1.计算机图形系统的五方面的功能：计算、存储、对话、输入、输出
2.计算机图形学与计算机图像学的关系
–图形和图像实质是矢量图与点位图的关系
–矢量图是用一系列计算机指令来描述一幅图，这种方法实际是用数学方法来描述一幅图，是许多的数学表达式通过语言表达出来。
–点位图是把彩色图分成许许多多的象素，每个象素用若干个二进制位来指定该象素的颜色、亮度和属性。
–除了在构成原理上的区别之外，还具有以下区别：
–1、图的获取方式不同
–2、图的存储空间不同，图像的数据量相对较大，图形的数据量相对较少。
–3、图的显示速度不同
–4、图像的像点之间没有内在的联系，在放大与缩小时，部分像点被丢失或被重复添加，导致图像的清晰度受影响，而图形由运算关
系支配，放大与缩小不会影响图形的各种特征。
–5、图像的表现力较强，层次和色彩较丰富，适合表现自然的、细节的事物；图形则适于表现变化的曲线、简单的图案、运算的结果
等。
3.计算机图形学的应用
–计算机辅助设计
–图示图形学
–计算机艺术
–娱乐
–教学与培训
–可视化
–图形用户界面
4.输入与输出设备(哪些是输入和输出设备)
–输入设备：用于图形输入的设备很多，一般包括鼠标、键盘、跟踪球、空间球、操纵杆、数字化仪、拨号盘和按钮盒。对于一些特殊
应用，还有包括数据手套、触摸板、图像扫描仪和声音系统。
–输出设备：图形和图像的输出有两种模式：
–屏幕显示模式（用显示器显示）
–输出实物图纸或硬拷贝模式（打印机、绘图机、照相机、摄像机等设备都可以使用）
5.分辨率与帧缓存容量的关系
象素
整个屏幕被扫描线分成n 行，每行有m 个点，每个点为一个象素。整个屏幕有m ×n 个象素。
?分辨率
是指CRT在水平或垂直方向的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。通常用屏幕上象素的数目来表示。
比如上述的n 行，每行m 点的屏幕分辨率为m ×n 。分辨率越高，相邻象素点之间的距离越小，显示的字符或图像也就越清晰。分辨率受显示器生产工艺、扫描频率以及显示存储器容量的限制。
? 分辨率M ×N 、颜色个数K 与显存大小V 的关系
??K N M V 2log ??≥
帧缓存中单元数目与显示器上像素的数目相同，单元与像素一一对应，各单元的数值决定了其对应像素的颜色。
显示颜色的种类与帧缓存中每个单元的位数有关（图示帧缓冲器的每个单元只有一位）。
6．国际标准化组织（ISO ）批准的图形标准
面向图形设备的接口标准：
计算机图形元文件(CGM)，(CRT,Mouse,…) 计算机图形接口(CGI).设备驱动程序。 面向应用软件的标准：
程序员层次交互式图形系统（PHIGS ）,GL (图形程序包) （三维）图形核心系统（3D-)GKS
面向图形应用系统中工程和产品数据模型及其文件格式： 基本图形转换规范（IGES ） 产品数据转换规范（STEP ）
7.图形的非几何变换主要指哪些非几何属性的变换
非几何要素：刻画对象的颜色、材质等
8.构成图形的要素包括哪些，表示图形的两种方法
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
– 点阵表示
? 枚举出图形中所有的点(强调图形由点构成) ? 简称为图像（数字图像）
– 参数表示
? 由图形的形状参数(方程或分析表达式的系数，线段的端点坐标等)+属性参数(颜色、线型等)来表示图形 ? 简称为图形：
? 图形主要分为两类： ? 基于线条信息表示 ? 明暗图(Shading)
9.刷新的概念、刷新频率与荧光物质的持续发光时间关系 ? 刷新频率：每秒钟重绘屏幕的次数
? 荧光物质：当它被电子轰击时发出亮光 ? 持续发光时间：电子束离开某点后，该点的亮度值衰减到初始值1/10所需的时间
? 刷新(Refresh)：为了让荧光物质保持一个稳定的亮度值
? 某种CRT 产生稳定图像所需要的最小刷新频率 ? =1秒/荧光物质的持续发光时间 ? （例如）=1000/40=25Hz ?
10.在显示技术中，提高总的光强等级的常用方法 增加帧缓冲器的平面数
11.交互式计算机图形处理系统包括哪些，图形软件包括哪三部分
图形软件和图形硬件 图形应用数据结构、图形应用软件和图形支撑软件
12.Bresenham 画线算法 、中点画线算法、中点画线算法与DDA 算法相比的优点
(1)
DDA 方法思想
b mx y i i +=++11由x m b mx i ?++=x m y i ?+= m y x i i +==?+1y 1时，当
? 即：当x 每递增1，y 递增m(即直线斜率)；
? 注意上述分析的算法仅适用于|m | ≤1的情形。在这种情况下，x 每增加1, y 最多增加
1。
当 |m | >1时，必须把x ，y 地位互换, y 每增加1，x 相应增加1/m 。
? 增量算法：在一个迭代算法中，如果每一步的x 、y 值是用前一步的值加上一个增量
来获得，则称为增量算法。 ? DDA 算法就是一个增量算法
例：画直线段P0(0,0)--P1(5,2) 则k=0.4
x int(y+0.5) y+0.5
0 0 0+0.5 1 0 0.4+0.5 2 1 0.8+0.5 3 1 1.2+0.5 4 2 1.6+0.5 5
2
2.0+0.5
缺点： 在此算法中，y 、m 必须是float ，且每一步都必须对y 进行舍入取整，不利于硬件实现。 (2)Bresenham 画线算法
Bresenham 算法是Bresenham 提出的一种精确且有效的光栅生成算法。 它用于显示线、圆和其它曲线的整数运算 它是目前最有效的线段生成算法
考虑斜率0 设斜线在（xk, yk ）已经确定了一个点，下一步是xk+1处的点，如何确定？ 设点Q 为斜线段与xk+1直线的交点，d1，d2分别为点Q 距上下平行线yk, yk+1距离 设斜线y=m?x+b ，点Q 的x 轴坐标为xk+1，则点Q 的y 轴坐标为： y=m （ xk +1 ）+ b 则可求出d1、d2的长度 ? d1 =m(xk+1)+b - yk d2 = (yk+1 ) – [m(xk+1)+b ] 则：d1、d2的差值为：d1 - d2 = 2 m(xk+1) - 2 yk + 2b - 1 又x y m ??= 则 d1 - d2 = 2 (xk+1) – 2 yk + 2b - 1 设决策参数 pk =x ?（d1 - d2） pk 的正负决定了使用哪一个象素点 pk =x ?（d1 - d2 ） pk >0 时, 取上点 pk <0 时, 取下点 pk =0 时, 始终取上(或下)点 c y x x y p k k k k +??-??=22步，第 c y x x y p k k k k +??-??=++++111221步，第 )(2)(2111k k k k k k y y x x x y p p -?--?=-+++ 则得到前一点与后点的递推关系 )(2)(2111k k k k k k y y x x x y p p -?--?+=+++ 的正负，取决于或其中k 1p 10)(=-+k k y y （Pk>0, 取1; Pk<0, 取0） |m|<1时的算法 1、输入线段的两个端点，并将左端点存储在（x0, y0）中。 2、画第一个点 3、计算常量x y p y x y y x ?-?=?-????22220和、、、 4、从k=0开始，在沿线路径的每个xk 处，进行两个步骤地监测 a 、若pk<0, 下点绘制（ xk +1，yk ），且y p p k k ?+=+21 b 、若pk>=0, 下点绘制（ xk +1，yk +1 ）且x y p p k k ?-?+=+221 5、重复步骤4, 共x ?次 例题请参照书上P75 例3.1 (3) 中点画线算法 假定直线斜率0 点亮象素点P （Xp ,Yp ）,则下一个与直线最接近的像素只能是P1点或P2点。设M 为中点，Q 为交点 现需确定下一个 需要点亮的象素。 – 当M 在Q 的下方, P2 离直线更近, 取P2 。 – 当M 在Q 的上方, P1离直线更近 , 取P1 - 当M 与Q 重合， P1、P2任取一点。 问题：如何判断M 与Q 点的关系？ 假设直线方程为： F(x,y)= ax +by +c=0 其中a=y0-y1, b=x1-x0, c=x0y1-x1y0 该直线方程将平面分为三个区域： (1)对于直线上的点，F(x,y)=0； (2)对于直线上方的点，F(x,y)>0； (3)对于直线下方的点，F(x,y)<0。 ∴ 欲判断M 点是在Q 点上方还是在Q 点下方，只需把M 代入F (x ,y ),并检查它的符号。 构造递推式:d=F(M)=F(xp+1,yp+0.5) =a(xp+1)+b(yp+0.5)+c 当d<0，M 在直线(Q 点)下方，取右上方P2； 当d>0，M 在直线(Q 点)上方，取右方P1； 当d=0，选P1或P2均可，约定取P1； 能否采用增量算法呢？ 若d ≥0, M 在直线上方, 则取P1; 此时再下一个象素的递推式为 d1=F(xp+2, yp+0.5)=a(xp+2)+b(yp+0.5)+c = a(xp +1)+b(yp +0.5)+c +a =d+a 增量为a ? 若d<0， M 在直线下方，则取P2; 此时再下一个象素的递推式为 d2= F(xp+2, yp+1.5)=a(xp+2)+b(yp+1.5)+c = a(xp +1)+b(yp +0.5)+c +a +b =d+a+b 增量为a＋b ?画线从(x0, y0)开始，d的初值 d0=F(x0+1, y0+0.5)= a(x0 +1)+b(y0 +0.5)+c = F(x0, y0)+a+0.5b = a+0.5b 由于只用d 的符号作判断，为了只包含整数运算, 可以用2d代替d来摆脱小数，提高效率。 例：用中点画线法P0(0,0) P1(5,2) a=y0-y1=-2 b=x1-x0=5 d0=2(a+0.5b) d0=2a+b=1 d1=2a=-4 d2=2(a+b)=6 若d 0, 增量为2a d3= 2a=-4 d4= 2(a+b)=6 若d<0，增量为2(a＋b) 0 0 1 1 0 -3 (-4+1) 2 1 3 (6-3) 3 1 -1 (3-4) 4 2 5 (-1+6) 13.扫描线填充法（概念、算法步骤，边表） 两种基本的区域填充方法 扫描线方法 区域填充方法 多边形的扫描转换主要是通过确定穿越区域的扫描线的覆盖区间来填充， 区域填充是从给定的位置开始涂描直到指定的边界条件为止。 算法步骤： (1)确定多边形所占有的最大扫描线数，得到多边形顶点的最小和最大y值（ymin 和ymax）。 (2)从y=ymin到y=ymax，每次用一条扫描线进行填充。 (3)对一条扫描线填充的过程可分为四个步骤： a.求交 b.排序 c.交点配对 d.区间填色 边表（Edge Table，ET） 边表的构造： (1) 首先构造一个纵向链表，链表的长度为多边形所占有的最大扫描线数。 链表的每个结点，称为一个桶，对应多边形覆盖的每一条扫描线。 (2) 将每条边的信息链与该边最小y坐标（ymin ）相对应的桶处。也就是说， 若某边的较低端点为ymin，则该边就放在相应的扫描线桶中。 (3) 每条边的数据形成一个结点，内容包括：该扫描线与该边的初始交点x （即较低端点的x值），以及该边的最大y值ymax ，1/k。 (4) 同一桶中若干条边按X|ymin由小到大排序，若X|ymin 相等，则按照1/m 由小到大排序。 一个多边形与若干扫描线 (a)扫描线6的活性边表 (b)扫描线7的活性边表 14.绘制圆弧时的终点判别 直至x>=y 15.填充图元的扫描转换分的两个步骤 (1)打标记 （2）填充 16.走样与反走样的概念、反走样方法 用离散量表示连续量引起的失真，就叫做走样（Liasing ）。 光栅算法生成的图元显示具有锯齿形或阶梯状外观，由于这种低频采样而造成的信息失真称为走样。 用于减少或消除这种效果的技术，称为反走样。 反走样方法： 1）、提高分辨率 2）、过取样或后滤波 3）、区域取样或前滤波 17.多边形的逐边裁剪法的四种情况 18.点与多边形之间的包含性检测 奇-偶规则：从任意位置p 作一条射线，若与该射线相交的多边形边的数目为奇数， 则p 是多边形内部点，否则是外部点。 非零环绕数规则： 1）、多边形的边变为矢量 2）、数初始化为零。 3）、意位置p 作一条射线(不经过多边形顶点)。当从 p 点沿射线方向移动时，对在 每个方向上穿过射线的边计数，每当多边形的边从右到左穿过射线时，环绕数加1，从左到右时，环绕数减1。 4）、多边形的所有相关边之后，若环绕数为非零，则p 为内部点，否则，p 是外部点。 S S 19.种子填充算法的概念（四连通和八连通的概念） 位于给定区域的边界上的象素一一列举出来的方法称为边界表示法，又称种子填充算法。 四连通：从多边形内部任一点（象素）出发，依“左上右下“顺序判断相邻象素，若其不是边界象素，对其填充，并重复上述过程，直到所有象素填充完毕 八连通：与四连通相似，左、左上、上、右上、右、右下、下、左下 20.计算机显示设备一般使用的颜色模型 RGB 颜色模型 21.齐次坐标表示 齐次坐标表示法，就是用n+1维向量表示一个n 维向量，即n 维空间中的位置向量 （p1,p2,…,pn ）被表示为具有n+1个坐标分量的向量（wp1,wp2,…,wpn,w ）。例如，二维向量坐标（x,y ）的齐次坐标表示为（X ，Y ，w ），则x=X/w,y=Y/w 。 设二维坐标为（x,y ）,则齐次坐标为（wx ，wy ，w ），w 为任意数。 齐次坐标的不唯一性。 所以当w=1时，（wx ，wy ，w ）标准化齐次坐标为（x ，y ，1）。 标准化齐次坐标表示就是w=1的齐次坐标表示。 平移： Tx ，Ty 称为平移矢量。 比例变换： ????? ????????????????=??????????110000001''y x s s y x y x 旋转变换： 当θθ-=时， ???? ?????????????????-=??????????110 0cos sin 0sin cos 1''y x y x p p p p θ θθθ 旋转变换逆变换： 对称变换： 关于x 轴对称： ????? ????????????? ???=??????????110010011''y x t t y x y x ???? ? ????????????????-=??????????110 0cos sin 0sin cos 1''y x y x p p p p θθθθ???? ?????????????????-=??????????1''10 0cos sin 0sin cos 1y x y x p p p p θ θθθ????? ????????????????-=??????????11000100011''y x y x p p p p ???? ?????????????????-=??????????11000100011''y x y x p p p p 关于y 轴对称： 关于原点对称： 关于y=x 轴对称： 关于y=-x 轴对称： 错切变换： 参数b 、c 变化使图形产生变化： 沿x 方向错切 沿y 方向错切 两个方向错切 复合变换： 二维复合平移：)()()(2121t t R t R t R +=? 二维复合比例：),(),(),(21212211y y x x y x y x s s s s R s s R s s R ??=? 二维复合旋转：)(21)()(21θθθθ+=?=R R R R 通用任意点旋转的复合变换矩阵是： ???? ??????--???????? ???-???????????=100100110 0cos sin 0sin cos 1001001y x y x T θ θθθ 通用固定点缩放的复合变换矩阵是： ???? ? ?????--???????? ??????????????=100100110000001001001y x S S y x T 22.二维图形几何变换矩阵（注意反射变换矩阵，相对于非坐标轴的） ?????????????????????--=??????????11000100011''y x y x p p p p ?????????????????????=??????????11000010101''y x y x p p p p ???? ?????????????????--=??????????11000010101''y x y x p p p p ???? ?????????????????=??????????110001011''y x y x p p c b p p ???? ??? ???--???????????-??? ?? ??????-???????? ???-???????????=10010011000c o s s i n 0s i n c o s 100010001100 0c o s s i n 0s i n c o s 1001001y x y x T θθθθ θθθ θ 23.二维图形观察流程图 24.相对于某直线作对称变换的变换矩阵 在图形设备上输出 应用程序到图形的世界坐标 两维观察流程 25.一般样条函数的定义 样条曲线指由多边式曲线段连接而成的曲线，在每段的边界处满足特定的连续性条件。 26.Bezier 曲线的性质、始点处切线和终止点切线的求解，向量形式，基函数。 性质：①正性 对于区间[0, 1]中的任意一个u 值， )1()(,≥-=-k n k k n n k u u C u BEZ ② 权性 权函数的条件：BEZk(u) 0, 故：Bezier 曲线实质为Bk,n(u)对Vk 加权求和。 ∑==n k k u BEZ 0 1 )( ③ 对称性 ) 1()1()]1(1[)1()(,)(,u BEZ u u C u u C u BEZ C C n k n k n k n n k n n k n k k n n k k n n k n -=-?--=-=∴=------- ④ 递推性 ) ()()1()1()1()1()1()()1()(1,11,)1(11 111111 1,u uBEZ u BEZ u u u uC u u C u u u C C u u C u BEZ n k n k k n k k n k n k k n k n k k n k n k n k k n n k -----------------+-=-+--=-+=-= 1 ), ()()1()(1,11,,≥>+-=---k n u uBEZ u BEZ u u BEZ n k n k n k 即： Bezier 曲线的几何性质 ① 端点性质 ② 对称性 ③凸包性 Bezier 曲线始点处切线的求解，Bezier 曲线终止点切线的求解 将u=0，u=1代入 ) () 0()()0('011 1,11V V n B V V n P n k n k k k -=-=∴∑=--- ) () 1()()1('101,11-=----=-=∑n n n k n k k k V V n B V V n P 1）表明B ézier 曲线的起点切向量仅与给定的控制点V0、V1有关，相切于向量V1－V0，长度为n|V1－V0 |。 2）同理， B ézier 曲线在终点的切向量仅与给定的控制点Vn –1 和Vn 有关， 相切于向量Vn – Vn –1， 长度为 n| Vn – Vn –1|。 [] ∑∑∑-=-++=-----=---+--=---=-=2 2,121 2,12,211 111) ()2()1()()()()1() (,')()("n k n k i k k n k n k n k k k n k n k k k u BEZ V V V n n u BEZ u BEZ V V n n u BEZ V V n u P )2)(1()0("012V V V n n P +--=∴ )2)(1()1("21--+--=n n n V V V n n P 1） n 次B ézier 曲线在起点处的二阶导数仅与向量V0、V1、V2有关。 2） 终点处的二阶导数仅与向量Vn –2、Vn –1、Vn 有关。 Bezier 曲线向量形式 基函数 ) ,1,,1,0()1()! (!! )1()(,n n k u u k n k n u u C u BEZ k n k k n k k n n k -=--=-=-- 27.B 样条曲线的概念和性质 已知 n + 1个控制点Vi (i = 0, 1,…n)，将k –1 次代数式： ∑=? = n i k i i u N V u P 0, ) ( ) ( 称为B样条曲线. 参数值u对每一段曲线为0→1。若设第i段曲线参数值u的区间为[ui, ui+1]，则称所有的ui为节点值。 当ui+1– ui = 常数时，这样的B样条曲线称为均匀B样条曲线。显然，由于ui+1– ui =1，所以上述分段定义所得到的整体B样条曲线为均匀B样条曲线。 性质1 （直观性）逼近其特征多边形 性质2 每个样条曲线段受n+1个控制点影响 性质3 （凸包性）第i段曲线必定落在第i段B特征多边形的凸包内 性质4 （局部性）改动一个点，仅影响以该点为中心的总共n + 1段曲线 28.非均匀有理B样条(NURBS)的优点 1．由于ui+1 – ui ！=常数，则相邻两段曲线的连接处不一定是C2连续，有时还降为C0连续，以利于更灵活地控制曲线。 2．ui值可重复，如节点序列为（0, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 3, 4, 4, 5, 5, 5, 5），则节点0为四重节点，节点1为二重节点，节点4为二重节点，节点5为四重节点。 3．增加节点的重数可更灵活地控制曲线形状，如ui = ui+1，则曲线在已知节点ui处，由Vi–3, Vi–2, Vi–1三点控制的凸包中将自动产生一个点（C0连续）。如ui = ui+1– ui+2，则曲线在此外将发生断裂。 构造三次B样条曲线技术（一些问题的处理办法），二次B样条曲线的性质。 29.插值曲线、Bezier曲线、B样条曲线各有什么特点 插值曲线 1.只适用于控制点分布比较均匀的场合 2.不能“局部控制”，如果控制点中任一个发生了变动，则整条曲线都将受到影响 Bezier曲线 对同一特征多边形，B样条曲线比Bezier曲线更逼近特征多边形。 Bezier曲线的次数与所给定的控制点密切有关，构成样条曲线较困难，而B样条曲线本身为样条曲线。 B样条有更好的局部修改性，而Bezier有更好的端点性。 B样条曲线 30.构造三次B样条曲线技术（一些问题的处理办法），二次B样条曲线的性质。 31.三维形体的表示采用的三种模型 线框模型表面模型实体模型 32.平面几何投影（讲义里的那个分类表） 33.透视投影的概念、主灭点数 透视投影：物体位置沿收敛于一点的直线变换到观察平面。投影中心到 观察平面之间的距离是有限的 。 灭点：不平行于投影平面的平行线，经过透视投影之后收敛于一点，称为 灭点.。 主灭点：平行于坐标轴的平行线产生的灭点。 – 一点透视 – 两点透视 – 三点透视 34.三维形体的三视图 当观察平面与某一坐标轴垂直时，得到的投影为三视图。 三视图包括主视图、侧视图和俯视图三种，观察平面分别与X 轴、Y 轴和Z 轴垂直。（详见ppt12章三位观察9—17页，有具体计算。） 35.三维几何变换：相对于坐标轴的平移、旋转 第十一章ppt 36.双线性光强插值法（Gourand Shading ）存在的不足 1、高光有时会异常 2、当对曲面采用不同的多边形进行分割时会产生不同的效果。 3、Gouraud 明暗处理会造成表面上出现过亮或过暗的条纹，称为马赫带（Mach_band ）效应 37.光线跟踪算法中包含了哪些光照效果 反射、折射、透射（教材482、ppt 第十四章79—86） 平面几何投影 平行投影 透视投影 正投影 斜投影 三视图 正轴测 斜等测 斜二测 等轴测 正二测 正三测主视图侧视图 俯视图 一点透视 二点透视 三点透视 平面几何投影的分类 《计算机英语》教学大纲 (待定) 课程代码：09111306 课程名称：计算机英语 总学时：56 一、课程任务与目的 随着计算机技术的迅速发展和广泛应用，计算机在经济和社会发展中的地位日益重要。而 国内计算机技术的应用与研究普遍滞后于西方尤其是美、英等发达的资本主义国家。如何才能跟上计算机技术发展与应用的最新水平，并迅速地掌握与利用各种新技术成果为我国的现代 化建设服务呢?一个必要的条件就是要能熟练地阅读外文的计算机技术文献、资料和书籍。由于大量的最新研究成果和新产品都是以英文公布于世的。因此，每个从事计算机科学与技术的教学、科研、工程技术及经营管理的人员都必须具有一定的计算机英语水平。(本课程在大学一、二年级基础英语课程结柬后开设，作为专业阅读课)通过本课程的教学，使学生掌握必要的计算机英语基础词汇和基本术语，养成良好的专业阅读习惯，以便融会贯通地运用英语这个工具去帮助解决理论上和实践中所遇到的问题，这就是计算机专业开设计算机英语课程目的和 任务之所在。 学习本课程的主要目的： (一)介绍计算机技术系最新进展，为专业理论的深入学习提供指导。 (二)使学生掌握基本的系统的计算机专业术语，能阅读关于计算机专业的 英文书籍，为进一步学习打下良好的基础。 二、阅读大纲 (一)Introduction 1．Organization0f computer system components 2．Type of computer 3．Computer generations (二)Hardware and system concepts 1．Computer codes 2．What is a processsor 3．the storage hierarchy 4．computer—system input／output 5．multiprocessing 6．performance measurement and evaluation (三)Discrete mathmatics 1．mathmatical logic 2．Boolcan algebras 3．graph theory 4．combinational problems (四)Algorithm 1．Algorithm attribute 2．algorithms and complexity 计算机图形学测试题 （一） 1．能在人的视觉系统中产生视觉印象的客观对象，包括自然景物、拍摄到的图片、用数学方法描述的图形等等，都是计算机（A）学的研究对象。 A．图形B．语言C．技术D．地理 2．刻画对象的轮廓、形状等，构成了图形的（B）要素。 A．化学B．几何C．技术D．语言 3．刻画对象的颜色、材质等，构成了图形的非（C）要素。 A．化学B．技术C．几何D．语言 4．点阵表示法枚举出图形中所有的点，简称为数字（D）。 A．图形B．图元C．像素D．图像 5．参数表示法包括了形状参数和属性参数等，简称为（A）。 A．图形B．图元C．像素D．图像 6．计算机辅助设计、科学计算可视化、计算机艺术、地理信息系统、计算机动画及广告影视创作、电脑游戏、多媒体系统、虚拟现实系统等，都是计算机（B）学的实际应用。 A．图像B．图形C．地理D．技术 7．科学计算可视化（Scientific Visualization）在直接分析大量的测量数据或统计数据有困难时可以实现用（C）表现抽象的数据。 A．技术B．几何C．图形D．像素 8．计算机艺术软件工具PhotoShop、CorelDraw、PaintBrush等具有创作轻松、调色方便等（D），但也有难以容入人的灵感等缺点。 A．历史B．现实C．缺点D．优点 9．3D MAX, MAYA等等都是很好的计算机（A）创作工具。 A．动画B．图形C．图像D．像素 10．电子游戏的实时性、逼真性，蕴含了大量先进的计算机（B）处理技术。 A．金融B．图形C．商业D．交易 11．在计算机控制下，对多种媒体信息进行生成、操作、表现、存储、通信、或集成的处理，总要包括文本、（C）、图像、语音、音频、视频、动画等。 A．文本B．语音C．图形D．动画 12．虚拟现实（Virtual Reality）或称虚拟环境（Virtual Environment)是用（D）技术来生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉或嗅觉等感觉世界。 A．控制B．机械C．物理D．计算机 13．媒体包括“连续媒体”和“离散媒体”，计算机总是要把连续的媒体（A）为离散的信息。 A．转换B．计算C．控制D．组合 14．虚拟现实可以让用户从自己的视点出发，利用自然的技能和某些设备对这一生成的（B）世界客体进行浏览和交互考察。 A．现实B．虚拟C．物理D．历史 （二） 15．电子束轰击荧光屏产生的亮点只能持续极短的时间，为了产生静态的不闪烁的图像，电子束必须周期性地反复扫描所要绘制的图形，这个过程称为（C）。 A．启动B．驱动C．刷新D．更新 16．阴极射线管(CRT)的电子枪发射电子束，经过聚焦系统、加速电极、偏转系统，轰击到荧光屏的不同部位，被其内表面的荧光物质吸收，发光产生可见的（D）。 A．电子B．物质C．光线D．图形 17．像素(Pixel:Picture Cell)是构成屏幕（A）的最小元素。 A．图像B．图框C．线D．点 18．分辨率(Resolution)是指在水平或竖直方向单位长度上能识别的最大（B）个数，单位通常为dpi（dots per inch)。 A．图像B．像素C．线D．圆 19．假定屏幕尺寸一定，常用整个屏幕所能容纳的像素个数描述屏幕的（C），如640*480，800*600，1024*768，1280*1024等等。 A．大小B．容量C．分辨率D．亮度 （三） 20．容器坐标系包括坐标原点、坐标度量单位和坐标轴的长度与（D）。 名词解释 将图形描述转换成用像素矩阵表示的过程称为扫描转换。 1．图形 2．像素图 3．参数图 4．扫描线 5．构造实体几何表示法 6．投影 7．参数向量方程 8．自由曲线 9．曲线拟合 10．曲线插值 11．区域填充 12．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、和采用专用高级语言。 2．直线的属性包括线型、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。 4．平面图形在内存中有两种表示方法，即和矢量表示法。 5．字符作为图形有和矢量字符之分。 6．区域的表示有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，通过给赋予同一属性值来实现边界表示。 9．区域填充有和扫描转换填充。 10．区域填充属性包括填充式样、和填充图案。 11．对于图形，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。 12．裁剪的基本目的是判断图形元素是否部分或全部落在之内。 13．字符裁剪方法包括、单个字符裁剪和字符串裁剪。 14．图形变换是指将图形的几何信息经过产生新的图形。 15．从平面上点的齐次坐标，经齐次坐标变换，最后转换为平面上点的坐标，这一变换过程称为。 16．实体的表面具有、有界性、非自交性和闭合性。 17．集合的内点是集合中的点，在该点的内的所有点都是集合中的元素。 18．空间一点的任意邻域内既有集合中的点，又有集合外的点，则称该点为集合的。 19．内点组成的集合称为集合的。 20．边界点组成的集合称为集合的。 21．任意一个实体可以表示为的并集。 22．集合与它的边界的并集称集合的。 23．取集合的内部，再取内部的闭包，所得的集合称为原集合的。 24．如果曲面上任意一点都存在一个充分小的邻域，该邻域与平面上的（开）圆盘同构，即邻域与圆盘之间存在连续的1-1映射，则称该曲面为。 25．对于一个占据有限空间的正则（点）集，如果其表面是，则该正则集为一个实体（有效物体）。 26．通过实体的边界来表示一个实体的方法称为。 27．表面由平面多边形构成的空间三维体称为。 28．扫描表示法的两个关键要素是和扫描轨迹。 29．标量：一个标量表示。 30．向量：一个向量是由若干个标量组成的，其中每个标量称为向量的一个分量。 四、简答题 1. 什么是图像的分辨率？ 《计算机图形学基础》课程教学大纲 一、课程概述 （一）基本说明 中文名称：计算机图形学基础课程代码：16JS062 总学时/学分：48/3 考核方式：考试 适用专业：计算机科学与技术 (二）课程属性 1.课程性质 本课程是计算机科学与技术专业选修课，主要介计算机图形学的经典核心体系：图形系统、二维图形生成、几何变换、二维与三维观察、三维对象(实体造型与曲线曲面)、真实感图形技术、交互技术及动画等。通过本课程的学习，有助于学生对计算机图形学原理的理解和图形编程技术的掌握。 2.课程与课程群的联系 本课程与《Java程序设计基础》、《C语言程序设计》、《线性代数》等基础课程有着密切的关系，通过本课程的学习，使学生掌握图形方面的基本知识。为了使学生能够顺利完成本课程的学习，在学习本课程之前，需对相关课程（群）有一定的了解和掌握。 前修课程：《Java程序设计基础》、《C语言程序设计》、《数据库原理及应用》等，这些课程对本课程学习起着基础铺垫作用。 二、教学设计 （一）课程设置的主要依据 本课程是一门理实融合、教学做一体的理论课程，着眼于满足计算机科学与技术专业对应用型人才需求，遵循“基础/应用”的导向原则，教学内容与教学组织紧紧围绕应用型的计算机科学与技术专业人才培养目标进行设计、选择和实施，以“必需、够用、适度超前”为度，突出打牢理论基础和实践能力培养。在教学过程中，注重创新精神、实践能力和职业道德的培养，倡导探究性学习（或研讨式、案例式、专题式、项目式等），引导学生主动参与教学过程，主动思考、勤于实践、知行合一，逐步培养学生分析解决计算机类项目开发过程中实际问题、沟通交流与团队协作能力。 （二）课程设计思路 以《Java程序设计基础》、《C语言程序设计》、《线性代数》等课程为基础，紧紧围绕计算机科学与技术专业应用型人才培养目标，准确把握本课程在计算机科学与技术课程群中的定位和作用，以能力为本位，强调打牢基本知识和基本理论基础，强化基本技能训练，充分利用信息化教学平台，打破以知识 《计算机图形学》模拟试卷一 一、【单项选择题】(本大题共10小题，每小题2分，共20分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在答题卷相应题号处。 1、计算机图形学与计算机图像学（图像处理）的关系是（）。 [A] 计算机图形学是基础，计算机图像学是其发展 [B] 不同的学科，研究对象和数学基础都不同，但它们之间也有可相互转换部分 [C] 同一学科在不同场合的不同称呼而已 [D] 完全不同的学科，两者毫不相干 2、多边形填充算法中，错误的描述是（）。 [A] 扫描线算法对每个象素只访问一次，主要缺点是对各种表的维持和排序的耗费较大 [B] 边填充算法基本思想是对于每一条扫描线与多边形的交点，将其右方象素取补 [C] 边填充算法较适合于帧缓冲存储器的图形系统 [D] 边标志算法也不能解决象素被重复访问的缺点 3、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,分别需输出一些顶点。哪种情况下输出的顶点是错误的?（） [A] S和P均在可见的一侧，则输出点P [B] S和P均在不可见的一侧，,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与裁剪线的交点和S [D] S在不可见的一侧，P在可见的一侧，则输出线段SP与裁剪线的交点和P 4、下列关于反走样的叙述中，错误的论述为（）。 [A] 把像素当作平面区域来采样[B] 提高分辨率 [C] 增强图像的显示亮度[D] 采用锥形滤波器进行加权区域采样 5、下列关于平面几何投影的叙述中，错误的论述为（）。 [A] 透视投影的投影中心到投影面的距离是有限的 [B] 在平行投影中不可能产生灭点 [C] 在透视投影中，一组平行线的投影仍保持平行 [D] 透视投影与平行投影相比，视觉效果更真实，但不一定能真实反映物体的精确尺寸和形状 6、下列关于Bezier曲线的论述中，错误的论述为（）。 [A] 曲线及其控制多边形在起点和终点具有同样的几何性质 [B] 在起点和终点处的切线方向和控制多边形第一条边和最后一条边的方向相同 [C] n个控制点控制一条n次Bezier曲线 [D] 某直线与平面Bezier曲线的交点个数不多于该直线与控制多边形的交点个数 7、下面给出的四个选项中，（）不是Bezier曲线具有的性质。 [A] 局部性[B] 几何不变性[C] 变差缩减性[D] 凸包性 1：简述计算机图像学与数字图像处理和计算几何以及模式识别等学科之间的区别：计算机图形学研究计算机显示图像,即现实世界在计算机中的表示,其逆过程就是计算机视觉；图像处理：对图像进行处理包括图像变换，图像分析，边缘检测，图像分割等。模式识别：对数据的模式分析,涉及数据分析统计学,模式分类等。 2：第一台图像显示器是起源于：1950年麻省理工的旋风一号。 3：I.E萨瑟兰德被誉为计算机图像学之父，1963年他的SKETCHPAD被作为计算机图像学作为一个新学科的出现的标志。 4：列举计算机图像学的应用领域：计算机辅助绘图设计；事务管理中的交互式绘图；科学技术可视化；过程控制；计算机动画及广告；计算机艺术；地形地貌和自然资源的图形显示。5：计算机图形系统包括哪些组成：硬件设备和相应的程序系统（即软件）两部分组成。6：图像系统的基本功能：计算功能；存储功能；输入功能；输出功能；对话功能。 7：图像系统的分类：用于图形工作站的图形系统；以PC为基础的图形系统；小型智能设备上的图形系统 8：显示器的分类：阴极射线管（CRT）；液晶显示器（LCD）；LED（发光二极管）显示器；等离子显示器。 9：什么是CRT？其组成部分：即阴极射线管。组成有电子枪，加速结构，聚焦系统，偏转系统，荧光屏。 10：彩色阴极射线管生成彩色的方法：射线穿透法。应用：主要用于画线显示器。优点：成本低。缺点：只能产生有限几种颜色；影孔板法。 11：显示器的刷新方式经历了哪几个阶段：随机扫描显示；直视存储管式显示；光栅扫描显示。 12：什么是显示处理器，它与CPU是一回事吗？：显示处理器又称视觉处理器，是一种专门在PC，游戏机和一些移动设备上图像运算工作的微处理器，是显卡中重要组成部分。它的作用是代替CPU完成部分图形处理功能，扫描转换，几何变换，裁剪，光栅操作，纹理映射等。 13：什么是显存，它与内存的区别：显存全称显示内存，即显示卡专用内存。它负责存储显示芯片需要处理的各种数据。电脑的内存是指CPU在进行运算时的一个数据交换的中转站，数据由硬盘调出经过内存条再到CPU。区别：显存是显卡缓冲内存。内存是电脑的内部存储器。是不同的概念。 14：黑白显示器需要1个位平面；256级灰度显示器需要8个，真彩色需要24个位平面。15：OpenGL是什么？它在计算机图形学中的作用？OpenGL是一个工业标准的三维计算机图形软件接口，可以方便的用它开发出高质量的静止或动画三维彩色图形，并有多种特殊视觉效果，如光照，文理，透明度，阴影等。 16：图元：图形元素，可以编辑的最小图形单位。是图形软件用于操作和组织画面的最基本素材，是一组最简单，最通用的几何图形或字符。基本二维图元包括：点，直线，圆弧，多边形，字体符号和位图等。 17：直线的生产算法有：逐点比较法；数值微分法（DDA）；中点画线法；Bresenham算法。18：采用哪种平移方法可以使任意二维直线变为第一和第二象限中的直线：逐点比较法。19：交互式图形系统的基本交换任务包括：定位，选择，文字输入，数值输出。定位任务是向应用程序指定一个点的坐标，定位中考虑的基本问题：坐标系统；分辨率；网格；反馈。选择任务是指从一个被选集中挑选出一个元素来。在作图系统中，操作命令、属性值、物种种类、物体等都可能是被选集。被选集可根据其元素的变化程度分为可变集和固定集。可变集的选择技术：指名和拾取。固定集的选择技术：指名技术、功能键、菜单技术、模式识 第一章：1.什么是计算机图形学，它主要研究内容？ 答：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。 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？ 答：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：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把点阵法描述的图形叫做图象；参数表示：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 第二章 1.计算机图形系统由哪几部分组成，各自实现什么功能？ 答：作为一个图形系统，至少应具有计算、存储、输入、输出、对话等五个方面的基本功能。计算机硬件+图形输入输出设备+计算机系统软件+图形软件。图像硬件设备通常由图形处理器、图形输入设备和输出设备构成 图形硬件包括高性能的图形计算机系统和图形设备。图形设备由图形输入设备、图形显示设备和图形硬拷贝输出设备组成。图形软件由图形应用数据结构、图形应用软件和图形支撑软件组成。图形输入设备是指可以完成定位、描画、定值、选择、拾取、字符逻辑输入功能的一类物理设备。键盘、鼠标、数字化仪、触摸屏、图像扫描仪、光笔图形显示设备：光栅扫描显示器(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子显示器 2.常用的图形输入、输出设备有哪些？各有何特点？ 图形输入设备 1 键盘和鼠标2 跟踪球和空间球3 光笔4 数字化仪5 触摸板6 扫描仪图形输出设备显示器 1 阴极射线管显示器2 液晶显示器（LCD）3 发光二极管显示器4 等离子显示器5 等离子显示器6发光聚合物技术 3.图形软件分为几层？各个层有什么特点？ 计算机图形软件的分类：通用编程软件包和专业应用图形软件包几何造型平台：ACIS和Parasolid ； 4.熟悉光栅扫描显示系统的结构。 光栅扫描的图形显示器图形显示子系统主要由三个部件组成：帧缓冲存储器（帧缓存）；显示控制器； ROM BIOS。 5.了解分辨率、帧缓存、像素、像距等常用词语的含义。 像素是用来计算数码影像的一种单位，一个像素通常被视为图像的最小的完整采样。 帧缓冲存储器(Frame Buffer)：简称帧缓存或显存，它是屏幕所显示画面的一个直接映象，又称为位映射图(Bit Map)或光栅。帧缓存的每一存储单元对应屏幕上的一个像素，整个帧缓存对应一帧图像。 分辨率：在水平和垂直方向上每单位长度（如英寸）所包含的像素点的数目 第三章：1.直线的常用生成算法有几种？ 2.写出DDA画线算法的原理。 最基本思想：从x的左端点x0开始，向x右端点步进，步长=1(个像素)。X步进后，用y=kx+b计算相应的y坐标。最后取像素点(x, 取整round(y))作为当前点的坐标。即当x每递增1，y递增k。PS：实际代码时用Y+0.5替代取整。PS2：当|k|>1时，必须把x，y 《计算机图形学》课程教学大纲 课程编号：11090132 课程名称：计算机图形学 英文名称：Computer Graphics 学时与学分：2总学时：32实验学时：0课内上机学时：8 先修课程要求：大学数学、工程图学、C语言 适应专业：交通设备信息工程 参考教材： 1、Donald Hearn，M. Pauline Baker ，Computer Graphics (C Version)，Prentice Hall ，1997; 2、陆润民等，计算机绘图，高等教育出版社(面向21世纪教材)； 3、孙家广等，计算机图形学（第三版），清华大学出版社，1999。 课程简介： 计算机图形学是关于计算机图形技术的科学，它是研究用计算机生成、处理和输出图形的一门新兴学科，是CAD/CAM技术以及信息化设计、制造及图像处理的重要技术基础。本课程着重研究怎样将工程技术人员获得的数据、几何模型等信息或设计思想用计算机数字化模型和图形表达，是工程技术人员表达和交流设计思想和信息的一门现代化工具课程。一、课程在培养方案中的地位、目的和任务 本课程是交通设备信息工程专业应该选修的一门学科基础课。课程的主要目的是培养学生形、数结合的能力和图形程序设计能力，为图形的数学处理、后续课程的学习、图形软件开发打下必要的基础。本课程的主要任务是学习计算机图形学的基本原理和基础知识；学习应用高级语言编制图形程序的基本方法和技能；学习各种基本图形生成算法；学习常用的图形变换和图形处理算法；培养开发图形程序的基本能力。 二、课程的基本要求 1、了解计算机图形系统的硬件和软件； 2、了解基本的图形数据结构； 3、掌握常用的图形生成算法； 4、掌握常用的图形几何变换和观察变换方法； 5、了解通用的图形标准； 6、掌握常用的三维对象表达方法； 7、掌握基于一种图形软件包的图形程序设计方法。 三、课程的基本内容以及重点难点 基本内容： 1、计算机图形学的应用； 2、计算机图形系统； 3、图形标准及图形软件包； 4、输出图元及其属性； 5、二维几何变换及二维观察； 6、三维物体的表达； 7、三维几何和建模变换； 8、三维观察。 重点：图形生成、图形变换、图形程序设计。 计算机图形学模拟试卷 计算机图形学课程试卷(卷) 注意：1、本课程为必修（表明必修或选修），学时为 51 ，学分为 3 2、本试卷共 3 页；考试时间 120 分钟；出卷时间：年 12 月 3、姓名、学号等必须写在指定地方；考试时间：年 1 月 11 日 4、本考卷适用专业年级：任课教师： （以上内容为教师填写） 专业年级班级 学号姓名 一、名词解释(15分) 1．国际标准化组织（ISO）对计算机图形学的定义 2． 象素图 3． 正投影 4． 纹理 5． 位图 二．单项选择题(1.5×10＝15分) （ ）1、在TC 环境下编译绘图程序进行图形初始化时，要寻找文件的格式是？______。 A ）.DOC B ）.CPP C ）.C D ）.BGI （ ）2、图形系统是由四部分组成，分别为 A).应用系统结构；图形应用软件；图形支撑软件；图形设备。 B).计算机；显示器；打印机；图形应用软件。 C).计算机；图形设备；图形支撑软件；图形应用软件。 D).计算机；图形软件；图形设备；应用数据结构。 （ ）3、使用下列二维图形变换矩阵： T=???? ??????111020002 将产生变换的结果为______ 。 A ）图形放大2倍； B ）图形放大2倍，同时沿X 、Y 坐标轴方向各移动1个绘图单位； C ）沿X 坐标轴方向各移动2个绘图单位； D ）上述答案都不对。 （ ）4、图形显示器的工作方式为 A ）.文本方式 B ）.图形方式 C ）.点阵方式 D ）.文本与图形方式 （ ）5、透视投影中主灭点最多可以有几个? A) 3 B)2 C)1 D)0 （ ）6、在用射线法进行点与多边形之间的包含性检测时,下述哪一个操作不正确? 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顶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 （ ）7、下列有关平面几何投影的叙述语句中，正确的论述为 一．判断题（请在后面括号中打T或F）1．阴极射线管的技术指标主要是分辨率和显示速度 ; （ Y ） 2．光栅扫描式图形显示器可看作是点阵单元发生器，可直接从单元阵列中的一个可编地址的象素画一条直线到另一个可编地址的象素 ; （ N ）3．计算机图形学标准通常是指数据文件格式标准和子程序界面标准; （ Y ）4．在种子填充算法中所提到的八向连通区域算法同时可填充四向连通区 ; （ Y ）5．边填充算法中是将扫描线与多边形交点左方的所有象素取补; （ N ）6．插值得到的函数严格经过所给定的数据点；逼近是在某种意义上的最佳近似;（ Y ）7．齐次坐标提供了坐标系变换的有效方法，但仍然无法表示无穷远的点；（ N ）8．若要对某点进行比例、旋转变换，首先需要将坐标原点平移至该点，在新的坐标系下做比例或旋转变换，然后在将原点平移回去；（ Y ）9．显式方程和参数曲线均可以表示封闭曲线或多值曲线；（ N ） 10. 凡满足G'连续的曲线同时满足C'连续条件，反之则不成立；（ N ） 11．计算机图形生成的基本单位是线段。（ F ） 12．一个逻辑输入设备可以对应多个物理输入设备。（ T ） 13．DDA（微分方程法）是Bresenham算法的改进。（ F ） 14．光的强度计算公式通常表示为： I = 0.59I + 0.30I + 0.11I ( T ) 15．Bezier曲线具有对称性质。（ T ） 16．Gourand光照模型能够即使出高光部位的亮度。（ F ） 17． NURBS曲线方法不能够提供标准解析曲线和自由曲线的统一数学 表达。（ F ） 18．Phong算法的计算量要比Gourand算法小得多。（ F ） 19．齐次坐标系不能表达图形中的无穷远点。（ F ） 20．欧拉公式 v – e + f = 2 也适用于三维形体中的相关信息描述。（ T ） 二．单选题 1．下面关于反走样的论述哪个是错误的？（ D ） A.提高分辨率； B.把象素当作平面区域进行采样； C.采用锥形滤波器进行加权区域采样； D.增强图象的显示亮度； 2．多边形填充时，下述哪个论述是错误的？（ C ） A.多边形被两条扫描线分割成许多梯形，梯形的底边在扫描线上，腰在多边形的边 上，并且相间排列； 计算机图形学期末考试试卷（D 卷） 一、 填空题（每空1分，共10分） 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 DirectX 。 3. 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个像素点的 深度值 。 二、 判断题（每小题1分，共10分，对的画√，错的画×） 1. 由三个顶点可以决定一段二次B 样条曲线，若三顶点共线时则所得到的曲线褪化为一条直线段。 （v ） 2. DDA （微分方程法）是Bresenham 算法的改进。（ x ） 3. 插值得到的函数严格经过所给定的数据点，逼近是在某种意义上的最佳近似。（ v ） 4. 齐次坐标提供了坐标系变换的有效方法，但仍然无法表示无穷远的点。（ x ） 5. 若相对于某点进行比例、旋转变换，首先需要将坐标原点平移至该点，在新的坐标系下做比例或 者旋转变换，然后将原点平移回去。（ v ） 6. Phong 算法的计算量要比Gouraud 算法小得多。 （ x ） 7. 将某二维图形整体放大2倍，其变换矩阵可写为???? ??????200010001。（ x ） 8. 在种子填充算法中所提到的八连通区域算法同时可填充四连通区域。（ v ） 9. 边缘填充算法中是将扫描线与多边形交点左方的所有像素取补。（ x ） 10. 计算机图形技术是随着图形硬件设备的发展而发展起来的。（ v ） 三、 选择题（每小题1分，共10分） 1.在图形变换中引入齐次坐标的目的是 B 。 A ）便于实现缩放变换 B) 统一表示几种基本变换，便于计算 C ）便于实现错切变换 D ）无特殊目的，一直沿用而已 2. 透视投影中主灭点最多可以有几个? D A ） 0 B ）1 C ）2 D ）3 3. 在简单光照模型中，由物体表面上的点反射到视点的光强是下述哪几项之和？ C 《计算机图形学》课程教学大纲一、课程基本信息 课程代码：110053 课程名称：计算机图形学 英文名称：Computer Graphics 课程类别：专业课 学时：72 学分： 适用对象：信息与计算科学专业本科生 考核方式：考试（平时成绩占总成绩的30%） 先修课程：高级语言程序设计、数据结构、高等代数 二、课程简介 中文简介： 计算机图形学是研究计算机生成、处理和显示图形的学科。它的重要性体现在人们越来越强烈地需要和谐的人机交互环境：图形用户界面已经成为一个软件的重要组成部分，以图形的方式来表示抽象的概念或数据已经成为信息领域的一个重要发展趋势。通过本课程的学习，使学生掌握计算机图形学的基本原理和基本方法，理解图形绘制的基本算法，学会初步图形程序设计。 英文简介： Computer Graphics is the subject which concerned with how computer builds， processes and shows graphics. Its importance has been shown in people’s more and more intensively need for harmony human-machine interface. Graphics user interface has become an important part of software. It is a significant trend to show abstract conception or data in graphics way. Through the learning of this course, students could master Computer Graphics’basic theories and methods，understand graphics basic algorithms and learn how to design basic graphics program. 三、课程性质与教学目的 《计算机图形学》是信息与计算科学专业的一门主要专业课。通过本课程的学习，使学生掌握基本的二、三维的图形的计算机绘制方法，理解光栅图形生成基本算法、几何造型技术、真实感图形生成、图形标准与图形变换等概念和知识。学会图形程序设计的基本方法，为图形算法的设计、图形软件的开发打下基础。 四、教学内容及要求 第一章绪论 (一)目的与要求 1.掌握计算机图形学的基本概念； 2.了解计算机图形学的发展、应用； 3.掌握图形系统的组成。 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 计算机图形学考试简答题复习 、简述计算机动画地概念，它经历了哪几个阶段地发展？(分) 计算机动画是指采用图形与图像地处理技术，借助于编程或动画制作软件生成一系列地景物画面，其中当前帧是前一帧地部分修改. 计算机动画是采用连续播放静止图像地方法产生物体运 动地效果.资料个人收集整理，勿做商业用途 年代: 二维计算机辅助动画系统 年代: 三维图形与动画地基本技术地开发; 年代: 优化年代出现地模型和阴影技术; 年代: 动力学仿真技术、三维仿真演员系统 、计算机图形学、图象处理、计算机视觉这三者之间有什么联系和区别？(分) . 数字图像处理主要研究地内容 数字图像处理（）是用计算机对图像信息进行处理地一门技术，使利用计算机对图像进行各 种处理地技术和方法.资料个人收集整理，勿做商业用途 数字图像处理主要研究地内容有以下几个方面：) 图像变换由于图像阵列很大，直接在空间 域中进行处理，涉及计算量很大.因此，往往采用各种图像变换地方法，如傅立叶变换、沃尔什变换、离散余弦变换等间接处理技术，将空间域地处理转换为变换域处理，不仅可减少计算 量，而且可获得更有效地处理（如傅立叶变换可在频域中进行数字滤波处理）.目前新兴研究地小波变换在时域和频域中都具有良好地局部化特性，它在图像处理中也有着广泛而有效地应用. ) 图像编码压缩图像编码压缩技术可减少描述图像地数据量（即比特数），以便节省图像传输、 处理时间和减少所占用地存储器容量.压缩可以在不失真地前提下获得，也可以在允许地失真条件下进行.编码是压缩技术中最重要地方法，它在图像处理技术中是发展最早且比较成熟地技术. ) 图像增强和复原图像增强和复原地目地是为了提高图像地质量，如去除噪声，提高图像地清晰度等.图像增强不考虑图像降质地原因，突出图像中所感兴趣地部分.如强化图像高频分量，可使图像中物体轮廓清晰，细节明显；如强化低频分量可减少图像中噪声影响.图像复原要求对图像降质地原因有一定地了解，一般讲应根据降质过程建立"降质模型"，再采用某种滤波方 法，恢复或重建原来地图像. ) 图像分割图像分割是数字图像处理中地关键技术之一.图像分割 是将图像中有意义地特征部分提取出来，其有意义地特征有图像中地边缘、区域等，这是进一 步进行图像识别、分析和理解地基础.虽然目前已研究出不少边缘提取、区域分割地方法，但还没有一种普遍适用于各种图像地有效方法.因此，对图像分割地研究还在不断深入之中，是目前图像处理中研究地热点之一. ) 图像描述图像描述是图像识别和理解地必要前提.作为最简单地 二值图像可采用其几何特性描述物体地特性，一般图像地描述方法采用二维形状描述，它有边 界描述和区域描述两类方法.对于特殊地纹理图像可采用二维纹理特征描述.随着图像处理研究地深入发展，已经开始进行三维物体描述地研究，提出了体积描述、表面描述、广义圆柱体描述 等方法. ) 图像分类（识别）图像分类（识别）属于模式识别地范畴，其主要内容是图像经过某些预处理（增强、复原、压缩）后，进行图像分割和特征提取，从而进行判决分类.图像分类常采用经典地模式识别方法，有统计模式分类和句法（结构）模式分类，近年来新发展起来地模 糊模式识别和人工神经网络模式分类在图像识别中也越来越受到重视.资料个人收集整理，勿做商业用途 . 计算机图形学( ，简称)是一种使用数学算法将二维或三维图形转化为计算机显示器地栅格形 式地科学.资料个人收集整理，勿做商业用途 计算机图形学地研究内容非常广泛，如图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法、非真实感绘制，以及科学计算可 视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等. 资料个人收集整理，勿做商业用途 . 计算机视觉既是工程领域，也是科学领域中地一个富有挑战性重要研究领域.计算机视觉是一 门综合性地学科，它已经吸引了来自各个学科地研究者参加到对它地研究之中.其中包括计算机科学和工程、信号处理、物理学、应用数学和统计学，神经生理学和认知科学等. 资料个人收 集整理，勿做商业用途 计算机视觉地挑战是要为计算机和机器人开发具有与人类水平相当地视觉能力.机器视觉需要 图象信号，纹理和颜色建模，几何处理和推理，以及物体建模.一个有能力地视觉系统应该把所有这些处理都紧密地集成在一起.[]作为一门学科，计算机视觉开始于年代初，但在计算机视觉 地基本研究中地许多重要进展是在年代取得地.现在计算机视觉已成为一门不同于人工智能、图象处理、模式识别等相关领域地成熟学科.计算机视觉与人类视觉密切相关，对人类视觉有一个 三（8分） 1、在真实感绘制技术中，简单光照模型的反射光由哪几部分组成？ 2、对于用多边形表示的物体，在光照计算时需要进行明暗处理，为什么？ 3、采用Gouraud明暗处理模型计算如图所示点P的颜色值。 四（10分）如图所示，采用Cohen-Sutherland算法对线段进行裁剪时， 1、线段端点P点和Q点的编码各是多少 2、此时是否需要与窗口的边界进行求交运算，为什么（利用编码解释）？ 3、如需要，可以与窗口的哪些边界求交，为什么（利用编码解释）？ 五（15分）采用Bresenham算法转换直线段，起点x0(2,1)、终点x1(12,5)。 1、给出判别式d的表达式（初始条件及递推关系式）： 2 x y d 2 1 -2 3 4 5 6 7 8 六（12分）如图所示三角形ABC，将其绕点（1，1）缩小1倍，采用矩阵的形式计算缩小后三角形各点的规范化齐次坐标，并用OpenGL函数编程实现。 七 计算（18分） 已知三次B 样条曲线方程为 [ ] [0,1] t 0141 030 303631331611)(3212 3 ∈?? ??? ? ? ????????????? ??? ??----? ?=+++i i i i i P P P P t t t t c ， 控制顶点{}{})0,6(),1,5(),0,4(),1,3(),0,2(),1,1(),0,0(...10-==n P P P P 可生成四段B 样条曲线3210,,,c c c c 。 1）B 样条曲线和Bezier 曲线相比，最明显的特点是什么？ 2）求)0(),1(),5.0(),0(),1(' '01101 c c c c c 3）如果调整控制点2P ，将对哪些曲线段产生影响 图形学作业 05计算机2班 2 郑中旭 Subject ： 已知三次B 样条曲线方程为 [ ] [0,1] t 0141 030 3036313 31611)(3212 3 ∈?? ??? ? ? ????????????? ??? ??----? ?=+++i i i i i P P P P t t t t c ， 控制顶点{}{})0,6(),1,5(),0,4(),1,3(),0,2(),1,1(),0,0(...10-==n P P P P 可生成四段B 样条曲线3210,,,c c c c 。 4）B 样条曲线和Bezier 曲线相比，最明显的特点是什么？ 5）求)0(),1(),0(),1(),5.0(),0(),1("" 0''01101 1 c c c c c c c 。 计算机图形学期末真题+答案（两套） 一选择题： 1、以计算机中所记录的形状参数与属性参数来表示图形的一种方法叫做（ ），一般把它描述的图形叫做（ ）；而 用具有灰度或颜色信息的点阵来表示图形的一种方法是（ ），它强调图形由哪些点组成，并具有什么灰度或色彩，一般把它描述的图形叫做（ ）。A A 参数法、图形、点阵法、图像 B 点阵法、图像、参数法、图形 C 参数法、图像、点阵法、图形 D 点阵法、图形、参数法、图像 2、下列设备中属于图形输出设备的是（ B ） ○ 1鼠标○2LCD ○3键盘○4 LED ○ 5打印机○6扫描仪○7绘图仪○8触摸屏 A ○ 1○3○6○8 B ○2○4○5○7 C ○2○5○6○7 D ○4○6○7○8 3. 下面给出的四个选项中（ D ）是绕Z 轴负向旋转θ的三维旋转变换矩阵。 A ????????? ???-10 00 0cos sin 00sin cos 00001θθθθ B ????? ???? ???-10000cos 0sin 00100sin 0cos θθθθ C ????? ???? ???-10 010000cos sin 00sin cos θθθθ D ????? ???????-10 010000cos sin 00sin cos θθθθ 4. 下面给出的四个选项中，（ A ）不是Bezier 曲线具有的性质。 A 局部性 B 几何不变性 C 变差缩减性 D 凸包性 5、B 样条曲线中，按照节点矢量T 的不同可以将B 样条分为均匀B 样条，开放均匀B 样条和非均匀B 样条，以下 选项中属于开放均匀B 样条节点矢量的是（C ）。 A 、T ＝（0，1，2，3，4，5，6） B 、T ＝（0，0，1，1，2，2，3，3） C 、T ＝（0，0，0，1，2，3，4，5，5，5） D 、T ＝（0，0.1，0.2，0.2，0.5，1） 二、填空题（共8小题，每空1分，总计25分，请直接在原题上作答） 1、一个交互式计算机图形系统应具有（ 计算 ）、（ 存储 ）、（ 对话 ）、（ 输入 ）、 （ 输出 ）等五个方面的功能。 2. 将三维物体变为二维图形的变换称为（投影变换），其有两种基本方式：（平行投影）、（透视投影）。 3、形体的定义和图形的输入输出都是在一定的坐标系下进行的，通常这些坐标系分为：建模坐标系， （用户坐标系），（观察坐标系），规格化设备坐标系和 （设备坐标系）。 4、X 扫描线算法中，每次用一条扫描线进行填充，对一条扫描线填充的过程可分为4个步骤：（求交）、（排序）、（交点配对）、（区间填色）。 5、平面几何投影可分为两大类，分别是：（透视投影），（平行投影）。《计算机英语》教学大纲
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