计算机图形学试卷(B)卷(含答案)

2009- 2010学年度第一学期试卷 B (闭卷)
专业 信息与计算科学 班级 5、6 学号 姓名
一、填空题：（每空1分，共15分）
1．计算机图形学是研究如何用 将 转化为图形，并在 上显示出来的原理、方法和技术的学科。

2．颜色模型是一种在特定环境中解释颜色的 和 的方法。

3．汉字字库一般可分为 和 两种。

4．在线段AB 的区域编码裁剪算法中，如A 、B 两点的码 ，则该线段位于窗口内；如A 、B 两点的码 ，则该线段在窗口外。

5．根据 ，为了避免走样，采样频率至少应是信号最高频率的 倍。

6．裁剪的目的是为了使位于 外的图形不显示出来，消隐的目的是为了使位于 后面的线、面不显示出来。

7．图形标准的提出主要考虑了 的流动性和 的无关性。

二、选择题：（每题3分，共15分）
1.多色彩图形阵列的最高分辨率可达
（A ）640480⨯ （B ）1024786⨯ （C ）7681024⨯ （D ） 640400⨯
( )
2.下述是简单图形的是
（A ）点阵图形 （B ） bmp 格式文件 （C ）子图 （D ）复合图形 ( ) 3.关于Bezier 曲线的性质说法不正确的是
（A ）如果控制点位置不变，但完全颠倒顺序，曲线不变。

（B ）当控制点的相对位置固定，曲线的形式也随之被固定了。

（C ）Bezier 曲线的几何不变性指曲线的形式与坐标倾系的选择有关。

（D ）Bezier 曲线不会越出控制点所形成的凸多边形
( )
4 常见的15英寸的屏幕显示器，640480⨯屏幕像素分辨率就相当于（ ）ppi 。

（A ）81 （B ）84 （C ）72 （D ）32
5下列是GKS 提供了二维图形的功能的是
（A ）图形控制功能
（B ）图形输出功能 （C ）图形表示功能
（D ）图形变换功能
（ ）
三、简答题（每题5分，共20分）
1．什么是图像的分辨率？
2．计算机图形学研究的主要内容？
3．说出表面明暗处理的三个部分和用于计算每个部分的辅助光线。

4．一个消隐程序的输入一般包括那三个方面。

四、问答题（每题10分，共20分）
1半径为R 、中心在原点的球体的隐式方程是02
2
2
2
=-++R z y x 。

试判断光线s ＋td 是否与球体相交。

2对于三维Cohen －Sutherland 裁剪算法，下述观察体作为裁剪区域时，线段端点的区域编码分别是什么？（a ）规范化平行观察体；（b ）规范化透视观察体。

五、写公式并作图（每题10分，共10分）
1．写出由P0、P1、P2、P3、P4五点决定的四次Bezier 曲线的公式，并作图求出参数0.5为的点。

六、程序设计题：（每题10分，共20分）
1用C 语言编写一个函数，原型为float pointToAngle(float x,float y)，其功能是传递一个点P[x,y]的坐标值（要求x,y 均不能为零）即能返回OP 矢量与X 轴正向的夹角（以度为单位）。

编程时可调用数学库中的求反正切函数double atan(double f)，其中 f 为斜率。

2写一个垂直扫掠物体产生程序。

一1.机、数据、图形显示器、2．特性 行为。

3．矢量字库、点阵字库、4．均为零、按位与不为零5．采样定理、2 6．窗口、可见图形7．编程人员、软件与设备
二、1 D 2A 3c 4c 5c
三、1．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。

2．1图形的生成，表示和构造技术；2图形的操作与处理方法3图形输入输出设备与技术4图形信息的数据结构和存储技术5计算机动画技术6图形实时性和真实感7图形标准与图形软件包
3．局部贡献（阴影光线），反射光贡献（镜面反射光线）和透射光贡献（镜面透射光线）。

4 显示物体的描述、设想的观察点位置（视）和观察者的方向（投影面） 四解答：
1设K z J y I x s s s s ++=，K z J y I x d d d d ++=。

用d s d s d s tz z ty y tx x +++,,分别替换x ，y 和z ：
()()0)(22
2
2=-+++++R tz z ty y tx x d s d s d s
展开并重新组合各项：()
()()
0222
222
2
22=-++++++++R z y x t z z y y x x z y x d d d d s d s d s d
d d
或
0222
22=-+•+R s dt s t d 球体中心在（0，0，0）。

2整个过程逻辑上可以参照第5章的二维裁剪算法。

在三维情况下，描述观察体的平面把三
维空间分成6个重叠的外部区域（即观察体的上下左右），加上观察体的内部。

因此需要用
6比特区域编码。

设P （x ，y ，z ）为端点的坐标。

（a ）对于规范化平行观察体，根据下述规定把每个比特设为真（1）或假（0）
比特1＝端点在观察体上方＝sign （y －1） 比特2＝端点在观察体下方＝sign （－y ） 比特3＝端点在观察体右方＝sign （x －1） 比特4＝端点在观察体左方＝sign （－x ） 比特5＝端点在观察体后方＝sign （z －1） 比特6＝端点在观察体前方＝sign （－z ）
如果（a ）为正的，则sign （a ）＝1，否则为0。

(b)对于规范化平行透视体：
比特1＝端点在观察体上方＝sign （y －z ） 比特2＝端点在观察体下方＝sign （－z －y ）
比特3＝端点在观察体右方＝sign （x －z ） 比特4＝端点在观察体左方＝sign （－z －x ） 比特5＝端点在观察体后方＝sign （z －1） 比特6＝端点在观察体前方＝sign P （z f －z ）
线段的分类是（1）如果两个区域编码都是000000，则为可见线段；（2）如果两个区域编码的按位与操作不是000000，则为完全不可见线段；（3）如果两个区域编码的按位与操作是000000，则为要裁剪线段
五
六
1．#include<math.h>
Float pointToAngle(float x,float y) { float,that;
t=180*atan(y/x)/M_PI; that=fabs(t);
if(x>0&&y<0) thya=360-that; if(x<0&&y>0) that=180-that; if(x<0&&y<0) that=180+that; return(that);
}
2.Sweep(char name,int ncolour,int np,int nnl,float w0,int nplane,int
middle)
输入：name[13];char 产生物体的命名
ncolour：int 物体的颜色
nplane:int 二维截面总点数
nnl;int二维截面环数
wo;float 拉开宽度
nplane:int 1: 二维截面为x-y平面
2：二维截面为y-z平面
3：二维截面为z-x平面
4：二维截面为z-y平面
5：二维截面为x-z平面
middle:int1:显示逼近线
0: 不显示逼近线
输出：三维构件的外部文件格式。

年级班姓名学号成绩
一、填空题（每空1分，共30分）
1、计算机图形学是用计算机建立、存储、处理某个对象的模型，并根据模型
2、计算机图形系统功能主要有计算功能、存储功能、输入功能、输出功能、
交互功能。

3、区域的表示有内点表示和边界表示两种形式。

4、字符裁剪的策略有串精度裁剪、字符精度裁剪、基于构成字符最小元素的
裁剪。

5、图形软件系统提供给用户的三种基本输入方式包括请求方式、采样方式、事件方式。

6、常见的图形绘制设备有喷墨打印机、笔式绘图机、激光打印机。

7、字符生成常用的描述方法有点阵式和轮廓式。

8、在交互式图形输入过程中，常用的控制方式有请求、样本、事件和混合四种形式。

9、用于八连通区域的填充算法可以用于四连通区域的填充，但用于四连通区域的填充算法并不适用于八连通区域的填充。

10、能够在人们视觉系统中形成视觉印象的对象称为图形。

二、不定项选择题（每题2分，共20分）
1、计算机图形显示器一般使用（A）颜色模型。

(A)RGB （B) CMY
(C)HSV （D) HLS
2、计算机图形系统功能不包括（D）。

(A)计算功能（B) 存储功能
(C)交互功能（D)修饰功能
3、多边形填充算法中，正确的描述是（ABC）
(A)扫描线算法对每个象素只访问一次，主要缺点是对各种表的维持和排序
的耗费较大
(B)边填充算法基本思想是对于每一条扫描线与多边形的交点，将其右方象
素取补
(C)边填充算法较适合于帧缓冲存储器的图形系统
(D)边标志算法也不能解决象素被重复访问的缺点
4、在交互式图形输入过程中，常用的控制方式不包括（C）。

(A)样本（B)事件(C)交互（D)混合
5、下列有关平面几何投影的叙述，错误的是（D ）
（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）正视图又可分为主视图、侧视图、俯视图
（D）正轴测又可分为正一测、正二测、正三测
6、视频信息的最小单位是（A ）
（A）帧（B）块（C）像素（D）字
7、在透视投影中，主灭点的最多个数是（C）
（A）1 （B）2 （C）3 （D）4
8、扫描线多边形填充算法中，对于扫描线同各边的交点的处理具有特殊性。

穿过某两条边的共享顶点的扫描线与这两条边的交点数只能计为（B ）交点：
（A）0 个（B）1个
（C）2个（D）3个
9、用于减少和消除用离散量表示连续量引起的失真效果的技术称为（B）（A）走样（B）反走样（C）填充（D）以上都不是
10、分辨率为1024×1024的显示器需要（C）字节位平面数为16的帧缓存？（A）512KB （B）1MB （C）2MB （D）3MB
三、名词解释（每题3分，共15分）
1、计算机图形系统：用来生成、处理和显示图形的一整套硬件和软件。

2、刷新：荧光的亮度随着时间按指数衰减，整个画面必须在每一秒内重复 显示许多次，人们才能看到一个稳定而不闪烁的图形，这叫屏幕的刷新。

3、投影变换：把三维物体变为二维图形表示的变换称为投影变换。

4、走样：用离散的像素表示连续的直线或多边形的边界必然会引起图形的失真，即光滑的线段变成了阶梯的形状，称为走样。

5、人机交互：用户与计算机系统之间的通信。

四、计算题（每题5分，共15分）
1、计算点A(2,-5,8)与点B(3,-3,6)之间的距离AB 。

AB =3
2、计算矢量U （1,2,2）的模U 。

U =3
3、已知三角形各顶点坐标为(10,10),(10,30)和(30,20),作下列变换，写出变换 的矩阵。

先绕原点逆时针旋转90度,再沿X 正向平移10，沿Y 负向平移20。

平移变换矩阵为：⎥⎥
⎥⎦⎤
⎢⎢⎢⎣⎡-120
10
010
001
，旋转变换矩阵为：⎥⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎢⎣⎡-10
0001010 总的变换矩阵为：T ＝⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-10
000
101
0×⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-120
10
010001
＝⎥⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎢⎣⎡--120
10
00
1010
五、简答题（每题5分，共20分） 1、简述等离子显示器的优缺点。

优点：重量较轻、完全无X 射线辐射；屏幕亮度非常均匀，不存在明显的亮区和暗区；对比度高，可达到500:1，完全能满足眼睛的需求；各个发光单元的结构完全相同，不会出现CRT 显示器那样存在某些区域聚焦不良或
因使用时间过长出现散焦的毛病；屏幕更平展，图像无扭曲变形的情况；具有良好的防电磁干扰功能；散热性能好，无噪音困扰；具有超宽视角，可达到60英寸，用于家庭影院和高清晰度电视。

缺点：价格较高，由于显示屏上的玻璃较薄使屏幕较脆弱。

2、简述区域的两种表示方法。

在光栅图形中，区域可采用内点表示和边界表示两种表示形式。

把位于给定区域内的所有像素一一列举出来的方法称为内点表示法。

它将区域内的所有像素填充成同一种颜色（常称为原色），而区域边界上的像素则不能填这种颜色。

把位于给定区域边界上的像素一一列举出来的方法称为边界表示法。

它将区域边界上的像素都着上同一种颜色（常称为边界色），而区域内的像素则不能着这种颜色。

3、简述四连通区域和八连通区域的概念以及两者之间的关系。

四连通的区域是指从该区域内一点出发，通过上、下、左、右四种运动的组合，在不越出区域的前提下，可到达区域内的任一点。

八连通的区域
是指从该区域内一点出发，通过沿水平方向、垂直方向和对角线方向的八
种运动的组合，在不越出区域的前提下，可到达区域内的任一点。

四连通区域的边界为八连通区域，而八连通区域的边界为四连通区域。

4、多边形的顶点和点阵表示各有什么优缺点？
顶点表示优点：几何意义强、占内存少、几何变换方便。

缺点：不能直观说明像素在多边形内，故不能直接用于面着色。

点阵表示优点：便于用帧缓存表示图形，可直接用于面着色。

缺点：没有多边形的几何信息。