3、几何和图形数据的存储，包括数据压缩和解缩。

4、物体图形数据的运算处理，包括基于图像和图形的混合绘制技术、自然景物仿真、图形用户接口、虚拟现实、动画技术和可视化技术等。

5、物体图形数据的输出显示，包括图形硬件和图形交互技术等。

6、实时动画和多媒体技术，研究实现高速动画的各种硬/软件方法、开发工具、动画语言以及多媒体技术。

7、制定与图形应用软件有关的技术标准。

2. 一个图形系统通常由哪些图形设备组成？
答：硬件：图形I/O设备
图形软件：通用编程软件包，专用应用软件包
通用类：提供一个可用于高级程序语言的图形功能扩展集（比如，OpenGL）
基本功能：图元生成，属性设置，选择观察及实施变换等
专用类：不关心图形操作过程（比如，CAD系统）
3. 图形和图像的区别是什么？
答：1、概念：图形是指由外部轮廓线条构成的矢量图。

即由计算机绘制的直线、圆、矩形、曲线、图表等；而图像是由扫描仪、摄像机等输入设备捕捉实际的画面产生的数字图像，是由像素点阵构成的位图。

2、数据描述：图形：用一组指令集合来描述图形的内容，如描述构成该图的各种图元位置维数、形状等。

描述对象可任意缩放不会失真。

图像：用数字任意描述像素点、强度和颜色。

描述信息文件存储量较大，所描述对象在缩放过程中会损失细节或产生锯齿。

3、屏幕显示：图形：使用专门软件将描述图形的指令转换成屏幕上的形状和颜色。

图像：是将对象以一定的分辨率分辨以后将每个点的信息以数字化方式呈现，可直接快速在屏幕上显示。

4、适用场合：图形：描述轮廓不很复杂，色彩不是很丰富的对象，如：几何图形、工程图纸、CAD、3D造型软件等。

图像：表现含有大量细节（如明暗变化、场景复杂、轮廓色彩丰富）的对象，如：照片、绘图等，通过图像软件可进行复杂图像的处理以得到更清晰的图像或产生特殊效果。

4. 有哪些常用的图形输入设备？
答：键盘、光笔、图形版和游动标、鼠标、手写板、扫描仪、光电阅读机、磁盘或光盘。