计算机图形学——Liang-Barsky

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计算机图形学试题附答案完整版

名词解释将图形描述转换成用像素矩阵表示的过程称为扫描转换。

1．图形2．像素图3．参数图4．扫描线5．构造实体几何表示法6．投影7．参数向量方程8．自由曲线9．曲线拟合10．曲线插值11．区域填充12．扫描转换三、填空1．图形软件的建立方法包括提供图形程序包、和采用专用高级语言。

2．直线的属性包括线型、和颜色。

3．颜色通常用红、绿和蓝三原色的含量来表示。

对于不具有彩色功能的显示系统，颜色显示为。

4．平面图形在内存中有两种表示方法，即和矢量表示法。

5．字符作为图形有和矢量字符之分。

6．区域的表示有和边界表示两种形式。

7．区域的内点表示法枚举区域内的所有像素，通过来实现内点表示。

8．区域的边界表示法枚举区域边界上的所有像素，通过给赋予同一属性值来实现边界表示。

9．区域填充有和扫描转换填充。

10．区域填充属性包括填充式样、和填充图案。

11．对于图形，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。

12．裁剪的基本目的是判断图形元素是否部分或全部落在之内。

13．字符裁剪方法包括、单个字符裁剪和字符串裁剪。

14．图形变换是指将图形的几何信息经过产生新的图形。

15．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。

16．实体的表面具有、有界性、非自交性和闭合性。

17．集合的内点是集合中的点，在该点的内的所有点都是集合中的元素。

18．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。

19．内点组成的集合称为集合的。

20．边界点组成的集合称为集合的。

21．任意一个实体可以表示为的并集。

22．集合与它的边界的并集称集合的。

23．取集合的内部，再取内部的闭包，所得的集合称为原集合的。

24．如果曲面上任意一点都存在一个充分小的邻域，该邻域与平面上的（开）圆盘同构，即邻域与圆盘之间存在连续的1-1映射，则称该曲面为。

25．对于一个占据有限空间的正则（点）集，如果其表面是，则该正则集为一个实体（有效物体）。

计算机图形学——梁友栋-Barsky算法

计算机图形学——梁友栋-Barsky算法梁算法是计算机图形学上最经典的⼏个算法，也是⽬前唯⼀⼀个以中国⼈命名的出现在国内外计算机图形学课本的算法，我之前在介绍裁剪算法的时候介绍过这个算法这⼏天复习图形学，发现当时那篇博客写的很空洞，⼀些关键性的推理式⼦讲的不是很清楚，于是在这⾥仔细介绍⼀下。

最近发现中国⼤学MOOC上中国农业⼤学的赵明教授讲的很不错，课程短⼩精悍，感兴趣的同学可以去看⼀下⼀、直线的参数⽅程梁算法表⽰直线是通过直线的参数⽅程来确定的，也就是说给出两个点，利⽤参数表⽰直线。

这⾥对U的理解就是(x,y)点在所给两点之间线段上的位置。

⼆、出边和⼊边把被裁剪的红⾊直线段看成是⼀条有⽅向的线段，把窗⼝的四条边分成两类：⼊边和出边⼊边：直线由窗⼝外向窗⼝内移动时和窗⼝边界相交的边（左边界和下边界）。

出边：直线由窗⼝内向窗⼝外移动时和窗⼝边界相交的边（右边界和上边界）。

裁剪结果的线段起点是直线和两条⼊边的交点以及始端点三个点⾥最前⾯的⼀个点，即参数u最⼤的那个点；裁剪线段的终点是和两条出边的交点以及端点最后⾯的⼀个点，取参数u最⼩的那个点。

值得注意的是，当u从-∞到+∞遍历直线时，⾸先对裁剪窗⼝的两条边界直线（下边和左边）从外⾯向⾥⾯移动，再对裁剪窗⼝两条边界直线（上边和右边）从⾥⾯向外⾯移动。

如果⽤u1，u2分别表⽰线段（u1≤u2）可见部分的开始和结束上⾯就是梁友栋先⽣的发现，但⼜有了新的问题：如何判断出边和⼊边？四个U值是如何求出来的？判断线段某⼀部分是否在窗⼝内，可以简化为判断直线上⼀个点是否在窗⼝内的问题。

我们知道梁友栋算法的基本出发点是直线的参数⽅程，那么对于那些不会被裁剪掉的点⼀定会满⾜下⾯的不等式：三、运算所⽤的量将上⾯的不等式移项得：在这⾥可以确定那些直线与裁剪窗⼝的交点中P K<0的点输⼊⼊边，P K>0的点属于出边1）分析P k=0的情况如果还满⾜q k<0则线段完全在边界外，应舍弃该线段如果q k≥0则进⼀步判断（2）当p k≠0时：当p k<0时线段从裁剪边界延长线的外部延伸到内部，是⼊边交点当p k> 0时线段从裁剪边界延长线的内部延伸到外部，是出边交点线段和窗⼝边界⼀共有四个交点，根据p k的符号，就知道哪两个是⼊交点，哪两个是出交点当p k< 0时：对应⼊边交点当p k> 0时：对应出边交点⼀共四个u值，再加上u=0、u=1两个端点值，总共六个值把pk＜0的两个u值和0⽐较去找最⼤的，把pk＞0的两个u值和1⽐较去找最⼩的，这样就得到两个端点的参数值四、⼩结直线参数化直线段看成是有⽅向的把窗⼝的四条边分为⼊边和出边。

计算机图形学的基本原理和算法

计算机图形学的基本原理和算法计算机图形学是计算机科学中的一个重要分支，它研究的是如何利用计算机来进行图像和模型的处理、生成和表示。

在现代社会中，计算机图形学已经广泛应用于游戏、电影、设计等领域，它不仅为人们带来了极大的乐趣和便利，也为科学技术的发展带来了重要的推动作用。

本文将介绍计算机图形学的基本原理和算法，包括三维图形学、二维图形学和几何计算等方面的内容。

一、三维图形学三维图形学是计算机图形学的核心领域之一，它研究的是如何使用计算机来生成、处理和显示三维图像。

三维图形学的基本原理是利用数学模型来描述和表示三维图像，其中最基本的数学模型是三维坐标系和向量。

三维坐标系中的每个点都可以用三个坐标来表示，而向量则是以两个点之间的差值来表示。

在三维图形学中，常用的向量运算包括加法、减法、点积和叉积，在这些运算中，向量的长度和方向都是非常重要的参数。

三维图形学中的常用算法包括三维渲染、立体几何、曲面细分和体绘制等。

三维渲染算法是将物体表面和光线结合起来，生成真实的三维图像的过程。

其中常用的三维渲染算法包括光线跟踪、简单光照和阴影投射算法等。

另外，立体几何和曲面细分算法则是用来对三维模型进行建模和细化的，它们可以帮助设计师快速地创造各种复杂的三维模型。

最后，体绘制算法则可以将三维模型表示为一系列立体图形，以使其更加直观和易于理解。

二、二维图形学二维图形学是计算机图形学中另一个重要的分支，它主要研究的是如何使用计算机来生成、处理和显示二维图像。

在二维图形学中，最常用的数学模型是笛卡尔坐标系和矩阵运算。

笛卡尔坐标系采用了直角坐标系的表示方法，在这种坐标系中，每个点都可以用一个有序的数对来表示，其中横坐标代表点在水平方向上的位置，纵坐标则代表点在垂直方向上的位置。

二维图形学中常用的算法包括图形转换、图形填充、线段裁剪和图像滤波等。

图形转换算法是将图像从一个坐标系转换到另一个坐标系的过程，其中最常用的算法包括平移、缩放、旋转和剪切等。

华科计算机图形学试卷附答案

一、填空1×21=21分1.计算机中表示带有颜色及形状信息的图和形常用点阵法和参数法,其中用参数法描述的图形称为图形 ,用点阵法描述的图形称为图像 .2.在显示技术中,我们常常采用颜色查找表调色板提高总的光强等级.3.常用的交互式绘图技术有回显、约束、网格和引力域橡皮筋技术；草拟技术；拖动；旋转；形变 .4. 按所构造的图形对象来划分,可以分为规则对象和不规则对象 .5. 字符的图形表示可以分为点阵字符和矢量字符两种形式.6.常用的反走样方法包括过取样和区域取样 .7.文字裁减的策略包括字符精度、串精度和笔划,像素精度 .8.平面几何投影根据投影中心与投影面的距离可以分为平行投影和透视投影 .二、名词解释3×5=15分1. 造型技术：研究如何在计算机中建立恰当的模型表示不同图形对象的技术.2. 边界填充：对于边界表示法表示的区域,由于边界由特殊颜色指定,填充算法可以逐个像素地向外处理,直到遇到边界颜色为止,这种方法称为边界填充算法.3. 视区：将窗口映射到显示设备上的坐标区域称为视区.4. 外部裁减：保留落在裁剪区域外的图形部分、去掉裁剪区域内的所有图形,这种裁剪过程称为外部裁剪,也称空白裁剪.5. 灭点：透视投影中,不平行于投影面的平行线的投影会汇聚到一个点,这个点称为灭点.三、简答与计算6×5=30分1．阴极射线管CRT的从结构上看,分为哪几部分请简述各部分的功能.答：阴极射线管从结构上主要分为三个部分：1电子枪：产生一个沿管轴Z轴方向前进的细电子束轰击荧光屏.2偏转系统：使电子束发生偏转；3荧光屏：偏转后的电子束轰击荧光屏,使荧光屏相应位置的荧光粉发光,从而显示图形. 2．基于光栅扫描的显示子系统由哪几个逻辑部件组成它们的功能分别是什么答：PC图形显示子系统主要由三个部件组成：1帧缓冲存储器帧缓存：用来存储像素颜色灰度值,即显示存储器显存.它由显示控制器直接访问以刷新屏幕,存放的点阵数据格式取决于设定的显示工作方式.2显示控制器,又称视频控制器,它的主要功能是依据设定的显示工作方式,自主地,反复不断地读取帧缓冲存储器中的图像点阵数据,将他们转换成R,G,B三色信号并配以同步信号送至显示器,即可刷新屏幕.3ROM BIOS：其中包含少量的固化软件,用于支持显示控制器建立所要求的显示环境.3．利用正则集的概念描述实体的定义答：根据客观存在的三维形体的性质,三维空间中的物体是一个内部连通的三维点集,也就是由其内部的点集及紧紧包着这些点的表皮组成.而物体的表皮具有连通性、有界性、非自相交性、可定向性、闭合性等性质.由内部点构成的点集的闭包就是正则集,三维空间的正则集就是正则形体.如果正则形体的表面是二维流形,即对于实体表面上的任意一点,都可以找到一个围绕着它的任意小的领域,该领域与平面上的一个圆盘是拓扑等价 ,那么这个正则形体就是实体.4．请简述二维观察的观察流程.答：二维观察流程如下图所示.5．什么是四连通区域什么是八连通区域四连通区域与八连通区域有什么区别答：4-连通区域是指从区域上的一点出发,通过访问已知点的4-邻接点,在不越出区域的前提下,遍历区域内的所有像素点.8-连通区域是指从区域上的一点出发,通过访问已知点的8-邻接点,在不越出区域的前提下,遍历区域内的所有像素点.4-连通区域常可以看作是8-连通区域,但对边界条件有要求,边界表示的4-连通区域的外环边界是一个8-连通区域,而边界表示的8-连通区域的外环边界是一个4-连通区域.内点表示的4-连通区域也是8-连通区域,内点表示的8-连通区域则不一定是4-连通区域.四、推导与计算题1．如图4-1所示多边形,若采用ET边表算法进行填充,试写出该多边形的ET表和当扫描线Y=3时的有效边表AET表.12分1．解：ET表y＝3时的AET表2．用Liang-Barsky算法裁剪如图4-2所示线段AB.12分2．解：以A1,－1为起点,B2,3为终点.所以有x1=1,y1=－1,x2=2,y2=3,wxl=0,wxr=2,wyb=0,wyt=2.构造直线参数方程：计算各个p和q值有：由于umax<umin,故此直线AB有一部分在裁减窗口内,将umax和umin代入直线参数方程,得到直线在窗口内部分的端点C5/4,0和D7/2,2.3. 求将图4-3中的空间四面体E点整体放大两倍,写出变换矩阵以及变换后图形各点的规范化齐次坐标.10分图4-33. 解：变换矩阵如下：变换过程如下：所以变换后各点的规范化齐次坐标分别为：－2,－2,－2,1,2,－2,－2,1,2,2,－2,1,－2,2,－2,1,2,2,2,1.。

liang-barsky算法的基本原理

liang-barsky算法的基本原理
liangbarsky算法是一种用于裁剪线段的算法，其基本原理是利用参数化表示，将线段与剪裁窗口边界进行比较，确定线段是否需要进行裁剪，并计算出裁剪后的线段端点坐标。

具体来说，liangbarsky算法将线段表示为参数化形式：
x = x1 + t * (x2 - x1)
y = y1 + t * (y2 - y1)
其中，t是参数，表示线段上的点。

根据线段的起点和终点坐标(x1,y1)、(x2,y2)，可以计算出线段在参数范围[0,1]内的参数化表示。

然后，将参数化表示代入剪裁窗口边界的方程中，求解参数t的范围，即线段与边界的交点，以确定裁剪后的线段端点坐标。

具体的求解过程如下：
首先，根据线段的方向向量(dx,dy)和窗口边界的方向向量(dx',dy')，计算出4个参数p1、p2、p3、p4：
p1 = -dx
p2 = dx
p3 = -dy
p4 = dy
然后，利用线段的起点坐标(x1,y1)与窗口边界的4个顶点坐标(xi,yi)，计算出参数q1、q2、q3、q4：
q1 = x1 - xi
q2 = xi + w - x1
q3 = y1 - yi
q4 = yi + h - y1
其中，w和h分别是窗口的宽度和高度。

最后，通过以下公式计算出参数u1、u2：
u1 = max(0, max(p1 * q1, p3 * q3))
u2 = min(1, min(p2 * q2, p4 * q4))
如果u1>u2，则线段完全在剪裁窗口外部，可以忽略直接将线段裁剪掉；否则，根据参数化表示计算出裁剪后的线段端点坐标。

浅析梁友栋-BarSkY直线段裁剪算法的讲授方法

ＶＷ＝［ｍａｘ（Ｏ，ｔｏ），ｍｉｎ（１，ｔＩ）】ＶＷ＝［ｍａｘ（Ｏ，ｔ，ｔｏ），ｍｉｎ（１，ｔ）】
又因为
所以
图（一）
提出问题（１）：窗口是一个二维对象，直线是一个一维对象，两个对象的维度不同，能不能把二维窗口转化为一维对象来解决裁剪问
／，Ｂ（Ｑｏ）Ｐ０／
Ｔ
Ｉ
・
图（三）
引导学生回答问题：还是利用集合的观点，如图（三）所示直线与裁剪窗口分别交与Ｌ、Ｂ、Ｒ、Ｔ，如果把裁剪窗口左右边所在直线夹成
方法，逐步完善算法中的各个细节，再者讲授过程中还应充分利用图形图示的作用，这样会使复杂的算法变得易于理解，易于学生的接受。
Ｑ。Ｑ。的交集与所求的裁剪结果是一致的。其次讨论如何进行一维裁剪的问题：以Ｐ。为数轴原点，建立一维数
图（四）
△２
（Ｑ１）
显然这个结果是错误的，怎么解决这个问题呢？令 △】（＝ｘ１－Ｘｏ，Ａｙ＝ｙｌ－ｙ０，如果Ａｘ＞＝０，ｘ：ｘｌｎｉｎ为始边，ｘ：ｘ／ｎａｘ为终边；Ａｘ＜Ｏ时ｘ＝ｘｒｆｌａｘ为始边，ｘ：ｘｍｉｎ为终边。同理，如果 △ Ｙ＞＝０，ｖ＝ｖｍｉｎ
为始边，ｙ＝ｙｍａｘ为终边；Ａｙ＜Ｏ时ｙ＝ｙｍａｘ为始边，ｙ＝ｙｍｉｎ为终边。与始边求得的结果放在一起求其最大值，与终边求得的结果放在一起求其最

计算机图形学——Liang-Barsky

➢ 线段的参数方程与点裁剪条件结合，得到不等式 xmin≤x0+u∆x≤xmax ymin≤y0+u∆y≤ymax
算法思想
➢用upK≤qK(k=1,2,3,4)表示上式，则参数p、q定义为： p1=-∆x, q1=x0-xmin p2=∆x, q2=xmax-x0 p3=-∆y, q3=y0-ymin p4=∆y, q4=ymax-y0
算法思想
➢ u1----线段从外到内遇到的矩形边界决定（p<0）计算rk=qk/pk u1=max{0,r}
➢ u2----线段从内到外遇到的矩形边界决定（p>0）计算rk=qk/pk u2=min{r，1}
算法剪窗口外；否则，由参数u1和u2计算出裁剪后的线段端点
例题演示
Step1：写出参数方程，计算∆x和∆y。
x=x0+u∆x
y
y=y0+u∆y
∆x=5 ∆y=5
(0,0) F1(1,-2)
F2(6,3)
(8,4)
x
例题演示
Step2：计算pk、qk和rk的值，并确定u1、u2的值。
p1=-∆x=-5, q1=x0-xmin=1， r1=q1/p1=-1/5 p2=∆x=5, q2=xmax-x0=7， r2=q2/p2=7/5 p3=-∆y=-5, q3=y0-ymin=-2， r3=q3/p3=2/5 p4=∆y=5, q4=ymax-y0=6， r4=q4/p4=6/5
算法思想
➢ 根据pk的值判断线段的方向：
• pk=0 线段平行于裁剪边界 qk<0 线段完全位于边界外 qk≥0 线段位于平行边界内
• pk<0 线段从裁剪边界延长线的外到内 • pk>0 反之

计算机图形学第7章二维图形的裁剪(2_3)

7.3.1 Sutherland-Hodgeman多边形裁剪 3、对多边形的n条边进行处理，对当前点号的考虑为：0～n-1。
for(i=0；i<n；i++) { if(当前第i个顶点是在边界内侧) /*对左边界：p[i][0]>=xmin */ { if(flag!=0) /*前一个点在外侧吗？*/ { flag=0；/*从外到内的情况，将标志置0,作为下一次循环的前一点标志*/ j++； q[j][0]=求出交点的x方向分量； /*将交点q放入新多边形*/ q[j][1]=求出交点的y方向分量； } j++； q[j][0]= p[i][0]； /*将当前点p放入新多边形*/ q[j][1]= p[i][1]； } else { if(flag==0) /*前一个点在内侧吗？*/ { flag=1；/*从内到外的情况，将标志置1,作为下一次循环的前一点标志*/ j++； q[j][0]=求出交点的x方向分量； /*将交点q放入新多边形*/ q[j][1]=求出交点的y方向分量； } } s[0]=p[i][0]； /*将当前点作为下次循环的前一点*/ s[1]=p[i][1]； }
7.2.3 梁友栋-Barsky裁剪算法
XWmin X 1 Xu ' XWmax X 1 Xu ' YWmin Y1 Yu ' YWmax Y1 Yu '
XWmin X 1 Xu '
这四个不等式可以表示为：
XWmax X 1 Xu ' YWmin Y1 Yu ' YWmax Y1 Yu '
7.2.3 梁友栋-Barsky裁剪算法

Liang_Barsky

(x2,<u2, clip (x1, y1)
u1 u2
u2<u1, don't clip
Case 2: pk = 0
If pk = 0, then the line is parallel to the border of the clipping window that corresponds to k (e.g. the left border for k=1). if qk < 0, the line is completely outside the clipping window. It can be discarded. if qk < 0，the line is inside the boundary and further consideration.
裁减的插曲：
– 汪嘉业的快速算法 – 80年代的裁减热：应道宁、汪国昭等
对三种算法比较:
– Cohen-Sutherland与中点法在区域码测试阶段能以位运算方式高效率的进行，因而当大多数线段能够简单的取舍时，效率较好。 – 梁友栋—Barskey算法只能应用于矩形窗口的情形，但其效率比前两者要高，这是因为运算只涉及到参数，仅到必要时才进行坐标计算。
u1 u2
•We rewrite the inequalities in the form upk ≤qk •Left Border, k= 1: pk = – ∆x, •Right Border, k= 2: pk = ∆x, •Bottom Border, k=3: pk = – ∆y, •Top Border, k=4: pk = ∆y, qk= x1 – xmin qk= xmax – x1 qk= y1 – ymin qk= ymax – y1

大学mooc计算机图形学章节测验期末考试答案

计算机图形学
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青春须早为，岂能长少年。
第二讲测验
1
单选 (2 分)
种子填充算法中，正确的论述是 A.四连通算法的数据结构采用的是队列结构 B.四连通算法可以填充八连通区域 C.它是按扫描线的顺序进行像素点的填充 D.四连通区域内的每一象素可以通过上下左右四个方向组合到达
正确答案：A、B 你没选择任何选项
3
判断 (1 分)
使用齐次坐标可以将 n 维空间的一个点向量唯一的映射到 n+1 维空间中
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4 / 16
正确答案：×
青春须早为，岂能长少年。
第六讲测验
1
单选 (2 分)
透视投影中主灭点最多可以有几个？ A.3 B.1 C.2 D.0
A 正确答案：你没选择任何选项
正确答案：C、D 你没选择任何选项
2
多选 (2 分)
在区域分割（Warnack）消隐算法中，窗口与多边形的关系包括哪些？ A.包围 B.内含 C.相交 D.分离
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3 / 16
正确答案：A、B、C、D 你错选为 D
青春须早为，岂能长少年。
第五讲测验
1
多选 (2 分) 下述对坐标系的描述哪些是正确的？
2
单选 (2 分)
有关平面几何投影的叙述，错误的是 A.斜投影又可分为斜等测、斜二测 B.正轴测又可分为正一测、正二测 C.透视投影又可分为一点透视、二点透视、三点透视 D.三视图又可分为主视图、侧视图、俯视图
B 正确答案：你没选择任何选项
3
多选 (2 分)
在下列对投影的描述里，正确的论述为 A.太阳光线产生的投影为平行投影 B.物体经过透视投影后可产生缩放的效果 C.三视图属于透视投影 D.透视投影与平行投影相比，视觉效果更有真实感，而且能真实地反映物体的精确的尺寸和形状

梁友栋-Barsky直线裁剪算法计算机图形学课程设计

梁友栋-B a r s k y直线裁剪算法计算机图形学课程设计(总15页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--河南理工大学万方科技学院课程设计报告2011 — 2012学年第二学期课程名称计算机图形学设计题目计算机图形学基本算法演示系统设计学生姓名学号专业班级网络11升—1班指导教师徐文鹏2012 年 5 月 28 日目录第1章设计内容与要求.................................................................................. 错误!未定义书签。

总体目标和要求..................................................................................... 错误!未定义书签。

内容与要求 .................................................................................................. 错误!未定义书签。

直线的生成 ........................................................................................... 错误!未定义书签。

圆弧的生成 ........................................................................................... 错误!未定义书签。

线段裁剪 ............................................................................................... 错误!未定义书签。

《计算机图形学》1-8章习题解答

《计算机图形学》1-8章习题解答《计算机图形学》1-4章习题解答习题11．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．简述计算机图形学的发展过程。

答：略。

（参考：教材P3）4．简述你所理解的计算机图形学的应用领域。

5．如果使用每种基色占10比特的直接编码方式表示RGB 颜色的值，每一像素有多少种可能的颜色？答：824107374110242223101010==⨯⨯6．如果每个像素的红色和蓝色都用5比特表示，绿色用6比特表示，一共用16比特表示，总共可以表示多少种颜色？答：65536222655=⨯⨯7．解释水平回扫、垂直回扫的概念。

答：水平回扫：电子束从CRT 屏幕右边缘回到屏幕左边缘的动作。

垂直回扫：电子束到达每次刷新周期末尾，从CRT 屏幕右下角回到屏幕左上角的动作。

8．为什么很多彩色打印机使用黑色颜料？答：彩色颜料（青、品红、黄）相对来说较贵，并且在技术上很难通过多种颜色产生高质量的黑色。

9．简述随机扫描显示器和光栅扫描显示器的简单工作原理和各自的特点。

答：随机扫描显示器的工作原理：要显示的图形定义是一组画线命令，存放在刷新缓存中，由显示控制器控制电子束的偏移，周期性地按画线命令依次画出其组成线条，从而在屏幕上产生图形。

特点：其显示的图形质量好，刷新缓存中的内容可局部或动态修改，分辨率和对比度高，并且图形不会产生锯齿状线条。

光栅扫描显示器的工作原理：将CRT屏幕分成由像素构成的光栅网格，其中像素的灰度和颜色信息保存在帧缓存中。

计算机图形学基础期末复习习题(含答案)

一、选择题1. 提出“计算机图形学”的一些基本概念和技术，确定了计算机图形学作为一个崭新科学分支的独立地位，从而被称为图形学之父的是A、Ivan E. SutherlandB、b. Pierre BézieC、Steven A. CoonsD、Bui-Tuong Phong我的答案：A2. 能够利用欧氏几何或方程式方法所表示的有关图形是什么构成要素？A、属性控制要素B、形状构成要素C、边界控制要素D、色彩构成要素我的答案：B3. 计算机图形系统中，既能输入又能输出的设备是A、鼠标B、数字化仪C、触摸屏D、扫描仪我的答案：C4. 图形的属性通常有哪些属性？A、几何B、像素C、点阵D、非几何我的答案：AD5. 以下要素中哪些属于属性控制要素？A、线宽与线型B、填充模式C、颜色材质D、轮廓与形状我的答案：ABC6. ISO图形软件标准有哪些？A、CGIB、CGMC、GKSD、PHIGS我的答案：ABCD7. CRT中完成图像最终显示的重要器件是？A、显示控制器B、显示处理器C、CPUD、阴极射线管我的答案：D8. 在计算机图形系统中利用“电光效应”显示图形的设备是A、等离子体显示板B、薄片光电显示器C、发光二极管D、液晶显示器我的答案：D9. 显示器必须由图形显示子系统中的什么部件进行控制？A、显示控制部件B、CPUC、主存D、系统总线我的答案：A10. 什么是计算机图形系统中显示子系统的心脏？A、显示控制器B、CPUC、显示缓存D、系统总线我的答案：A11. 图形显示技术中的物理分辨率是指A、屏幕分辨率B、显示分辨率C、存储分辨率D、像素分辨率我的答案：A12. 一个交互式计算机图形系统的结构由哪些组成？A、图形软件B、图形硬件C、图形应用数据结构D、图形应用软件我的答案：AB13. 以下哪些属于CRT显示器？A、刷新式随机扫描图形显示器B、存储管式随机扫描图形显示器C、光栅扫描图形显示器D、液晶显示器我的答案：ABC14. 一个好的图形用户接口应具备以下特点。

计算机图形学试题及答案 (2)

一、判断题（10x1=10分）1、构成图形的要素可分为两类：刻画形状的点、线、面、体的非几何要素与反映物体表面属性或材质的明暗、色彩等的几何要素。

（错误）2、参数法描述的图形叫图形；点阵法描述的图形叫图像。

（正确）3、 EGA/VGA 为增强图形显示效果的一种图形处理软件的名称。

（错误）4、对山、水等不规则对象进行造型时，大多采用过程式模拟方法。

（正确）5、若两个图形是拓扑等价的，则一个图形可通过做弹性运动与另一个图形相重合。

（正确）6、 0阶参数连续性和0阶几何连续性的定义是相同的。

（正确）7、 Bezier 曲线可做局部调整。

（错误）8、字符的图形表示分为点阵和矢量两种形式。

（正确）9、 LCD 表示发光二极管显示器。

（错误）10、使用齐次坐标可以将n 维空间的一个点向量唯一的映射到n+1维空间中。

（错误）二、填空题（15x2=30分）1、目前常用的PC 图形显示子系统主要由3个部件组成：（1）帧缓冲存储器、（2）显示控制器、（3）ROM BIOS 。

2、图形的输入设备有（4）键盘、鼠标、光笔（至少写三种）；图形的显示设备有（5）CRT 显示器、LCD 、投影仪（至少写三种）。

3、常用坐标系一般可以分为：建模坐标系、用户坐标系、（6观察坐标系、（7）规格化设备坐标系、（8）设备坐标系。

4、在多边形的扫描转换过程中，主要是通过确定穿越多边形区域的扫描线的覆盖区间来填充，而区域填充则是从（9）给定的位置开始涂描直到（10）指定的边界条件为止。

5、一个交互式计算机图形系统应具有（11）计算、（12）存储、（13）对话、（14）输入和输出等五个方面的功能。

三、简答题（5x6=30分）1、请列举常用的直线段裁减算法（四种）。

答：答：直接求交算法、编码算法、中点再分算法、Cyrus-Beck 算法。

2、考虑三个不同的光栅系统，分辨率依次为480640⨯，10241280⨯，20482560⨯。

实验四4梁友栋

计算机图形学实验报告实验[四]：梁友栋-Barsky直线裁剪算法学生：杨双涛学号： 201206090130班级：网络121班实验时间： 2014.11.27学院：电气与信息工程学院梁友栋-Barsky直线裁剪算法1.实验目的1、深入理解Liang-Barsky裁剪算法的原理；2、学会使用Liang-Barsky裁剪算法实现对直线段以及多边形的裁剪函数；3、比较Liang-Barsky裁剪算法与Cohen-Sutherland裁剪算法的区别，并动手实现两种算法，体会Liang-Barsky裁剪算法的优势；4、掌握Liang-Barsky裁剪算法的裁剪原理，在理解的基础上动手完成实验任务。

2、实验环境Visual C++6.03、实验原理梁友栋与Barsky提出了比Cohen-Sutherland裁剪算法速度更快的直线段裁剪算法。

该算法是以直线的参数方程为基础设计的，把判断直线段与窗口边界求交的二维裁剪问题转化为求解一组不等式，确定直线段参数的一维裁剪问题。

Liang-Barsky裁剪算法把直线段与窗口的相互位置关系划分为两种情况进行讨论：平行于窗口边界的直线段与不平行与窗口边界的直线段。

设起点为P0（x0,y0），终点坐标为P1（x1,y1）的直线段参数方程为：P=P0+t(P1-P0)展开形式为：X=x0+t(x1-x0)Y=y0+t(y1-y0)式中，0 ≤ t ≤ 1。

对于对角点(Wxl,Wyt)、(Wxr,Wyb)的矩形裁剪窗口，直线段裁剪条件如下：Wxl≤x0+t(x1-x0)≤WxrWyt≤y0+t(y1-y0)≤Wyb分解后有：t(x0-x1)≤x0-Wxlt(x1-x0)≤Wxr-x0t(y0-y1)≤y0-Wybt(y1-y0)≤Wyt-y0将△x=x1-x0,△y=y1-y0代入上式得到：t*(-△x)≤x0-Wxlt*△x≤Wxr-x0t*(-△y)≤y0-Wybt*△y≤Wyt-y0令：u1=-△x,v1=x0-Wxlu2=△x,v2=Wxr-x0u3=-△y,v3=y0-Wybu4=△y,v4=Wyt-y0则统一表示为：t*Un≤Vn,n=1,2,3,4N代表直线段裁剪时，窗口的边界顺序，n=1表示左边界；n=2表示右边界；n=3表示下边界；n=4表示上边界。

计算机图形学考试题及答案

一、填空题（每空1分）1、分辨率为2048×1024，能显示256种颜色的显示器，至少需要选用帧缓存容量为 2 MB。

2、彩色显示器使用颜色模型，而彩色打印机使用颜色模型。

3、在图形文件中，常用来描述图形元素（点，线，圆，弧等）；而在光栅扫描图形显示器中，采用显示所有图形。

4、当三维物体用透视变换方程投影到观察平面上，物体中不与观察平面平行任一簇平行线投影成收敛线，其收敛点为。

物体的平行于某一坐标轴的平行线的灭点为。

5、可见光的波长为纳米。

6、在简单光照模型中，一个点光源照射到物体表面上一点，再反射出来的光，可分为三部分、和。

7、在文件大小上，位图图像要比矢量图形文件。

二、选择题（有的为多选题，每题2分）（1）在下列有关CRT显示器的叙述中，正确的论述为（ABD ）A、CRT由五部分组成：电子枪、聚焦系统、加速系统、磁偏转系统和荧光屏；B、电子枪：发射电子流并控制其强弱；C、聚焦系统：将电子束引向荧光屏特定的位置。

D、加速系统：使电子束加速到应有的速度；E、磁偏转系统：将电子流聚焦成很窄的电子。

；（2）下述用数值微分法（DDA）画斜率的绝对值小于1的直线的C语言子程序中哪一行有错（D ）V oid drawLineWithDDA(int x1, int y1, int x2, int y2, int color){A、int x, y；B、float k = (float)(y2-y1)(x2-x1)；C、for(x=x1,y=y1;x<=x2;x++){putpixel (x, y, color)；}D、y+=k；}（3）使用下列二维图形变换矩阵，将产生的变换结果为（ D ）A、图形放大2倍；B、图形放大2倍，同时沿X、Y坐标轴方向各移动1个绘图单位；C、沿X坐标轴方向各移动2个绘图单位；D、沿X坐标轴方向放大2倍，同时沿X、Y坐标轴方向各平移1个绘图单位。

（4）在下列对投影的描述里，正确的论述为（ CD ）A、透视投影中灭点最多可以有3个B、透视投影与平行投影相比，视觉效果更有真实感，而且能真实地反映物体的精确的尺寸和形状C、太阳光线产生的投影为平行投影。

华师网络2014年9月课程考试《计算机图形学》练习题库及答案

《计算机图形学》练习题库及答案一．选择题1．实验表明，镜面反射系数W(θ)与物体类型和角度有关。

当角度θ在30到60度时，金、银玻璃三种物体的W(θ)值从小到大依次为( )。

A 银、金、玻璃B 玻璃、银、金C 金、玻璃、银D 玻璃、金、银2．灰度等级为16级，分辨率为1024*1024的显示器，至少需要的帧缓存容量为（）A 512KB;B 1MBC 2MB;D 3MB 3．在面片的数量非常大的情况下哪一个消隐算法速度最快? ( )A 深度缓存算法(Z-Buffer)B 扫描线消隐算法C 深度排序算法(画家算法)D 不知道4．双三次Bezier曲面的4条边界都是三次Bezier曲线，其特征网格有( )个顶点。

A 9；B 12；C 16；D 20 5．下列有关平面几何投影的叙述，错误的是( )A 透视投影又可分为一点透视、二点透视、三点透视；B 斜投影又可分为斜等测、斜二测；C 正轴测又可分为正一测、正二测、正三测；D 正视图又可分为主视图、侧视图、俯视图。

6．下面关于深度缓存消隐算法(Z-Buffer)的论断哪一条不正确? ( )A 深度缓存算法并不需要开辟一个与图像大小相等的深度缓存数组B 深度缓存算法不能用于处理对透明物体的消隐C 深度缓存算法能并行实现D 深度缓存算法中没有对多边形进行排序7．用转角法判别点在区域的内外。

将疑点M与边界上一点P连接，当P沿边界移动一周时，M点处于区域外的是( )A MP与给定的某条直线夹角变化值为0;B MP与给定的某条直线夹角变化值为2π；C MP与给定的某条直线夹角变化值为π；D MP与给定的某条直线夹角变化值为3π8. 在下列叙述语句中，不正确的论述为（）A 在图形文件系统中，点、线、圆等图形元素通常都用其几何特征参数来描述；B 在图形系统中，图形处理运算的精度不取决于显示器的分辨率；C 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，不存在任何处理；D 在彩色图形显示器中，使用RGB颜色模型。

《计算机图形学》练习题答案

《计算机图形学》练习题1．直线扫描转换的Bresenham 算法(1) 请写出生成其斜率介于0和1之间的直线的Bresenham 算法步骤。

(2) 设一直线段的起点和终点坐标分别为(1,1)和(8,5)，请用Bresenham 算法生成此直线段，确定所有要绘制象素坐标。

(1)✍输入线段的两个端点，并将左端点存储在(x0,y0)中 ✍将(x0,y0)装入帧缓存，画出第一个点✍计算常量?x, ?y, 2?y, and 2?y-2?x,并得到决策参数的第一个值： p0 = 2?y - ?x④从k=0开始，在沿线路径的每个xk 处，进行下列检测:如果pk < 0,下一个要绘制的点就是(xk +1,yk) ，并且pk+1 = pk + 2?y 否则下一个要绘制的点就是(xk +1, yk +1)，并且 pk+1 = pk + 2?y- 2?x ⑤重复步骤4，共 ?x-1次 (2)m=(5-1)/(8-1)=0.57 ∆x=7 ∆y=4P0=2∆y-∆x=12∆y=8 2∆y-2∆x=-6 k pk (xk+1,yk+1)0 1 (2,2) 1 -5 (3,2) 2 3 (4,3) 3 -3 (5,3) 4 5 (6,4) 5 -1 (7,4) 6 7(8,5)2．已知一多边形如图1所示，其顶点为V 1、V 2、V 3、V 4、V 5、V 6，边为E 1、E 2、E 3、E 4、E 5、E 6。

用多边形的扫描填充算法对此多边形进行填充时(扫描线从下到上)要建立边分类表(sorted edge table)并不断更新活化边表(active edge list)。

(1) 在表1中填写边分类表中每条扫描线上包含的边(标明边号即可)； (2) 在表2中写出边分类表中每条边结构中各成员变量的初始值(3) 指出位于扫描线y=6,7,8,9和10时活化边表中包含那些边，并写出这些边中的x 值、y max 值、和斜率的倒数值1/m 。