计算机图形学考试大纲

计算机科学与技术学科综合水平全国统一考试大纲及指南计算机图形学一、考试大纲要求掌握设计和使用计算机图形学系统所必须的基本原理，其主要内容包括：1．基本图形生成算法2．二维图形显示3．曲线和曲面的表示4．三维物体的几何表示和几何变换5．真实感图形的实现原理和算法二、复习指南（－）概述1．计算机图形学和图形系统基本知识计算机图形学研究对象及应用领域；图形系统的硬件和软件；图形标准接口。

2．基本图形的属性及生成算法直线，曲线，填充区域，文字等。

（二）二维图形变换和显示1．二维几何变换平移、旋转、缩放及其组合，坐标系变换。

2．二维图形显示点、线、多边形、曲线及文字的裁剪。

（三）曲线、曲面和三维图形1．曲线和曲面的参数表示Bezier曲线和曲面，双三次曲面的表示，B样条，插值，曲面拟合。

2．三维物体的几何表示方法物体的定义及性质，特征参数法，边界表示法，曲面离散近似表示，实体构造表示法，八叉树表示法。

3．三维形体的输出过程平面几何投影变换，观察空间，空间转换，三维裁剪。

（四）光学模型及其算法实现l．简单光反射模型基本光学原理，简单光反射模型（Phong模型）的导出和实现。

2．增量式光反射模型双线性光强插值法（Crourand Shading），双线性法向插值法（Phong Shading），加速算法。

3．局部光反射模型局部光反射模型及其实现。

4．光源模型光源模型及其光强分布。

5．简单光透射模型透明效果的模拟方法，Witted光透射模型，Hall光透射模型。

6．光线跟踪显示技术基本光线跟踪算法，光线与物体求交，光线跟踪中的简单阴影。

（五）消隐显示和阴影生成技术1．消隐显示技术深度缓存算法（Z-Buffer），扫描线算法，多边形区域排序算法，列表优先算法。

2．阴影生成技术阴影扫描线算法，阴影多边形算法，阴影空间算法，阴影深度缓存算法，反走样软影生成算法。

三、思考题1．计算机图形显示器和绘图设备表示颜色的方法各是什么颜色系统？它们之间的关系如何？2．简述侦缓存与显示器分辨率的关系。

分辨率分别为640 * 480，1280 * 1024，和2560 * 2048的显示器各需要多少字节位平面数为24的帧缓存？3．画直线的算法有哪几种？圆圆弧的算法有哪几种？写一个画带线宽的虚线的程序。

4．写一个画饼分图的程序，用不同的颜色填充各个区域。

5．写一个显示一串字符的程序。

6．分别写出平移、旋转、缩放及其组合的变换矩阵。

7．如何用几何变换实现坐标系的变换？8．写出几种线裁剪算法；写出几种多边形裁剪算法。

9．写出Bezier曲线和面片的几种表达形式。

10．写出B样条的矩阵形式和调和函数。

为什么使用非均匀有理B样条？11．简述边界表示法（BREP）实体构造表示法（CSG）12．写出透视变换矩阵和各种投影（三视图、正轴测和斜投影）变换矩阵。

13．观察空间有哪些参数？其作用是什么？写出从物体空间坐标系到观察空间坐标系转换矩阵。

14．分别写出对于透视投影和平行投影的从裁剪空间到规范化投影空间的转换矩阵。

15．写出从规范化投影空间到图象空间的转换矩阵。

16．写出简单光反射模型近似公式，并说明其适用范围及能产生的光照效果。

17．写出线光源的光强公式及其积分算法。

18．试描述Witted光透射反射模型和Hall光透射模型。

19．写出光线跟踪算法。

20．写出光线与几种常见物体面的求交界法。

21．简述消隐算法的分类。

22．简述深度缓存算法及其特点。

23．简述点与多边形之间的包合性检测算法。

24．描述扫描线算法。

25．简述阴影生成算法的分类及各种算法。

四、考试样卷请从以下每小题的所给A～D答案中选出一个正确答案：1．计算机绘图设备一般使用什么颜色模型？A）RGB；B）CMY：C）HSV；D）HLS2．计算机图形显示器一般使用什么颜色模型？A）RGB；B）CMY；C）HSV；D）HLS3．分辨率为1024*1024的显示器各需要多少字节位平面数为24的侦级存？A）512KB；B）1MB；C）2MB；D）3MB4．哪一个不是国际标准化组织（ISO ）批准的图形标准？A ）GKS ；B ）PHIGS ；C ） CGMD ） DXF5．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？void drawLineWithDDA （int xl ，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++）{drawPixel （x ，y ，color ）；D ： y ＋＝k ；}}6．下述绕坐标原点旋转θ角的坐标变换矩阵中哪一项是错误的？D C B AA ） cos θ；B ） sin θ；C ） sin θ；D ）cos θ7．在多边形的逐边裁剪法中，对于某条多边形的边（方向为从端点S 到端点P ）与某条裁剪线（窗口的某一边）的比较结果共有以下四种情况，分别需输出一些项点。

请问哪种情况下输出的顶点是错误的？A ）S 和P 均在可见一侧，则输出S 和PB ）S 和P 均在不可见一侧，则输出0个顶点C ）S 在可见一侧，P 在不可见一侧，则输出线段SP 与裁剪线的交点D ）S 在不可见一侧，P 在可见一侧，则输出线段SP 与裁剪线的交点和P8．在物体的定义中对边的哪条限制不存在？A ）边的长度可度量且是有限的B ）一条边有且只有两个相邻的面C ）一条边有且只有两个端点D ）如果一条边是曲线，那么在两个端点之间不允许曲线自相交9．下述哪一条不是非均匀有理B 样条（NURBS ）的优点？A ）NURBS 比均匀B 样条能表示更多的曲面B ）对于间距不等的数据点，用UNRBS 拟合的曲线比用均匀B 样条拟合的曲线更光滑C ）NURBS 提供的权控制方法比用控制点更能有效的控制曲线的形状D ）使用NURBS 可以提高对曲面的显示效率10．透视投影中主灭点最多可以有几个？A ）0；B ）l ；C ）2；D ）311．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12．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象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13．在用射线法进行点与多边形之间的包含性检测时，下述哪一操作不正确？A）当射线与多边形交于某顶点时且该点的两个邻边在射线的一侧时，计数0次B）当射线与多边形交于某项点时且该点的两个邻边在射线的一侧时，计数2次C）当射线与多边形交于某顶点时且该点的两个邻边在射线的两侧时，计数1次D）当射线与多边形的某边重合时，计数1次14．扫描线消隐算法在何处利用了连贯性（相关性Coherenc）？（1）计算扫描线与边的交点；（2）计算多边形在其边界上的深度值；（3）计算多边形在视窗任意点处的深度值；（4）检测点与多边形之间的包含性。

A）仅在（1）和（2）处B）仅在（1）和（3）处C）仅在（1）、（2）和（3）处D）在（1）、（2）、（3）和（4）处15．在简单光反射模型中，由物体表面上点反射到视点的光强为下述哪几项之和？（1）环境光的反射光强；（2）理想漫反射光强；（3）镜面反射光强；（4）物体间的反射光强。

A）（1）和（2）B）（1）和（3）C）（1）、（2）和（3）D）（1）、（2）、（3）和（4）16．双线性光强插值法（Gourand Shading）存在哪些问题？A）光照效果在数值上不连续B）生成多面体真实感图象效果差C）生成曲面体真实感图象效果差D）速度仍不够快17．双线性法向插值法（Phong Shading）有何优点？A）法向计算精确B）高光域准确C）对光源和视点没有限制D）速度较快18．在Hall光透射模型中作了那些假设？（1）假设光源在无穷远处；（2）假设视点在无穷远处。

A）仅（l）；B）仅（2）C）（1）和（2）；D）都没有19．在光线跟踪（Ray Tracing）算法中，在哪种情况下应继续跟踪光线？A）光线的光强已经很弱B）光线深度已经很深C）光线遇到某一物体D）光线遇到背景20．光线跟踪算法中包括了哪些光照效果？A）仅有光反射B）仅有光透射C）有光反射和光透射D）都没有参考答案1．（B）2．（A）3．（C）4．（D）5．（A）6．（B）7．（A）8．（C）9．（D）10．（D）11．（A）12．（B）13．（D）14．（D）15．（C）16．（B）17．（B）18．（C）19．（C）20．（C）五、参考书目1Hearn D，Naker M P. 计算机图形学C语言版．影印版．北京：清华大学出版社出版，19982 孙家广，杨长贵．计算机图形学．北京：清华大学出版社出版，19953 李新友．计算机图象综合技术．北京：机械工业出版社出版，19974 焦永和．计算机图形学教程．北京：北京理工大学出版社出版，19975 唐荣锡等．计算机图形学教程．北京：科学出版社出版，1992。