图形学复习

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计算机图形学复习题集及答案

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。

图形学复习提纲

图形学复习提纲图形学复习提纲2010.10.10第1章引言1.1 计算机图形学及其相关概念计算机图形学（Computer Graphics）计算机图形学是研究怎样利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科。

IEEE定义：Computer graphics is the art or science of producing graphical images with the aid of computer.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。

两类图形要素：1.几何要素：点，线，面，体等；2.非几何要素：明暗，灰度，色彩等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。

图形的两种表示方法：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）1.4 计算机图形系统1.4.2 计算机图形系统的结构课后作业：习题一（p19）1.1 名词解释：图形、图象、点阵法、参数法。

1.2 图形包括哪两方面的要素，在计算机中如何表示它们？1.3 什么叫计算机图形学？分析计算机图形学、数字图象处理和计算机视觉学科间的关系。

1.7 一个交互性计算机图形系统必须具有哪几种功能？其结构如何？第2章图形设备计算机图形系统包含哪些外部设备？图形输入设备：概念、特点图形显示设备：概念、结构原理、工作方式、特点图形绘制设备：概念、特点课后作业：习题二（p63）2.2. PC图形显示卡主要有哪几种？2.4. 试列举出你所知道的图形输入与输出设备。

2.5. 说明三维输入设备的种类以及应用范围。

2.6. 阴极射线管由哪几部分组成？它们的功能分别是什么？2.16. 什么是象素点？什么是显示器的分辨率？第3章交互式技术如何设计一个好的用户接口为什么要定义逻辑输入设备交互式绘图技术有哪些？设备的评价三个层次：⒈设备层: 硬件性能最优化⒉任务层：单任务：选择最佳的交互设备⒊对话层：多任务：比较优劣3.2.2 输入模式1. 请求方式（request mode）输入设备在应用程序的控制下工作：2. 取样方式（sample mode）应用程序和输入设备同时工作：输入设备不断地产生数据，并送入数据缓冲区；当程序遇到采样语句要求输入时，从数据缓冲区中读取数据。

计算机图形学总复习

这个式子的含义是当前步的y值等于前一步的y值加上斜率k。这样就把原来一个加法和乘法变成了现在的一个加法。大家知道在计算机里乘法的计算量要比加法大得多，这样就极大地提高了算法的效率。增量的思想现在不仅用在图形学里，很多领域都用，甚至在数据库里（数据挖掘）都用到增量的思想。
2、中点画线法采用增量思想的DDA算法，每计算一个象素，只需计算一个加法。加法已经是最快的算法了（加减乘除开方三角函数等）。唯一改进的途径是把加法变成一种特殊的加法—把浮点运算的加法变成整数加法。因为整数的加法比浮点的加法要快很多（计算机科学问题的核心就是算法）。 DDA算法的核心是借用了直线的点斜式方程（y=kx+b），而直线的方程有许多类型，如两点式、隐式等等。中点画线法就是采用了直线的隐式方程：f（x，y）=0，即ax+by+c=0这种方式，得出了出人意料的效果。算法的核心是判断一个点是在直线的上方还是下方，在数学上可以变成一个隐式方程的符号判别。也是用增量的思想，采用不同的表达式，最后得到一个整数算法。即把浮点运算的加法变成整数加法，优于DDA算法。
直线段的扫描转换算法非常重要，因为它是光栅图形学里最底层算法。大量图形最终都归结为直线的绘制。学习了三个算法：DDA、中点画线算法、Bresenham算法。
1、DDA算法
一个图形的生成可能要涉及到几千、几万、几十万次的直线段绘制，所以一定要想办法把直线段算法搞的精致一些，因此就用了增量的想法。增量的思想是图形学中第一个光辉的思想。利用增量算法，即利用前一个点的y值来算下一个点的y值。这样做，两个y值之间只相差一个k值。这样就变得非常简单，只用一个加法就够了。当△x=1时： yi 1 yi k
光栅扫描算法小结

图形学复习题及其解答

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。

图形学知识点总结

图形学知识点总结一、基本概念1. 图像：图像是由像素组成的二维矩阵，每个像素代表了图像中的一个点的位置和颜色信息。

图像可以是静态的，也可以是动态的。

静态图像通常是以位图或矢量图的形式存在，而动态图像则是由一系列静态图像组成的连续流。

2. 图形：图形通常是通过数学模型和算法来描述和生成的。

它不仅包括了图像，还包括了各种形状、几何对象和运动效果等。

3. 图形学：图形学是研究如何合成、生成、处理和显示图像和图形的学科。

它涉及到计算机图形学、计算机视觉、图像处理、模式识别和机器学习等多个领域。

4. 渲染：渲染是指通过光线追踪或光栅化等技术将三维场景转换为二维图像的过程。

它是图形学中最重要的技术之一，用于模拟真实光线的传播、遮挡和反射等物理效果。

5. 建模：建模是指通过数学模型或几何描述来表示和描述物体、场景和几何对象的过程。

它包括了三维建模和曲面建模等技术。

6. 可视化：可视化是指通过图像和图形来呈现和展示数据、信息和模型的过程。

它包括了科学可视化、信息可视化和虚拟现实等技术。

二、图形学原理1. 光栅化：光栅化是一种将连续的几何模型和图像转换为离散的像素和像素面片的过程。

它是实现图形显示和渲染的核心技术之一。

光栅化算法主要包括了扫描线填充算法、多边形填充算法和三角形光栅化算法等。

2. 光线追踪：光线追踪是一种通过模拟光线的传播、遮挡和反射等物理效果来生成真实感图像的技术。

它是实现高质量渲染的主要方法之一。

光线追踪算法主要包括了蒙特卡罗光线追踪、路径追踪和光线追踪加速算法等。

3. 几何变换：几何变换是一种通过矩阵变换来实现图形和几何模型的平移、旋转、缩放和变形等操作的技术。

它是实现图形编辑和模型建模的基本方法之一。

几何变换算法主要包括了仿射变换、欧拉角变换和四元数变换等。

4. 图像处理：图像处理是一种通过数字信号处理来实现图像的增强、分析、识别和理解等操作的技术。

它是实现图像编辑和计算机视觉的关键技术之一。

图形学复习大纲

图形学复习大纲计算机图形图像学复习大纲：第一章1.关于计算机图形学的含义（填空、选择、判断）2.关于图形分类及举例3.关于图形的表示方法（两种）<概念、区别>4.图形与图像的区别5.图形学的另一种解释6.阴极射线管组成（五部分）7.什么是分辨率及特性8.习题3（图形、图像含义）第二章1.什么是CDC类（P31下）设备上下文对象的基类2.例2.4、例2.5（P35、P38）第三章1.什么是直线的扫描转换2.程序：利用中点Bresenham绘直线第四章1.多边形定义及分类，三种。

（P73）2.多边形表示方法有哪两种（顶点、点阵）及其概念3.什么是多边形扫描转换4.什么是多边形填充5.有效边表填充原则（下闭上开、左闭右开）6.什么是有效边、有效边表7.分析题：分析某个多边形关于某条扫描线的有效边表8.什么是桶表（又名边表）9.什么是边缘填充？[P80]10.什么是种子填充算法？11.什么是四/八邻接点（连通域）。

简答第五章二维变换和裁剪1.什么是图形几何变换？分为几种？2.什么是（规范化）齐次坐标？点的表达式3.三维变换矩阵的形式，和子矩阵功能：T1、T2、T3、T4形式、作用4.二维图形基本几何变换5.什么是平移（比例）变换，概念和过程？6.如何使用比例变换改变图形形状（P92中）7.什么是旋转变换（概念、结论）8.什么是反射变换（概念、3个结论矩阵）9.错切变换（概念）10.例1、例2（P95、97）11.什么是用户、观察、设备、规格化设备坐标系12.窗口、视区的关系，概念13.什么是裁剪、算法原理14.习题1.2.4（P106）第六章三维变换和投影1.三维几何变换矩阵2.平移、比例矩阵3.什么是平行投影，特点和分类？4.什么是三视图、哪三个，加以区分5.透视投影的特点6.什么是透视投影、视心、视点、视距7.透视变换坐标区包含3个（区别）8.什么是灭点、性质是什么？P1259.什么是主灭点、性质？10.什么是一、二、三点透视第七章自由变换曲线和曲面1.什么是样条曲线/面2.曲线曲面的表示形式3.什么是拟合、逼近4.什么是Bezier曲线及性质？P1375.一次、二次、三次Bezier的形状？6.Bezier性质（简答）第九章动态消隐1.什么是消隐？P1872.什么是图形的几何信息、拓扑信息？3.线框、表面实体模型的区别4.什么是消隐图5.消隐算法分类6.隐线算法原理（简答）7.隐线算法的特性8.凸面体的性质第十章真实感图形1.什么是颜色2.颜色的三要素和概念3.三刺激理论4.三原色性质5.常用颜色模型6.灰度和彩色的区分7.颜色渐变的方法8.关于直线的渐变9.三角形颜色渐变10.什么是材质第一章导论1.关于计算机图形学的含义（填空、选择、判断）？计算机图形学是一种使用图形生成原理和算法将二维或三维图形转化为光栅化的计算机显示的学科。

图形学复习

选择（20*1’=20）填空（10*1’=10）判断（10*1’=10）简答（5*5’=25）计算证明（4*7’/8’/10’/10’=35）1. 计算机图形学：计算机图形学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. 计算机图形学的研究对象是图形。

图形是指能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对象。

3. 点阵法是用具有灰度或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，这些点具有什么灰度或色彩。

4. 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。

5. 把参数法描述的图形叫做图形。

6. 把点阵法描述的图形叫做图像。

7. 构成图形的要素分为两类：刻画形状的点、线、面、体等几何要素；反映物体本身固有属性，表面属性或材质的明暗、灰度、色彩等非几何要素。

8. 计算机图形学和相关学科间的关系9. 计算机图形学的应用领域：科学、医药、商业、工业、政府部门、艺术、娱乐业、广告业、教育和培训等领域。

10. 图形学的研究动态：计算机动画、地理信息系统、人机交互、真实感图形显示、虚拟现实、科学计算可视化、并行图像处理11. 计算机图形系统任务：如何用恰当的硬件来实现图形处理功能；如何设计好的图形软件；图形处理所需的数学处理方法；如何解决实际应用中的图形处理问题。

功能：计算、存储、交互、输入和输出五种功能。

结构：由图形软件与图形硬件两部分组成。

12. 图形软件的三部分：图形应用数据结构、图形应用软件、图形支撑软件13.CRT 的组成：CRT 由电子枪、偏转系统及荧光屏三个基本部分组成。

CRT 工作原理：首先，显像管内部的电子枪发射出高速的三束电子束，以极高的速度去轰击荧光粉层。

它们分别受显卡R、G、B三个基色视频信号电压的控制，经过偏转线圈的作用穿越荫罩的小孔或珊栏，去轰击荧光粉层。

14.随机扫描显示器工作原理：在随机图形显示器中，电子束的定位和偏转具有随机性，即电子束的扫描轨迹随显示内容而变化，只在需要的地方扫描，而不必全屏扫描。

计算机图形学部分复习重点及答案

（2）在把物体表面相应的多边形扫描转换成帧缓存中的信息时，对于多边形内部的每一个采样点（x，y）进行以下处理：
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。

图形学期末复习

第一章1、图形：图形都是真实物体或想象物体的可视化显示与表示。

计算机图形包括点、线、面、体、明暗、灰度、色彩、颜色、材质2、图像：是记录在介质上面客观对象的映像。

3、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。

4、计算机图形学研究内容:建模：在计算机图形学，建模与表示是一个通用词汇，用于建立物体的三维计算机图形学表示，即用于表示物体的技术、方法或数据结构，其最终产品并不是二维图像而是真实的三维物体。

绘制：该术语来自艺术领域，这里主要指对建模表示后的物体进行可视化，即根据三维计算机模型生成带阴影的图像。

动画：利用图像序列，产生物体运动的视觉效果的一种技术，这里也要用到建模和绘制，但控制时间这个关键问题在基本建模和绘制中一般是不考虑的。

5、计算机图形学相近领域:•人机交互：在输入设备（如鼠标、写字板等）、应用程序和以图形或者其他感官方式向用户发送的反馈之间建立接口。

•虚拟现实：试图让用户置身于三维虚拟世界。

为了产生这种效果，系统至少有立体显示，并对头部运动产生反应。

真正的虚拟现实系统还要有声音反馈和力反馈。

•可视化：试图通过视觉显示让用户看得更明白。

6、相关技术a)基于图形设备的基本图形元素生成算法b)图形变换与裁剪c)几何造型技术d)图形信息的存储、检索和交换技术e)人机交互及用户接口技术f)动画技术g)图形输出设备与输出技术h)图形标准和图形软件包的研究开发7、计算机图形学与相关学科的关系:8、计算机图形学应用领域计算机辅助设计与制造CAD&CAM计算机仿真和模拟Simulation娱乐动画Movie &Game地理信息系统GIS 表现在：遥感图像信息的自动提取，地理系统建模，地理信息的智能分析，地表系统的仿真虚拟现实Virtual Reality9、计算机图形学的发展a)诞生(1950-1960 ) 旋风I号计算机的诞生，类似于示波显示器阴极射线管(CRT)来显示一些简单图形b)线框图形学（1960-1970）特点是利用直线、曲线等线条来表示物体对象。

计算机图形学复习题

计算机图形学复习题关键信息项：1、复习题涵盖的主要知识点：＿___________________________2、复习题的题型及数量：＿___________________________3、复习题的难度级别：＿___________________________4、复习题的来源及参考资料：＿___________________________5、完成复习题的时间限制：＿___________________________6、复习题的评分标准：＿___________________________7、复习题的使用目的：＿___________________________8、对复习效果的预期：＿___________________________11 复习题涵盖的主要知识点111 图形的表示与生成包括二维图形和三维图形的表示方法，如点、线、多边形、曲线和曲面等的数学模型和算法。

112 图形变换涉及平移、旋转、缩放、投影等变换的矩阵表示和计算方法。

113 图形裁剪与消隐研究图形在窗口内的裁剪算法以及隐藏线和隐藏面的消除方法。

114 光照与材质涵盖光照模型、材质属性的定义和计算，以及如何实现真实感图形效果。

115 纹理映射包括纹理的生成、映射方式和在图形中的应用。

116 图形的交互技术如鼠标、键盘等输入设备与图形的交互操作方法。

12 复习题的题型及数量121 选择题共X道，主要考查对基本概念、原理和算法的理解。

122 填空题共X道，侧重于对重要公式、参数和知识点的记忆。

123 简答题共X道，要求对复杂问题进行简要分析和阐述。

124 计算题共X道，需要运用所学知识进行具体的计算和推导。

125 综合应用题共X道，综合多个知识点解决实际的图形学问题。

13 复习题的难度级别131 基础级别占总题量的X%，主要涉及基础知识和简单应用。

132 中等级别占总题量的X%，需要一定的分析和推理能力。

计算机图形学复习题及答案

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。

图形学复习

第1章绪论1.什么是计算机图形学，它主要研究内容？计算机图形学是一门研究用计算机将数据转换成图形，并在专用设备上显示和处理的学科，它着重研究图形生成和处理的原理、方法和技术，是一门多学科综合应用的新技术。

其涵盖图学理论、应用数学、计算机科学等学科。

主要研究内容：围绕：图形处理过程中的软、硬件技术、表示图形和图像的准确性、真实性和实时性。

包括：研究内容分为九个方向。

1）基于设备的基本图形生成算法，如直线、圆弧等；2）图形元素的裁剪和几何变换技术；3）曲线和曲面的处理技术：插值、拟合、拼接和分解；4）三维几何造型技术；5）三维形体的实时显示和图形的并行处理技术；6）真实感图形生成技术和仿真模拟系统；7）随机形体或模糊景物的模拟生成技术；8）虚拟现实环境的生成和控制技术；9）三维或高维数据场的可视化技术2.图形的构成要素和表示方法？图形的构成要素几何要素：刻画对象的轮廓、形状等；非几何要素：刻画对象的颜色、材质等。

图形的表示方法点阵表示：枚举出图形中所有的点, 简称为图像；参数表示：形状参数+属性参数，简称为图形。

第2 章计算机图形系统2.常用的图形输入、输出设备有哪些？各有何特点？输入设备：键盘、鼠标、光笔、数字化仪输出设备：显示器、绘图仪、打印机3.图形软件分为几层？各个层有什么特点？零层图形软件（驱动程序、接口程序）一层图形软件（基本子程序）二层图形软件（通用程序）三层图形软件（应用程序）4.熟悉光栅扫描显示系统的结构。

1.计算机图形系统由哪几部分组成，各自实现什么功能？（P15）图形系统=硬件设备+软件系统+人硬件系统：中央主机、图形输入设备、图形输出设备。

软件系统：系统软件、应用软件。

5.了解分辨率、帧缓存、像素、像距等常用词语的含义。

分辨率：是指CRT单位长度上能分辨出的最大光点(象素)数。

分为水平分辨率和垂直分辨率。

常用屏幕上象素的数目来表示。

分辨率越高，象距离越小，显示字符或图像越清晰象素：屏幕被扫描线分成 n 行，每行有 m 个点，每个点为一个象素。

图形学总复习

2. 窗口与视区
窗口(window)：用户为观察自己感兴趣的部分图形，而指定的范围或区域，通常为矩形。视区(viewport)：显示设备上用于显示窗口内图形数据的一个区域。
第 2 章交互式图形系统
2.2.2 图形绘制设备
图形输出包括图形的显示和图形的绘制。图形绘制通常指把图形画在纸上，也称硬拷贝，打印机和绘图仪是两种最常用的硬拷贝设备。
算法C程序（教材49页） 3.2.12 中点画圆法
算法C程序（教材52页）
3.7 反走样常用的反走样方法： (1) 过取样法；
(2) 区域取样法。
第 4 章曲线和曲面
4.1.1 曲线及其参数表示
参数曲线的分类： (1) 规则曲线：具有确定描述函数的曲线，如圆锥曲线、正弦曲线、渐开线等。 (2) 拟合曲线：由离散的特征点构造函数来描述的曲线，如最小二乘法拟合曲线、三次参数样条曲线、 Bé zier曲线、B样条曲线等。构造拟合曲线的方法：(1) 插值；(2) 逼近。
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1
5.5.3 三视图变换的实例设六面体各顶点的坐标位置为A(0, 2, 0), B(2, 2, 0), C(2, 0, 0), D(0, 0, 0), E(0, 2, 2), F(2, 2, 2), G(2, 0, 2), H(0, 0, 2) 。在V面投影图与H面以及W面投影间的距离均为10。试求六面体各顶点在V、H、 W面上的投影坐标。
123100cos30sin300100010sin30cos30001052510015251c?????????????????????????????????????tttt????1122331020108660501183229512020105086602049281711530113170851111634331cpppppp????????????????????????????????????????????????????????t所以变换后三角形三个顶点分别为

计算机图形学完整复习资料

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。

图形学的期末期末复习

计算机图形学 Computer Graphics
2014
>Bei|ing Normal University Zhuhai Camptts
考核方式和评分标准 Assessment
•平时Usua I I y resu I ts: 30% •考勤10% *课堂练习、总结报告、测试、上机实验：20%
• 2D3D项目Project: 30%
43
20平移齐次坐标变换
•或表示成：?9 1 ?
•平移变换的逆变换用负位移代替-‘ 卞
44
20旋转齐次坐标变换
X1 008^ -3
= 810^
1
0
0
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• 0「，「= 8 ⑼?
0X
0У 11
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*旋转变换的逆变换用-€»值代入.
第一章概述
*计算机图形学的概念、定义 •研究对象
计算机图形学的概念及其研究内容
•计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专门的显示设备上显示的原理、方法和技术的学科
*世界各国的专家学者对计算机图形学有着各自的定义。
* 1£汪的定义为：计算机图形学就是在计算机的帮助下生成图形图像的一门科学或艺术
•由光栅算法生成的图元有锯齿效应(jagged or stairstepappearance).
・像这种由低频率采样引起的变形称为走样 (aliasing).
•这种现象可采用反走样技术来解决.
26
直线段的过取样
将一个像素分为若干子像素，计数有多少个子像素穿过直线路径.
每个像素的亮度等级和该像素区域内的穿过直线的子像素的总数成正比。
參• 2nd GSS accepted by ISO & ANSI

计算机图形学复习题及答案.doc

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。

三、填空1．图形软件的建立方法包括提供图形程序包、修改高级语言和采用专用高级语言。

2．直线的属性包括线型、线宽和颜色。

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，颜色显示为灰度级（或亮度级）。

4．平面图形在内存中有两种表示方法，即栅格表示法和矢量表示法。

5．字符作为图形有点阵字符和矢量字符之分。

6．区域的表示有内点表示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，通过给区域内的像素赋予同一属性值来实现内点表示。

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

9．区域填充有种子填充和扫描转换填充。

10．区域填充属性包括填充式样、填充颜色和填充图案。

图形学复习

分辨率：CRT无重叠的最多点数点距：显示屏相邻两个象素点之间的距离带宽：带宽= 水平象素数*垂直象素数*帧频OpenGL入门第三章图形算法：Bresenham画线算法第四章填充时交点问题：奇数交点局部极值分点处理、多边形某些边缩短，解决顶点计交点数不同扫描算法：填充算法：有序边表（存储多边形边界有效完成填充）第五章基本变换：平移P’=P+T；旋转P’=R*P；缩放P’=S*P矩阵表达式：P’=M1*P+M2齐次坐标：P’=T(tx,ty)*P搞清楚（OpenGL函数的参数）如何实现（二维比较乱）旋转时按照右手系，后的到者出现负值，空出代表该轴的一列一行第六章点阵设备是如何扫描的点阵设备——光栅设备矢量设备——随机设备——绘图仪、示波器裁剪操作：GLU裁剪窗口函数：gluOrtho2D(xwmin, xwmax, ywmin, ywmax);OpenGL视口函数：glViewport(xvmin, yvmin, vpWidth, vpHeight);编程上正投影和透视投影有什么区别？第八章三次样条插值法：灵活度和复杂性的折中自然三次样条的主要缺点：控制点中任一个有变动，整条曲线都变，因此不允许“局部控制”Hermite插值：分段三次多项式，在每个控制点有给定的切线每个曲线段仅依赖端点的约束，可以局部调整Bezier曲线的特性：（1）曲线总是通过第一个和最后一个控制点；（2）曲线落在控制点的凸壳之内均匀B-样条：两节点值的距离为常数，具有周期性混合函数非均匀B-样条曲线：可选择多个内节点值并在节点值之间选择不等间距有理函数是两个多项式之比，有理样条是两个有理样条函数之比实体构造：扫描法、集合运算、CSG树、蒙皮（ｓｋｉｎ）、八叉树（模型分解）蒙皮：在三维软件中创建的骨骼的基础上，为骨骼添加模型，由于骨骼与模型是相互独立的，为了让骨骼带动模型产生合理的运动，把模型绑定到骨骼上的技术第十章双线性亮度插值法（Gouraud）针对简单反射模型的漫反射项，假设光源在无穷远，对同一多边形上的点,（L·N）为恒定值。

图形学复习资料.doc

特点：电子束可随意移动,
只扫描屏幕上要显示的部分。
逻辑部件：刷新存储器(Refreshing
Buffer)显示处理器(DPU:Display
Processing Unit)和CRT
7、帧缓冲存储器
像素所呈现的颜色或灰度由数值表示，视频控制器刷新时，需反复读这些数值。
用来存储像素颜色(灰度)值的存储器就称为帧缓冲存储器。简称帧缓冲器(显存)。
-B-样条曲线具有类似于Bezier曲线的性质
•端点插值性质
•端点导数与控制的起始边与终止边相切
-当〃=奸1时，B-样条曲线就是一条Bezier曲线
•(2)局部性：当移动一个控制顶点时，只会影响曲线的一部分，而不是整条曲线
•
的权因子
•原因：B・样条情形不能精确表示二次曲面与平面的交线，如圆锥曲线(平面与圆锥
main(泌数在第一行对GLUT库进行了初始化，然后设定窗口的显示模式、初始位管与大小, 即位于屏幕左上角，长宽各为300。
glutCreateWindow()语句创建了这个窗口0
glutMainLoop()语句启动GLUT的主事件循环，在用户结束程序的运行之前，它将负责处理所有的GLUT事件。
6、光栅扫描的显示系统和随机扫描的显示系统的特点
每次的增量为2dy大于零时减去2dx
Bresenham算法
void Bresenhamline (int xO,int yO,int xl, int yl,int color)
{ int x, y, dx, dy,e;
dx = x 1 -xO, dy = yl- yO;
e=- dx, x=xO, y=yO;
•逼近表示，难以满足交互时放大要求
•难以用传统方法修改（编辑）物体外形