计算机图形学知识点与题型
计算机图形学复习题集及答案
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计算机图形学复习题集及答案1. 2D图形的表示与处理a) 什么是坐标系?请解释笛卡尔坐标系和极坐标系。
b) 如何表示直线和曲线?请解释Bresenham算法和Bezier曲线。
c) 请解释图形的填充算法,包括扫描线填充和边界填充。
2. 3D图形的表示与处理a) 什么是三维坐标系?请简要解释右手法则和投影矩阵。
b) 如何表示三维物体的表面?请解释多边形网格和三角形剖分。
c) 请解释3D图形的光照模型,包括环境光、漫反射光和镜面反射光。
3. 图形变换和投影a) 请解释平移、旋转和缩放变换。
如何使用矩阵表示这些变换?b) 请解释正射投影和透视投影。
如何将三维图形投影到二维平面上?c) 请解释坐标变换和视角变换在图形渲染中的应用。
4. 可视化技术与实际应用a) 请解释光栅化和纹理映射的概念。
它们在实时图形渲染中的应用是什么?b) 请解释反走样技术和深度缓冲技术。
如何解决图形渲染中的锯齿和隐藏面问题?c) 请简要介绍计算机图形学在游戏开发、电影制作和工程设计中的应用案例。
答案:1.a) 坐标系是用于描述点或图形位置的一种系统。
笛卡尔坐标系使用水平的x轴和竖直的y轴,原点为(0, 0)。
极坐标系使用半径和角度来表示点的位置,其中半径表示点到原点的距离,角度表示点与参考轴的夹角。
b) Bresenham算法是一种用于在显示器上绘制直线的算法,它通过迭代计算像素点的位置来实现。
Bezier曲线是一种常用的曲线表示方法,通过控制点来确定曲线的形状。
c) 图形的填充算法用于填充封闭图形的内部区域。
扫描线填充算法按行扫描图形区域,使用奇偶规则确定像素填充。
边界填充算法通过判断像素是否在图形边界内部来进行填充。
2.a) 三维坐标系由x轴、y轴和z轴组成,用于表示三维空间中的点。
右手法则可以确定三维坐标系的方向,其中大拇指指向z轴的正方向,食指指向x轴的正方向,中指指向y轴的正方向。
投影矩阵用于将三维物体投影到二维平面上。
计算机图形学基础知识重点整理
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计算机图形学基础知识重点整理一、图形学的概念计算机图形学简单来说,就是让计算机去生成、处理和显示图形的学科。
它就像是一个魔法世界,把一堆枯燥的数字和代码变成我们眼睛能看到的超酷图形。
你看那些超炫的3D游戏里的场景、超逼真的动画电影,那可都是计算机图形学的功劳。
这个学科就是想办法让计算机理解图形,然后把图形按照我们想要的样子呈现出来。
二、图形的表示1. 点点是图形里最基本的元素啦。
就像盖房子的小砖头一样,很多个点组合起来就能变成各种图形。
一个点在计算机里就是用坐标来表示的,就像我们在地图上找一个地方,用经度和纬度一样,计算机里的点就是用x和y坐标(如果是3D图形的话,还有z坐标呢)来确定它在空间里的位置。
2. 线有了点,就能连成线啦。
线有各种各样的类型,直线是最简单的,它的方程可以用我们学过的数学知识来表示。
比如说斜截式y = kx + b,这里的k就是斜率,b就是截距。
还有曲线呢,像抛物线、双曲线之类的,在图形学里也经常用到。
这些曲线的表示方法可能会复杂一点,但也很有趣哦。
3. 面好多线围起来就形成了面啦。
面在3D图形里特别重要,因为很多3D物体都是由好多面组成的。
比如说一个正方体,就有六个面。
面的表示方法也有不少,像多边形表示法,就是用好多条边来围成一个面。
三、图形变换1. 平移平移就是把图形在空间里挪个位置。
这就像我们把桌子从房间的这头搬到那头一样。
在计算机里,平移一个图形就是把它每个点的坐标都加上或者减去一个固定的值。
比如说把一个点(x,y)向右平移3个单位,向上平移2个单位,那这个点就变成(x + 3,y + 2)啦。
2. 旋转旋转就更有意思啦。
想象一下把一个图形像陀螺一样转起来。
在计算机里旋转图形,需要根据旋转的角度和旋转中心来计算每个点新的坐标。
这就得用到一些三角函数的知识啦,不过也不难理解。
比如说以原点为中心,把一个点(x,y)逆时针旋转θ度,新的坐标就可以通过一些公式计算出来。
3. 缩放缩放就是把图形变大或者变小。
计算机图形学主要知识点
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第一章计算机图形学是:研究怎么利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。
计算机图形学的研究对象是图形。
构成图形的要素有两类:一类是几何要素(刻画图形状的点、线、面、体),另一类是非几何要素(反映物体表面属性或材质的明暗、灰度、色彩).。
计算机中表示图和形常有两种方法:点阵法和参数法。
软件的标准:SGI等公司开发的OpenGL,微软开发的Direct X,Adobe的Postscript 等。
计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)计算机图形系统可以定义为计算机硬件、图形输入输出设备、计算机系统软件和图形软件的集合。
交互式计算机图形系统应具有计算、存储、对话、输入和输出等五方面的功能。
真实感图形的生成一般须经历场景造型、取景变换、视域裁剪、消除隐藏面及可见面光亮度计算等步骤。
虚拟现实系统又称虚拟现实环境,是指由计算机生成的一个实时三维空间。
用户可以在其中“自由地”运动,随意观察周围的景物,并可通过一些特殊的设备与虚拟物体进行交互操作。
科学计算可视化是指运用计算机图形学和图像处理技术,将科学计算过程中及计算结果的数据转换为图形及图像在屏幕上显示出来并进行交互处理的理论、方法和技术。
第二章鼠标器是用来产生相对位置。
鼠标器按键数分为两种:MS型鼠标(双按键鼠标)和PC型鼠标(三按键鼠标)。
触摸屏也叫触摸板,分为:光学的红外线式触摸屏、电子的电阻式触摸屏和电容式触摸屏、声音的声波式触摸屏。
数据手套是由一系列检测手和手指运动的传感器的构成。
来自手套的输入可以用来给虚拟场景中的对象定位或操纵该场景。
显示设备的另一个重要组成部分的是显示控制器。
它是控制显示器件和图形处理、转换、信号传输的硬件部分,主要完成CRT的同步控制、刷新存储器的寻址、光标控制以及图形处理等功能。
阴极射线管CRT由电子枪、偏转系统及荧光屏3个基本部分组成。
电子枪的主要功能是产生一个沿管轴(Z轴)方向前进的高速的细电子束(轰击荧光屏)。
计算机图形学期末复习资料及习题
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计算机图形学期末考试复习参考题一、填空题1.图形的表示方法有两种: 点阵法和参数法2.目前常用的两个事实图形软件标准是OpenGL和DirectX3.多边形有两种表示方法:顶点表示法和点阵表示法。
4.二维图形基本几何变换包括平移、比例旋转等变换。
5. 投影可以分为平移投影和透视投影。
6. 描述一个物体需要描述其几何信息和拓扑信息7.在Z缓冲器消隐算法中Z缓冲器每个单元存储的信息是每一一个像素点的深度值8、投影可以分为平行投影和透视投影。
透视投影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;9、确定图形中哪些部分落在显示区之内,哪些落在显示区之外,以便只显示落在显示区内的那部分图形。
这个选择过程称为裁剪10、基本几何变换是指平移、旋转和比例三种变换。
11、所谓消隐就是给定--组三维对象及投影方式,判定线、面或体的可见性的过程(在绘制时消除被遮挡的不可见的线或面)。
在多面体的隐藏线消除中,为了提高算法的效率,为了减少求交的工作量,采取的措施有_消除自隐藏线、隐藏面深度测试和包围盒测试12、几何建模技术中描述的物体信息一般包括_几何信息和拓扑信息13、在Z缓冲器消隐算法中Z缓冲器每个单元存储的信息是对应象素的深度值14、用离散量表示连续量引起的失真现象称之为_走样。
用于减少或消除这种失真现象的技术称为_反走样15、种子填充算法要求区域是_连通的。
16、点阵表示的区域可采用_内点表示和_ 边界表示两种表示形式。
17、Cohen-Sutherland编码裁剪算法中,如果线段两个端点编码的位相与不为0,表明线段两端点位于在窗口边框的同一侧,为完全不可见。
18.区域的边界表示法枚举区域边界上的所有像素,通过给_区域边界的像素点赋予同一属性值来实现边界表示。
19.区域填充有_种子填充_和扫描转换填充。
20.区域填充属性包括填充式样、填充颜色和填充图案。
21.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。
计算机图形学复习题及答案
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一、名词解释1.图形:能够在人们视觉系统中形成视觉印象的对象称为图形,包括自然景物和人工绘图。
2.像素图:点阵法列举图形中的所有点。
用点阵法描述的图形称为像素图。
3.参数图:参数法描述图形的形状参数和属性参数。
用参数法描述的图形称为参数图。
4.扫描线:在光栅扫描显示器中,电子枪扫过的一行称为一条扫描线。
5.构造实体几何表示法:用简单的实体(也称为体素)通过集合运算组合成所需的物体的方法称为构造实体几何表示法。
6.投影:投影是从高维(物体)空间到低维(投影)空间的一种映射。
7.参数向量方程:参数向量方程是包含参数和向量的方程。
8.自由曲线:形状比较复杂、不能用二次方程来表示的曲线称为自由曲线,通常以三次参数方程来表示9.曲线拟合:给定一个点列,用该点列来构造曲线的方法称为曲线拟合。
10.曲线插值:已知曲线上的一个点列,求曲线上的其他点的方法称为曲线插值。
11.区域填充:根据像素的属性值、边或顶点的简单描述,生成区域的过程称为区域填充。
12.扫描转换:在矢量图形中,多边形用顶点序列来表示,为了在光栅显示器或打印机等设备上显示多边形,必须把它转换为点阵表示。
这种转换称为扫描转换。
二、判断正误(正确写T,错误写F)1.存储颜色和亮度信息的相应存储器称为帧缓冲存储器,所存储的信息被称为位图。
(T)2.光栅扫描显示器的屏幕分为m行扫描线,每行n个小点,整个屏幕分为m╳n个中点,其中每个小点称为一个像素。
―――――――――――――――――――――(T)3.点阵字符用一个位图来表示,位图中的0对应点亮的像素,用前景色绘制;位图中的1对应未点亮的像素,用背景色绘制。
――――――――――――――――-(F)4.矢量字符表示法用(曲)线段记录字形的边缘轮廓线。
―――――――――――(T)5.将矢量字符旋转或放大时,显示的结果通常会变得粗糙难看,同样的变换不会改变点阵字符的显示效果。
―――――――――――――――――――――――――(F)6.在光栅图形中,区域是由相连的像素组成的集合,这些像素具有相同的属性值或者它们位于某边界线的内部。
计算机图形学基础知识重点整理
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计算机图形学基础知识重点整理一、定义与研究内容定义:计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形,并在专门显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。
它涉及图形的生成、表示、处理与显示等多个方面。
研究内容:图形的生成和表示技术。
图形的操作与处理方法。
图形输出设备与输出技术的研究。
图形输入设备、交互技术及用户接口技术的研究。
图形信息的数据结构及存储、检索方法。
几何模型构造技术。
动画技术。
图形软硬件的系列化、模块化和标准化的研究。
科学计算的可视化。
二、图形与图像图形:是从客观世界物体中抽象出来的带有颜色及形状信息的图和形。
图形的构成要素包括几何要素 (点、线、面、体等)和非几何要素 (颜色、材质等)。
图形按数学方法定义,由线条和曲线组成,强调场景的几何表示。
图像:狭义上又称为点阵图或位图图像,是指整个显示平面以二维矩阵表示,矩阵的每一点称为一个像素,由像素点所取亮度或颜色值不同所构成的二维画面。
图像在表现色彩、色调方面的效果比矢量图更加优越,但文件所占的空间大,且放大到一定的倍数后会产生锯齿。
三、图形学过程3D几何建模:构建物体的三维几何模型。
3D动画设置:为模型设置动画效果。
绘制:包括光照和纹理的处理,使模型更加逼真。
生成图像的存储和显示:将绘制好的图像存储并在显示设备上显示出来。
四、计算机图形系统基本功能:计算、存储、输入、输出、对话等五个方面。
构成:主要由人、图形软件包、图形硬件设备三部分构成。
其中,图像硬件设备通常由图形处理器 (GPU)、图形输入设备和输出设备构成。
五、基本图形生成算法1. 直线生成算法:DDA算法:从直线的起点开始,每次在x或y方向上递增一个单位步长,计算相应的y或x坐标,并取整作为当前点的坐标。
该算法简单直接,但每次加法后都需要进行取整运算。
Bresenham算法:通过比较临近像素点到直线的距离,设法求出该距离的递推关系,并根据符号判别像素取舍。
该算法避免了浮点运算和乘除法运算,节省运算量,并适合硬件实现。
计算机图形学部分复习重点及答案
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a.计算采样点(x,y)的深度z(x,y)。
b.如果z(x,y)大于Z缓存区中在(x,y)处的值,则把z(x,y)存入Z缓存区中的(x,y)处,再把多边形在z(x,y)处的颜色值存入帧缓存的(x,y)的地址中。
用于直线段矩形窗口裁剪的Cohen-Sutherland算法。
首先对被裁剪线段两个端点进行编码。然后进行如下测试:
(1) 将两端点的区域码进行逻辑或运算,如果结果为0000,说明线段完全在窗口内,可以完全保留。
(2) 将两端点的区域码进行逻辑与运算,如果结果为真(不是0000),说明线段完全在窗口外,可以完全舍弃。
(3) 将窗口的四个顶点代入直线方程,如果符号相同,说明线段完全在窗口外,可以完全舍弃。 对于上述情况均不满足的线段,需要进行求交运算,这些线段必穿过窗口内部。通过添加这样一个判断条件将算法的求交次数大大减少,从而提高了算法的效率。
4、计算机图形学中有哪些算法可以应用在地理信息系统中。
基本图形生成算法,消隐算法,光线跟踪算法等
若b条件成立,说明多边形(x,y)处的点比帧缓存中(x,y)处现在具有颜色的点更靠近观察者,因此要重新记录新的深度和颜色。
3、三维投影变换都包括哪些种类?
分为透视投影和平行投影。
平行投影:平行投影根据投影方向与投影面的夹角分为两类,即正平行投影与斜平行投影,当投影方向垂直于投影面时称为正平行投影,否则为斜平行投影;
透视投影: 透视投影的视线(投影线)是从视点(观察点)出发,视线是不平行的。不平行于投影平面的视线汇聚的一点称为灭点,在坐标轴上的灭点叫做主灭点。主灭点数和投影平面切割坐标轴的数量相对应。按照主灭点的个数,透视投影可分为一点透视、二点透视和三点透视。
计算机图形学主要知识点归纳
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计算机图形学主要知识点归纳第一章计算机图形学是:研究怎么利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。
计算机图形学的研究对象是图形。
构成图形的要素有两类:一类是几何要素(刻画图形状的点、线、面、体),另一类是非几何要素(反映物体表面属性或材质的明暗、灰度、色彩).。
计算机表示图和形常有两种方法:点阵法和参数法。
软件的标准:SGI等公司开发的OpenGL,微软开发的Direct X,Adobe的Postscript 等。
计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)计算机图形系统可以定义为计算机硬件、图形输入输出设备、计算机系统软件和图形软件的集合。
交互式计算机图形系统应具有计算、存储、对话、输入和输出等五方面的功能。
真实感图形的生成一般须经历场景造型、取景变换、视域裁剪、消除隐藏面及可见面光亮度计算等步骤。
虚拟现实系统又称虚拟现实环境,是指由计算机生成的一个实时三维空间。
用户可以在其“自由地”运动,随意观察周围的景物,并可通过一些特殊的设备与虚拟物体进行交互操作。
科学计算可视化是指运用计算机图形学和图像处理技术,将科学计算过程及计算结果的数据转换为图形及图像在屏幕上显示出来并进行交互处理的理论、方法和技术。
第二章鼠标器是用来产生相对位置。
鼠标器按键数分为两种:MS型鼠标(双按键鼠标)和PC型鼠标(三按键鼠标)。
触摸屏也叫触摸板,分为:光学的红外线式触摸屏、电子的电阻式触摸屏和电容式触摸屏、声音的声波式触摸屏。
数据手套是由一系列检测手和手指运动的传感器的构成。
来自手套的输入可以用来给虚拟场景的对象定位或操纵该场景。
显示设备的另一个重要组成部分的是显示控制器。
它是控制显示器件和图形处理、转换、信号传输的硬件部分,主要完成CRT的同步控制、刷新存储器的寻址、光标控制以及图形处理等功能。
阴极射线管CRT由电子枪、偏转系统及荧光屏3个基本部分组成。
电子枪的主要功能是产生一个沿管轴(Z轴)方向前进的高速的细电子束(轰击荧光屏)。
计算机图形学复习题及答案
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第一章计算机图形学概论1.计算机图形学研究的主要内容有哪些?研究图形图像的计算机生成、处理和显示2 .图形学中的图形特点是什么?图形图像有什么区别?图形主要是用矢量表示,图像则是由点阵表示3.计算机图形学发展的主要阶段包括哪些?字符显示->矢量显示->2D光栅显示->3D显示->新的计算机形式4.计算机图形学主要应用哪些方面?你对哪些领域比较熟悉?计算机辅助设计、可视化技术、虚拟现实、地理信息系统、计算机动画与艺术5.颜色模型分为面向用户和__面向设备__两种类型,分别是什么含义?颜色模型是一种在某种特定的上下文中对颜色的特性和行为解释方法。
6.解释三基色原理。
三基色:任意互不相关(任意两种的组合不能产生三种的另一种颜色)的三种颜色构成颜色空间的一组基,三基色通过适当的混合能产生所有颜色。
7.解释加色模型和减色模型的概念。
加色模型:若颜色模型在颜色匹配时只需要将光谱光线直接组合而产生新的颜色类型这种颜色模型称为加色模型,形成的颜色空间称为加色空间减色模型:若颜色模型在匹配是某些可见光会被吸收而产生新的颜色类型,这种颜色模型称为减色模型,形成的颜色空间称为减色空间。
8.RGB表示模型中(1,0,0)(1,1,1)(0,0,0)(0.5,0.5,0.5)分别表示什么颜色?红白黑灰第二章计算机图形的显示与生成1.有哪两种主流的扫描显示方式?光栅扫描随机扫描2.解释屏幕分辩率的概念。
荧光屏在水平方向和垂直方向单位长度上能识别的最大光点数称为分辨率3.CRT产生色彩显示有哪两种技术?分别进行解释。
电子束穿透法:用红—绿两层荧光层涂覆在CRT荧光屏的内层,而不同速度的电子束能穿透不同的荧光粉层而发出不同颜色的光。
荫罩法:在荧光屏每个光点处呈三角形排列着红绿蓝三种颜色的荧光点,三支电子枪分别对应三个荧光点,调节各电子枪发出的电子束强度,即可控制各光点中三个荧光点所发出的红绿蓝三色光的强度。
计算机图形学知识点大全
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计算机图形学知识点大全计算机图形学是计算机科学中的一个重要分支,涵盖了图像处理、计算机视觉、图形渲染等多个领域。
本文将介绍计算机图形学的一些重要知识点,帮助读者更好地理解和应用这些知识。
一、基础概念1. 图形学概述:介绍计算机图形学的定义、发展历史以及应用领域。
2. 图像表示:探讨图像的表示方法,包括光栅图像和矢量图像,并介绍它们的特点和应用场景。
3. 坐标系统:详细介绍二维坐标系和三维坐标系,并解释坐标变换的原理和应用。
二、图像处理1. 图像获取与预处理:介绍数字图像的获取方式和常见的预处理方法,如去噪、增强和平滑等。
2. 图像特征提取:讲解图像特征提取的基本概念和方法,例如边缘检测、角点检测和纹理特征提取等。
3. 图像分割与目标识别:介绍常见的图像分割算法,如阈值分割、基于区域的分割和基于边缘的分割等,以及目标识别的原理和算法。
三、计算机视觉1. 相机模型:详细介绍透视投影模型和针孔相机模型,并解释摄像机矩阵的计算和相机标定的方法。
2. 特征点检测与匹配:讲解常用的特征点检测算法,如Harris 角点检测和SIFT特征点检测,并介绍特征点匹配的原理和算法。
3. 目标跟踪与立体视觉:介绍目标跟踪的方法,如卡尔曼滤波和粒子滤波,以及立体视觉的基本原理和三维重建方法。
四、图形渲染1. 光栅化:详细介绍光栅化的原理和算法,包括三角形光栅化和线段光栅化等。
2. 着色模型:介绍常见的着色模型,如平面着色、高光反射和阴影等,并解释经典的光照模型和材质属性。
3. 可视化技术:讲解常用的可视化技术,如体数据可视化、流场可视化和虚拟现实等,以及它们在医学、工程等领域的应用。
五、图形学算法与应用1. 几何变换:介绍图形学中的几何变换,包括平移、旋转、缩放和矩阵变换等,并解释它们在图形处理和动画中的应用。
2. 贝塞尔曲线与B样条曲线:详细介绍贝塞尔曲线和B样条曲线的定义、性质和应用,以及它们在曲线建模和动画设计中的重要作用。
图形学复习资料 (含部分答案)
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计算机图形学复习指导一、考试大纲要求掌握计算机图形学和图形系统所必须的基本原理,其主要内容包括:(一)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;图形系统的硬软件及图形标推接口。
(二)二维基本图形生成算法直线和二次曲线生成的常用算法;字符和区域填充的实现方法。
(三)图形的剪裁和几何变换窗口视图变换;二维图形的裁剪的原理与方法;二维和三维图形的各种几何变换及其表示。
(四)三维物体的表示方法与输出显示处理各种不同类型曲面的参数表示;实体的定义、性质及各种几何表示方法;投影变换原理与实现;观察空间的定义和转换;三维裁剪。
(五)常用的光学模型及其算法实现(六)消隐显示和阴影生成等实现真实感图形的常用技术二、复习指南2(一)计算机图形学和图形系统基本知识1.计算机图形学研究对象及应用领域2.图形硬件设备3.图形软件系统4.图形标准接口(二)二维图形生成1.直线的生成算法(1)生成直线的常用算法---逐点比较法、数字微分(DDA)法和Bresenham 算法。
(2)直线属性——线型、线宽和线色。
2.曲线的生成算法(1)二次曲线的生成算法---圆弧的逐点比较插补法、圆/椭圆弧的角度数字微分(DDA)法、Bresenham 画圆算法和参数拟合法。
(2)自由曲线的设计---抛物线参数样条曲线、Hermite 曲线、三次参数样条曲线、Bezier 曲线和B 样条曲线。
3.字符(1)字符编码---ASCII 码和汉字国标码。
(2)矢量字符的存储与显示。
(3)点阵字符的存储与显示。
4.区域填充(1)种子填充算法。
(2)扫描转换填充算法。
(3)区域填充属性---式样、颜色和图案。
(三)图形的剪裁和几何变换1.窗口视图变换窗口区与视图区及其变换。
2.二维图形的裁剪(1)二维图形的裁剪的策略及原理。
(2)二维线段的裁剪方法---矢量裁剪法、编码裁剪法和中点分割裁剪法。
(3)字符的裁剪---矢量裁剪、字符裁剪和字符串裁剪法。
计算机图形学考试重点
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第一章1、计算机图形学的定义计算机图形学(CG,Computer Graphics)是研究怎样利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。
2、什么叫图形?构成图形的要素是什么?1、图形:能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象都称为图形。
2、构成图形的要素(1)几何要素:刻画形状的点、线、面、体等要素。
(P1)(2)非几何要素:反映物体表面属性或材质的明暗、灰度、色彩等要素。
3、计算机中表示图形的方法有哪几种?(1)点阵法:用具有灰度或颜色信息的点阵表示图形,这样的图形称为Image(图像)(2)参数法:用记录图形的形状参数与属性参数来表示图形,这样的图形称为Graphic(图形)4、图形图像的相关学科及其相互关系第二章1、单色阴极射线管的组成及工作原理组成部分:电子枪、偏转系统、CRT荧光屏2、光栅扫描图形显示器的工作原理在光栅扫描系统中,电子束横向扫描屏幕,一次一行,从顶到底顺次进行。
当电子束横向沿每一行移动,电子束的强度不断变化来建立亮点的图案。
3、光点与象素点的概念(1)光点:电子束打在荧光屏上的能够显示的最小发光点。
(2)象素点:按当前显示分辨率在屏幕上显示的最小图形元素点。
第三章1、图形输入设备的分类与评价层次从逻辑上分为6种:定位设备、笔划设备、数值设备、选择设备、拾取设备、字符串设备。
对这些设备的评价可以从3个层次上来看:一是设备层,这一层比较多的关注设备的硬件性能;二是任务层,这一层对相同的交互任务用不同的交互设备来比较交互技术的效果;最后是对话层,该层不是对单个交互任务进行比较,而是对一系列的交互任务进行比较。
2、图形系统有哪些输入模式?1、请求方式应用程序以请求方式指定输入设备,系统向设备发出输入请求,处理程序等候输入数据直到数据输入。
2、取样方式被选择的设备采取立即数据输入而不必等待处理程序的输入指令。
3、事件方式把用户对输入设备的一次操作及形成的数据(称为一个事件),按先后次序排成队列,然后先进先出地逐个执行。
计算机图形学考试题及答案
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计算机图形学考试题及答案计算机图形学是计算机科学中的一个重要领域,涉及到计算机生成和处理图像、图形和动画等方面的技术。
在学习和应用计算机图形学时,进行考试是一种常见的评估学生知识和能力的方式。
下面是一些常见的计算机图形学考试题及答案,供您参考。
题目一:计算机图形学的基本概念1. 请解释什么是点、线段和多边形。
答案:点是图形学中最基本的元素,具有位置信息;线段是由两个点构成的一条直线;多边形是由若干个线段连接起来的封闭图形。
2. 请解释什么是二维和三维图形学。
答案:二维图形学主要涉及平面上的图像和图形的生成和处理技术,而三维图形学则更加复杂,可以描述和处理具有宽度、深度和高度的物体。
3. 请简要说明计算机图形学的主要应用领域。
答案:计算机图形学广泛应用于计算机游戏、虚拟现实、工程设计、建筑可视化、影视特效等领域。
题目二:光栅化和向量图形的区别1. 请解释什么是光栅化和向量图形。
答案:光栅化是将图形或图像转换成由像素点组成的栅格形式,每个像素点的颜色值可以表示图像的一部分;向量图形则是使用数学公式表示图形,可以无限放大而不失真。
2. 请列举光栅化图形和向量图形的优缺点。
答案:光栅化图形的优点是可以准确表示各种颜色和效果,缺点是放大会导致失真;向量图形的优点是可以无限放大而不失真,缺点是对于复杂的细节表达能力有限。
题目三:三维建模与渲染1. 请解释什么是三维建模和渲染。
答案:三维建模是使用计算机生成三维对象的过程,包括创建物体的外形、纹理和材质等属性;渲染则是将三维模型转换成二维图像的过程,添加光照和阴影效果,使其更加逼真。
2. 请列举一些常用的三维建模和渲染软件。
答案:常用的三维建模软件有Autodesk 3ds Max、Maya、Blender 等;常用的渲染软件有V-Ray、Arnold、Mental Ray等。
题目四:计算机图形学中的颜色表示和处理1. 请解释什么是RGB和CMYK颜色模型。
答案:RGB颜色模型使用红、绿、蓝三原色的不同组合来表示颜色,适用于显示器和光栅化图像;CMYK颜色模型使用青、洋红、黄和黑四种颜色的不同组合来表示颜色,适用于打印和印刷。
计算机图形学-知识点
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一,填空1.构成图形的要素包括()和(),在计算机表示图形的方法有两种,他们是()和().2.填充一个特定区域,其属性选择包括(),()和().3.平行投影根据()可以分为()投影和()投影.4.字符的图形表示可以分为()和()两种形式.5.计算机中表示带有颜色及形状信息的图和形常用()和参数法,其中用参数法描述的图形称为(),用()描述的图形称为().6.文字裁减的方法包括(),()和()。
7.平面几何投影根据()可以分为()和().二,名词解释1.什么是光点什么是象素点什么是显示器的分辨率2.扫描线,水平回扫期,垂直回扫期,查色表,帧缓冲器容量,刷新,刷新频率,扫描转换3.图像,图形:,像素点:,混淆:4.直线线宽的处理方式,线型控制方法5.区域填充,4连通区域,8连通区域:,四连通区域与八连通区域有什么区别6.视区,齐次坐标,固定坐标系与活动坐标系7.投影中心,投影面,投影线,观察坐标系,观察参考点,投影参考点,观察空间,灭点,主灭点,规范视见体8.投影变换,透视投影9.构成图形的要素,在计算机中如何表示它们10.明度,亮度,饱和度,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模型(rgb模型、cmy模型、hsv模型的定义、应用场合)?扫描转换:1.扫描转换直线段的方法有哪些?画圆弧的算法有哪几种?2.直线段的DDA算法、中点算法的基本原理3.圆弧和椭圆弧的中点算法4.直线的中点算法较DDA算法的优点5.生成圆弧的正负法扫描转换多边形:1.扫描转换多边形的各种算法a)逐点判断算法:原理b)扫描线算法:原理,应用c)边缘填充算法:原理2.扫描转换扇形区域:原理3.区域填充:原理a)递归算法b)扫描线算法4.以图像填充区域:原理,计算5.字符的表示:点阵表示法和矢量表示法的显示原理和存储空间混淆:1.什么是混淆什么是反混淆常用的反混淆技术有哪些2.产生混淆的原因:采样定理裁剪:1.直线裁剪:a)Cohen-Sutherland直线裁剪算法:原理b)直线中点分割算法:原理2.多边形裁剪:a)sutherland-hodgman算法:原理,应用b)weiler-hodgman算法:原理,应用3.字符裁剪方法图形变换:1.二维(三维)平移、旋转、放缩、对称、错切变换矩阵,计算投影:1.1点透视投影:计算三维实体表示1.空间分割表示法:原理2.正则集合运算与普通集合运算的区别3.欧拉公式曲线:1.三次hermite曲线:定义,形状控制方法2.Bezier曲线:定义,性质(端点位置,端点切矢量,凸包性,直线再生性)3.Bezier曲线的离散生成算法(de casteljau算法):计算过程6.二、判断题()1.计算机图形生成的基本单位是线段。
计算机图形学完整复习资料
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计算机图形学第一章1.计算机图形学(Computer Graphics)计算机图形学是研究怎样利用计算机来生成、处理和显示图形的原理、方法和技术的一门学科。
2.计算机图形学的研究对象——图形通常意义下的图形:能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象都称为图形。
计算机图形学中所研究的图形从客观世界物体中抽象出来的带有颜色及形状信息的图和形。
3.图形的表示点阵法是用具有颜色信息的点阵来表示图形的一种方法, 它强调图形由哪些点组成, 并具有什么灰度或色彩。
参数法是以计算机中所记录图形的形状参数与属性参数来表示图形的一种方法。
通常把参数法描述的图形叫做图形(Graphics)把点阵法描述的图形叫做图象(Image)4.与计算机图形学相关的学科计算机图形学试图从非图象形式的数据描述来生成(逼真的)图象。
数字图象处理旨在对图象进行各种加工以改善图象的视觉效果。
计算机视觉是研究用计算机来模拟生物外显或宏观视觉功能的科学和技术。
图1-1 图形图象处理相关学科间的关系5.酝酿期(50年代)阴极射线管(CRT)萌芽期(60年代)首次使用了“Computer Graphics”发展期(70年代)普及期(80年代)光栅图形显示器提高增强期(90年代至今)图形显示设备60年代中期, 随机扫描的显示器60年代后期, 存储管式显示器70年代中期, 光栅扫描的图形显示器。
图形硬拷贝设备打印机绘图仪图形输入设备二维图形输入设备三维图形输入设备6.图形软件标准与设备无关、与应用无关、具有较高性能 7.计算机图形学的应用1.计算机辅助设计与制造(CAD/CAM )2.计算机辅助绘图3.计算机辅助教学(CAI )4.办公自动化和电子出版技术(Electronic Publication)5.计算机艺术6.在工业控制及交通方面的应用 7、在医疗卫生方面的应用 8、图形用户界面 8.计算机图形系统的功能9.图1-2 图形系统基本功能框图10.计算机图形系统的结构图形硬件图形软件图形应用数据结构图形应用软件图形支撑软件图形计算机平台图形设备图形系统图1-3 计算机图形系统的结构11.人机交互按着用户认为最正常、最合乎逻辑的方式去做-一致性12.真实感图形的生成:场景造型→取景变换→视域裁剪→消除隐藏面→可见面光亮度计算第二章1.图像扫描仪(Scaner)灰度或彩色等级被记录下来, 并按图像方式进行存储。
计算机图形学题型汇总
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一、判断题:1、在多边形种子填充算法中的四方向连通区域算法同时可填充八方向连通区域。
2、透视投影变换中,一组平行线投影在与之平行的投影面上,可以产生灭点。
3、颜色的三基色为:红、绿、蓝。
4、插值曲线严格经过所给定的数据点;拟合曲线则是在某种意义上的最佳近似。
5、Phong明暗模型的计算量要比Gourand明暗模型小得多。
6、图形消隐中的Z-Buffer算法,占用较多的内存空间,且未利用图形的相关性与连续性。
7、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。
8、计算机图形生成的基本单位是线段。
9、齐次坐标系不能表达图形中的无穷远点。
10、欧拉公式v – e + f = 2也适用于三维形体中的相关信息描述。
11、Gouraud模型是基于顶点明暗度的插值,Phong模型则是基于表面法向量的插值。
12、GPU中通常实现了一些基本图形函数的硬件集成。
13、Bezier曲线具有对称性质。
14、深度缓冲区算法只需要一个深度缓冲区即可。
15、比例变换和旋转变换可交换其先后顺序,变换结果不受影响。
16、在形体定义中,允许存在孤立的点。
17、曲线的位置和形状只与特征多边形的顶点的位置有关,它不依赖坐标系的选择。
18、八叉树表示法的几何造型方法局部操作能力比较弱。
二、名词解释:1、计算机图形学2、走样3、反走样4、透视投影5、光照模型6、构造实体几何7、消隐8、LOD显示技术9、齐次坐标表示1. 光栅系统在理论上只能用光栅网格上的象素近似地描绘平滑的直线、多边形和诸如圆与椭圆那样的曲线图元的边界。
由于扫描转换的算法在处理图形非水平或者非垂直线段时引起了锯齿或阶梯状的变形,这种视觉人工痕迹是信号处理理论中被称为走样的错误采样的表现(此含义在英文中对应翻译为Aliasing)。
2. 我们在光栅图形显示器上绘制非水平、非垂直的直线或多边形边界时,会呈现锯齿状外观。
这是因为直线和多边形的边界是连续的,而光栅则是由离散的点组成。
计算机图形学基础知识点总结
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计算机图形学基础知识点总结计算机图形学是一门研究如何利用计算机生成、处理和显示图形的学科。
它在许多领域都有着广泛的应用,如游戏开发、动画制作、虚拟现实、计算机辅助设计等。
下面将为大家总结一些计算机图形学的基础知识点。
一、图形的表示与存储1、位图(Bitmap)位图是由像素组成的图像,每个像素都有自己的颜色值。
优点是能够表现丰富的色彩和细节,但放大时会出现锯齿和失真。
常见的位图格式有 BMP、JPEG、PNG 等。
2、矢量图(Vector Graphics)矢量图使用数学公式来描述图形,由点、线、面等几何元素组成。
优点是无论放大或缩小都不会失真,文件大小相对较小。
常见的矢量图格式有 SVG、EPS 等。
二、坐标系统1、二维坐标系统常见的二维坐标系统有直角坐标系和极坐标系。
在直角坐标系中,通过横纵坐标(x, y)来确定点的位置。
在极坐标系中,通过极径和极角(r, θ)来确定点的位置。
2、三维坐标系统三维坐标系统通常使用笛卡尔坐标系,由 x、y、z 三个轴组成。
点的位置用(x, y, z)表示,用于描述三维空间中的物体。
三、图形变换1、平移(Translation)将图形沿着指定的方向移动一定的距离。
在二维中,通过改变坐标值实现平移;在三维中,需要同时改变三个坐标值。
2、旋转(Rotation)围绕某个中心点或轴旋转图形。
二维旋转可以通过三角函数计算新的坐标值;三维旋转较为复杂,需要使用矩阵运算。
3、缩放(Scaling)放大或缩小图形。
可以对图形在各个方向上进行均匀或非均匀的缩放。
四、颜色模型1、 RGB 颜色模型基于红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三原色的混合来表示颜色。
每个颜色通道的取值范围通常是 0 到 255。
2、 CMYK 颜色模型用于印刷,由青(Cyan)、品红(Magenta)、黄(Yellow)和黑(Black)四种颜色组成。
3、 HSV 颜色模型由色调(Hue)、饱和度(Saturation)和明度(Value)来描述颜色。
计算机图形学复习题及其解答
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1.计算机图形学的定义答:计算机图形学是研究在计算机中输入、表示、处理和显示图形的原理、方法及硬件设备的学科。
几何计算专门研究几何图形信息(曲面和三维实体)的计算机表示、分析、修改和综合2.图形本质上是有线形、宽度、颜色等属性信息的图形元素的组合。
因此,抽象的图形的本质可以概括为:图形=图元+属性。
几何计算是计算机图形学的基础。
图形学表示、生成和处理是建模-变换-像素点的几何位置决定的过程,属于几何或者3D问题;显示应该是对客观世界的机内表示的再现,是决定屏幕点的显示属性(可见性和颜色:色调、色饱和度、亮度)属于图像或者2D问题。
计算机图形学所研究的图形是从客观世界物体中抽象出来的带有颜色及其形状信息的图和形3.计算机图形学主要研究两个问题:一是如何在计算机中构造一个客观世界——几何(模型)的描述、创建和处理,以“几何”一词统一表述之;二是如何将计算机中的虚拟世界用最形象的方式静态或者动态的展示出来——几何的视觉再现,以“绘制”一词统一描述之。
因此可以说:计算机图形学=几何+绘制。
几何是表示,是输入。
绘制是展现,是输出。
4.计算机图形学、图像处理、计算几何之间的关系。
答:计算机图形学的主要目的是由数学模型生成的真实感图形,其结果本身就是数字图像;而图像处理的一个主要目的是由数字图像建立数字模型,这说明了图形学和图像处理之间相互密切的关系。
计算机几何定义为形状信息的计算机表示、分析与综合。
随着计算机图形学及其应用的不断发展,计算机图形学、图像处理和计算几何等与图相关的学科越来越融合,且与应用领域的学科相结合,产生了诸如可视化、仿真和虚拟现实等新兴学科。
5.一个三维场景视觉实现的基本工作过程根据假定的光照条件和景物外观因素,依据该光照模型,模拟光能在场景中的传播和分布(包括光线在不同物体间的吸收、反射、折射和散射等过程),计算得到画面上每一点的光强和色彩值后,根据视觉特点转换成适合于显示设备的颜色值,得到画面上每一个像素的属性。
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一、概念解释 1. 齐次坐标
就是由n+1维向量表示一个n 维向量。
如n 维向量(P 1,P 2, … ,P n )表示为(hP 1,hP 2, hP n ,h ),其中h 称为哑坐标。
2.分辨率
显示器屏幕上水平方向和垂直方向上能被识别的光点的最大数目。
3. 投影中心
投影线汇聚的交点称为投影中心 4. 分析裁剪
确定图形中哪些部分落在显示区之内,哪些落在显示区之外,以便只显示落在显示区内的那部分图形的选择过程称为裁剪。
图形是在世界坐标系定义,而在设备坐标系输出,因而裁剪可在世界坐标系中进行,或是在设备坐标系中进行,由于世界坐标系为实数坐标系,故世界坐标系中的裁剪也称为分析裁剪,表示精确。
二、问答题
1.试述计算机图形学的主要研究内容。
概括地说就是利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法。
主要包括:图形的输入,图形的处理,图形的生成和输出。
2.试述彩色CRT 显示器色彩显示原理。
利用复杂的荧光涂层技术,在荧光屏上均匀涂以能发出红绿蓝三基色为一组的荧光涂层,并利用置于荧光屏前的带孔的金属板使电子枪能精确定位每一组荧光涂层的三个荧光点,同时设置多个电子枪的强度级别,从而能使荧光点能组合出多种不同强度三基色发光组合来的产生丰富的色彩。
3.试画出三维显示流程。
4.简述曲线拟合的两种方法。
利用已知的若干点(称为型值点或控制点)来构造曲线称为曲线拟合。
曲线拟合有插值和逼近两种方法,对给定的型值点(控制点),插值方法要求所构造的曲线要严格通过型值点,而逼近方法则只要求构造的曲线近似地接近已知的型值点
三、计算题
1.求关于参考点F(x f ,y f )的旋转变换矩阵。
采用变换合成的方法
先把旋转中心F (x f ,y f )平移至坐标原点,即坐标平移(-x f ,-y f ),变换矩
模型变换 观察变换 投影 窗口至视区变换
显示
关于视见
体裁剪
模型 坐标
世界 坐标
观察
坐标
投影平 面坐标
阵为:
然后进行关于原点的旋转变换,变换矩阵:
最后,再把作之前平移的逆变换,变换矩阵为:
故所求矩阵为:
2.已知三角形ABC 各顶点的坐标A(1,4)、B(5,2)、C(3,5),相对直线X=4做对称变换后到达A ’、B ’、C ’。
试计算A ’、B ’、C ’的坐标值。
(要求用齐次坐标进行变换,列出变换矩阵)
解:变换矩阵为:⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-100
01
801
⎥⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-11
1
524537
11
1
524351
100
010801
故变换后坐标为A ’(7,4),B ’( 3,2),C ’(5,5)
3.请写出平面上任意一点相对于直线P 1P 2(线段的坐标分别为:P 1 (-1,-3) 、P 2 (8,3) )做对称变换的变换矩阵。
(要求列出计算式子,不要求计算结果。
)
解:直线P 1P 2方程为:3
7
32-=x y
变换步骤:
1.平移直线使之过原点:⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎣⎡=10
3/71
001
1T
()f f f f y x T y x --=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--,1001001()θθθθθ
R =⎪⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-1000cos sin 0sin cos ()f f f f y x T y x ,1001
00
1=⎪⎪⎪
⎭
⎫ ⎝⎛()()f f f f y x T R y x T M --∙∙=,)(,θ
2.旋转直线a 度,使之与x 轴重合:⎥⎥⎥⎦
⎤
⎢⎢⎢⎣⎡-=1000cos sin 0sin cos 1a a a a R ,a=-arctg
(2/3)
3.作关于x 轴的对称变换:⎥⎥
⎥⎦
⎤
⎢⎢⎢⎣⎡-=100010001x SY 4.旋转直线-a 度,即2之逆变换:⎥⎥
⎥⎦⎤
⎢⎢⎢⎣⎡-=1000cos sin 0sin cos 2a a a a R 5.平移直线过点(0,-7/3),即1之逆变换,⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎣⎡-=10
3/71
001
2T
最后,综合各矩阵为:1122T R SY R T M x =
四、分析综合题
1. 请写出能在屏幕上显示以下图形的OpenGL 语句段 (1)红色的大小为4像素的点:P 1(1,8),P 2(2,5),P 3(5,10);
glColor3f(1.0,0.0,0.0);
glPointSize(4.0f); glBegin(GL_POINTS); glVertex2i (1,8);
glVertex2i (2,5); glVertex2i (5,10);
glEnd();
(2)黑色的实折线(线宽3像素):P 1(1,1,3)P 2(2,7,2)P 3(7,12,4);
glColor3f(0.0,0.0,0.0);
glLineWidth (3.0f); glBegin(GL_LINES); glVertex3i (1,1,3); 或
glVertex3i (2,7,2); glVertex3i (2,7,2); glVertex3i (7,12,4);
glEnd();
glColor3f(0.0,0.0,0.0);
glLineWidth (3.0f); glBegin(GL_LINE_STRIP); glVertex3i (1,1,3);
glVertex3i (2,7,2); glVertex3i (7,12,4);
glEnd();
(3)设函数DrawCube()作用为绘制边长为1、中心在原点且长宽高方向分别与三坐标轴平行的立方体,请利用之绘制一场景,场景中有两个中心分别在(2,4,
8) 和(-2,4,8)的单位立方体,以及一个中心在(2,-4,8)且底面对角线与z 轴平行的单位立方体。
glMatrixMode(GL_MODELVIEW); glPushMatrix();
glTranslatef(2,4,8); DrawCube(); glPopMatrix();
glPushMatrix();
glTranslatef(-2,4,8); DrawCube(); glPopMatrix();
glPushMatrix();
glTranslatef(2,-4,8);
glRotatef(45.0f,0.0f,1.0f,0.0f); DrawCube(); glPopMatrix();
2.试说明如何设置才能产生两点透视投影(可作图说明)。
解:要能产生两点透视投影,首先要设置投影平面与坐标系的其中两坐标轴相交而与另外第三个坐标轴平行,其次,投影中心要在不经过所选的投影平面的有限位置上。
3.请写出以下线性八叉树{3X ,64X ,74X ,75X }所对应的八叉树,并画出相应的立方体表示(5分)(立方体节点编码如下:)
E
E
E
F
E
E
E
E
E
E
F
F
E
E
P
P
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 E
E
E
F
E
F
E
E
0 1 2 3 4 5 6 7 P
1
2
3
4
5 6 7
4. 用扫描线填充法对顶点为P 0 (2,5), P 1(2,
10),P 2(8,6),P 3(14,11),P 4(18,4),P 5(12,2),P 6(7,2)的多边形填充,写出EOT 表及当y=7时的AET 表。
5.如图,请说明利用编码裁剪算法,裁剪线段AB 的大致过程(CDEF 为裁剪窗口,
按左右下上的顺序)。
解:
(1) 判断A 、B :并非完全在窗口内,也非显然不可见; (2) 按左右下上顺序求AB 与窗口边所在直线交点,求得与左窗边直线交于P 1;
(3) AP 1显然在窗口外,舍去;判断P 1B :并非完全在窗口内,也非显然不可见;
(4) 按左右下上顺序求P 1B 与窗口边所在直线交点,求得与右窗边直线交于P 4;
(5) BP 4显然在窗口外,舍去;
判断P 1P 4:并非完全在窗口内,也非显然不可见;
(6) 按左右下上顺序求P 1 P 4与窗口边所在直线交点,求得与下窗边直线交于P 3;
(7) P 3P 4显然在窗口外,舍去;判断P 1P 3:完全在窗口内。
故算法结束,得裁剪结果直线段P 1P 3
Λ
1
2 Λ
3 Λ
4
5
6 Λ
7 EOT Λ
2 10
-3/2 8 10
Λ
-4/7 18
11
Λ
6/5
8
11
Λ
3
1
4
-5/3
7
5
AEL
0 2 10 -3/2 13/2 10
6/5 46/5 11 Λ
-4/7 114/7 11 A B
C
D E
P 1
F P 2
P 3 P 4。