计算机图形学复习题

计算机图形学综合练习及答案

1．计算机图形学”这一术语曩早是在＿1962＿年首次被提出，从而确立了计算机图形学的学科地位．

2．计算机图形学的应用范围包括(A,B,C,D,E,F)．

A．计算机艺术B．计算机辅助设计与制造

C．医疗诊断D．计算机动画

E．算机辅助教学F．办公自动化和电子出版技术

3．计算机图形学研究的内容是什么?

答：计算机图形学(Computer Graphics)是研究怎样用数字计算机生成、处理和显示图形的一门学科，是研究用计算机将由概念或数学描述所表示的物体(而不是实物)图像进行处理和显

示的过程，是在计算机的帮助下生成图形图像的一门艺术。4．计算机图形学处理的图形分为哪两种?

答：一类是线条式，它用线段来表现图形。这种图形容易反映客观实体的内部结构，因而适合表示各类工程技术中的结构图。如机械设计中的零件结构图、土木没计中的房屋结构图及各种曲线图等等；另一类是具有面模型、色彩、浓淡和明暗层次效果的、有真实感的图形，这种图形与我们用照相机拍摄的照片相似。它适合于表现客观实体的外形或外貌，如汽车、飞机等的外形设计以及各种艺术品造型设计等。

综合练习二及答案

1．图形系统的基本功能包括：计算、存储、输入、输出、对话等五方面的功能。

2．图形输出设备主要包括：显示器、绘图仪、打印机等．3．计算机图像的输入设备包括( A,B,C,D,E,F,G,H).

A．键盘B．鼠标C．跟踪球D．数字化仪

E．图像扫描仪F．图像扫描仪G．触摸屏H．声音系统和视觉系统

4．名词解释：分辨率场频行频

分辨率：分辨率就是屏幕图像的密度。我们可以把屏幕想象成是一个大型的棋盘，而分辨率的表示方式就是每一条水平线上面的点的数日乘上水平线的数目。分辨率越高，屏幕上所能呈现的图像也就越精细。

场频：场频又称为“垂直扫描频率”，也就是屏幕的刷新频率。指每秒钟屏幕刷新的次数，通常以赫兹(Hz)为单位。

综合练习三及答案

1.OpenGL是SGI公司开发的一套高性．能的计算机图彤处理系统，是图形硬件的软件接口，GL代表图形库．

2．GLUT代表OpenGL应用工具包，是一个和窗口系统无关的工具包．它作为AUX库的功能更强的替代品，用于隐藏不同窗口系统API的复杂性。GLUT的子程序的前缀使用字母glut．3．在OpenGL的命令函数中，核心库的函数以( C )为前缀，编程辅助库的函数的前级为( B )，实用函数库的函数前缀为( D )．

A．glu B．aux C．gl D.glut

4．简要说明OpenGL的概念及其功能．

答：OpenGL所具有的功能基本上涵盖了计算机图形学所要包括的各个方面的内容。包括绘制基本几何图形如点、线、多边形等，实现图形变换如几何变换、观察变换和裁剪，封闭边界内的填充、纹理、反走样等，二次曲面、B6zier曲线曲面和NURBS曲线曲面的生成，消隐处理以及具有光照颜色的真实感图形生成等。

5．简要说明用OpenGL进行编程的主要步骤．

答：用OpenGL进行编程一般包括以下几个部分：(1)定义绘制对象：通常对象绘制于指定的窗口之上。首先必须定义窗口在屏幕上的位置及窗口的大小等属性，然后在窗口上建立坐标系，定义图形在窗口中的生成位置。(2)初始化：即初始化OpenGL中的状态变量，为下一步图形显示做准备T作。包括定义投影类型、定义光照模型及纹理映射等。(3)渲染屏幕图像：按照显示的方位角度等要求绘制并显示图形，将物体的数学描述及状态变量(如颜色、纹理等)变换为屏幕像素。7．编写一个程序，并在一蓝色窗口中绘制一红色的正方形，且正方形大小可随窗口尺寸改变而调整。

#include

#include

void Display(void)

{

glClear(GL_COLOR_BUFFER BIT);

//将作图颜色设为蓝色

glColor3f(0.0f，0.0f,1.0f);

//作一个正方形

glRectf(50.0f, 50.0f, 150.0f, 150.0f);

glFlush();

}

void myinit(void)

{

//将背景颜色设为红色

glClearColor(1.0f,0.0f,0.0f,0.0f);

}

void Myreshape(GLsizeiw, GLsizei h)

{

glViewport(0,0，(GLsizei)w, (GLsizei)h);

glMamxMode(GL_PROJECTION);

glLoadIdentity();

if(w<=h)

gluOrth02D(0.0,200.0,0.0,

200.0*(GLfloat)h/(GLfloat)w);

else gluOrth02D(0.0,200*(GLfloat)w/(GLfloat)h,

0.0,200.0);

glMatrixMode(GL_MODELVIEW); }

void main(void) {

glutlnitDisplayMode(GLUT SINGLE | GLUT_RGB); glutlnitWindowSize(200,200); glutlnitWindowPosition(150,150); glutCreateWindow(“GLRect ”); myinit();

glutDisplayFunc(Display); glutReshapeFunc(Myreshape); glutMainLoop(); }

综合练习四及答案

1．对图形的扫描转换，一般可以分为两个步骤，先确定有关像素的集合，然后再对像素进行操作。

2．对于端点坐标为Pl(x1，y1)和P2(x2，y2)的直线段，线段的方程可表示为

1

211

21y y y y x x x x --=-- 3．在对中心落在坐标原点的标准椭圆进行扫描转换时，已知像素点(x ，y)位于椭圆之上，则根据椭圃的对称性，可以确定像素点( A 、B 、D )也位于椭圆之上．

A ．(-x ，y)

B ．(x ，-y)

C ．(y ，x)

D ．(-x ，-y)

4．名词解释：光栅化 八分法画圃 区域填充 种子填充 八向连通区域

光栅化：由显示器的原理我们知道，光栅图形显示器司以看成一个像素的矩阵，每个像素可以用一种或多种颜色显示。在光栅显示器上的任何一种图形，实际上都是一些具有一种或多种颜色的像素的集合。因此，确定一个像素集合及其颜色，用于显示一个图形的过程，称为图形的扫描转换或光栅化。

综合练习五及答案

1．将二堆坐标(x ，y)表示为三元组的坐标形式(xh ，yh ，h)称为 齐次坐标 表示法，其中二者之间的关系满足 x=xh ／h ，y=yh ／h 。

2．通常我们把世界坐标系中要显示的区城称为窗口，其映射到显示设备上的坐标区域称为视区。

3．通常图形在方向、尺寸方面的变化是通过图形的( A )来完

成的，而要将窗口内的内容在视区中显示出来，必须经过图形的( B )来完成．

A ．几何变换

B ．观察变换

C ．裁剪 4．简述二维现察流程．

答：观察变换可经过以下几个步骤来完成。首先，在世界坐标系中生成图形；其次对世界坐标系中的窗口区域进行裁剪，得到要显示的内容；然后进行从窗口到视区的变换，即将世界坐标系中的窗口图形转换到规程化的设备坐标系的视区中；最后，将规格化设备坐标系描述的图形变换到设备坐标系中进行显示。此即为二维观察的变换流程，参见5.4.2节。

5．已知平面上一任意直线P1(x1，y1)和P2(x2，y2)，试推导将其通过变换与y 轴重合的变换矩阵． 答：可由以下步骤完成：

(1)将一端点P1(xl,y1)平移至坐标原点，变换矩阵为：

⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎣⎡--=1

1

1

0100011

y

x T

(2)将直线绕原点旋转，使端点P2(x2,y2)与y 轴重合： ⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎣⎡-=10

0cos sin 0sin cos 2

αααα

T

α为直线与y 轴所成夹角。A=arctg(x2-x1)，(y2-y1)，则变换矩阵：

21T T T =

7．写出关于直线L 的反射变换矩阵，其中L 与x 轴的正向成θ角，与y 轴交于(0，b)． 答：可由以下几步完成：

(1)将直线与y 轴的交点平移到原点。

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣⎡-=10

01

00011

b T

(2)将直线旋转-θ角与x 轴重合。

⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎣⎡-=10

00cos sin 0sin cos 2

ααααT

(3)作关于x 轴的反射变换。

⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎣⎡-=10

0003

1001T

(4)将直线旋转θ角。