(完整word版)成都理工大学计算机图形学2016年期末考试试题

1.名词解释：

计算机图形学

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

存储分辨率

指帧缓冲存储区的大小，一般用缓冲区的字节数表示

显示分辨率

计算机显示控制器能够提供的不同显示模式下的分辨率，在实际应用中简称显示模式

像素：

构成屏幕（图像）的最小元素

反走样

产生原因，数学意义上的图形是由无线多个连续的、面积为零的点构成；但在光栅显示器上，用有限多个离散的，具有一定面积的象素来近似地表示他们

定义：用于减少或消除这种效果的技术，称为反走样

多边形的扫描法

从多边形顶点表示到点阵表示的转换，这种转换称为多边形的扫描转换。这种转换就是给多边形包围的区域着色的过程。即从多边形的给定边界出发，求出位于其内部的各个像素，并将其灰度和颜色值写入帧缓存中相应单元。主要用来填充多边形区域以及由多边形拟合的其他简单曲线区域。

用户坐标系：用户引入描述整个形体的坐标系。

设备坐标系：是各种图形设备自身规定的在显示表面上采用的坐标系。

观察坐标系：依据窗口的方向和形状在用户坐标平面中定义的直角坐标系

消隐：在给定视点和视线方向后，决定场景中哪些物体的表面是可见的，哪些是不可见的。

二、简答题

2. 论述计算机图形学，数字图像处理，计算机视觉的内容和关系

计算机图形学（CG）概念：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(Digital Image Processing)概念：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(Computer Vision)概念：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

3.彩色阴极射线管的工作原理

1.用构成品字形的三支电子枪发射的电子束去轰击各自的荧光粉点

2.荧光粉可以产生红、绿、蓝三种颜色

3.这些再通过荫罩板照射到三色荧光屏上，从而产生彩色荧光屏

原理：影孔板被安装在荧光屏的内表面，用于精确定位像素的位置

4.opengl的主要功能

1.模型绘制、

2.模型观察、

3.颜色模式、

4.光照应用、

5.图像效果增强、

6.位图和图像处理、

7.纹理映射、

8.实时动画、

9.交互技术

5.在交互式图形系统中，输入设备的管理的四种方式，论述这四种方式

常用的输入模式有请求（request）、采样（sample）、事件（event）及其组合形式等几种。请求方式（request mode）：输入设备在应用程序的控制下工作，程序在输入请求发出后一直被置于等待状态直到数据输入。

取样方式（sample mode）：此时，应用程序和输入设备同时工作，当输入设备工作时，存储输入数据，并不断地更新当前数据，当程序要求输入时，程序采用当前数据值。

事件方式（event mode）：每次用户对输入设备的一次操作以及形成的数据叫做一个事件。

思想：一般一个事件发生时，往往来不及进行处理，于是，就要把事件按先后次序排成队列，以便先进先出，即先到的事件进入排队，先被取出进行处理。

组合方式：一个应用程序同时在几种输入方式下应用不同的输入设备来工作

6.写出三维基本几何变换的变换矩阵，其中平移，比例，旋转，错切变换，对称（太简单了，不给答案）

7.如何运行相对于任意参考点的二维几何变换，写出变换后的基本思想和变换的过程

相对某个参考点(xF,yF)作二维几何变换，其变换过程为：

(1) 将参考点移至坐标原点，进行平移变换；

(2) 针对原点进行二维几何变换；

(3) 反平移，使参考点回到原来的位置。

8.求p绕AB 旋转theta 角度后的p’，写出变换思想和过程

将AB 挪到原点，在将p相应变换，在进行旋转，在挪回去，太简单了，没答案9.论述三维观察的流程

三、算法题

1. 描述Weiler-Atherton多边形裁剪算法对图二多边形ABCDE进行裁剪，要求写出算法的基本思想，裁剪的过程，和画出最后的裁剪结果

算法基本思想：假定按顺时针方向处理顶点，且将用户多边形定义为Ps，窗口矩形为Pw。算法从Ps的任一点出发，跟踪检测Ps的每一条边，当Ps与Pw相交时（实交点），按如下规则处理：

(1)若是由不可见侧进入可见侧，则输出可见直线段，转(3)；

(2)若是由可见侧进入不可见侧，则从当前交点开始，沿窗口边界顺时针检测Pw的

边，即用窗口的有效边界去裁剪Ps的边，找到Ps与Pw最靠近当前交点的另一交点，输出可见直线段和由当前交点到另一交点之间窗口边界上的线段，然后返回处理的当前交点；

(3)沿着Ps处理各条边，直到处理完Ps的每一条边，回到起点为止。

裁剪结果简单，不给答案

2.描述图三的三视图的绘制过程，要求将侧视图和俯视图都要旋转到主视图所在的xoz

面上， 且 侧视图和俯视图 需要和 主视图保持一定的距离， 写出 每一面的变换矩阵

① 主视图

将三维物体向XOZ 面作正投影，投影变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=1000010000000001XOZ T ②俯视图

将三维物体向XOY 面作正投影得到俯视图

投影变换矩阵⎥⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=1000000000100001XOY T 为了使俯视图与主视图在一个平面内，就要绕X 轴负向旋转90°，即应有一个旋转变换，其变换矩阵为

⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-----=10000010010000

0110000)90cos()90sin(00)90sin()90cos(00001r x T 为了使主视图与俯视图之间有一定距离，沿Z 轴平移一段距离-0Z ,其变换矩阵为

⎥⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=1000100001000010t Z T x 三个变换矩阵乘积 z x t XOY H T T T T r =