1、。裝。訂。線。2009 年2010 年第 2 學期計算機圖形學時間共 120 分鐘試卷 B 卷（15 分）一、1、點距（3 分）答：點距指的是相鄰像素點之間的距離，即像素的直徑，與分辨率和屏幕尺寸相關。2、漫反射（3 分）答：粗糙的物體表面往往將反射光向各個方向散射，這種光線的散射現象稱為漫反射。3、邊界盒（3 分）答：（第八章）所謂一個物體的邊界盒是指能夠包含該物體的一個幾何形狀，該形狀有較簡單的邊界。4、走樣現象（3 分）答：走樣現象是由于采用離散量表示連續量而引起的圖形失真現象。5、地理信息系統（3 分）答：地理信息系統是建立在地理圖形基礎上的信息管理系統，它將以往分散的、模型和圖紙等資

2、料整理成一個的數據庫，與圖形信息管理形成一個綜合的地理信息系統。二、簡答題（20 分）1、列舉常用的計算機圖形輸入和輸出設備。（5 分）答：常用的圖形輸入設備有：鍵盤、鼠標、光筆、數字化儀、觸摸板、圖形掃描儀、手寫輸入板、語音輸入和數據手套等；常用的圖形輸出設備有：顯示器、繪圖機、2、計算機圖形系統的主要功能是什么。（5 分）答:計算機圖形系統用來生成、處理和顯示圖形，通常由等。處理器、圖形輸出設備和圖形輸入設備。一個計算機圖形系統至少應具有計算、協作，完成對圖形數據的處理過程：、輸入、輸出、交互等基本功能，各功能之間的關系式相互1、計算功能：包括圖形的描述、分析和設計；圖形的平移、旋轉、投影

3、、生成；圖形之間相互關系的檢測等。等幾何變換；曲線、曲面的2、功能：使用圖形數據庫可以存放各種圖形的幾何數據及圖形之間的相互關系，并能快速方便的實現對圖形的刪除、增加、修改等操作；3、輸入功能：通過圖形輸入設備可將基本的圖形數據和各種繪圖命令輸入到計算機中，從而構造更復雜的幾何圖形；4、輸出功能：圖形數據經過計算后可在顯示器上顯示當前的狀態以及經過圖形編輯后的結果，同時還能通過繪圖儀、等設備實現硬拷貝輸出，以便長期保存。5、交互功能：設計可通過顯示器或其他人機交互設備直接進行人機通信，并利用選擇、定位等對計算結果和圖形進行修改，同時對設計者或操作員輸入的錯誤給以必要的提示和幫助。3、寫出邊界表

4、示法與內點表示法的區別。（5 分）答：內點表示法是指把位于給定區域內的所有像素一一列舉出來的方法。它將區域內的所有像素填充成同一種顏色，而區域邊界上的像素則不能填這種顏色。邊界表示法是指把位于給定區域邊界上的像素一一列舉出來的方法。它將區域邊界上的像素都著上同一種顏色，而區域內的像素則不能著這種顏色。4、寫出圖形模式與空間模式的異同。（5 分）答：圖形模式是指每一次變換均可看成相對于原始坐標系中執行的，體現在矩陣合并上就是先調用的變換矩陣放在右邊，后調用的變換矩陣放在左邊，所以圖形模式也稱為固定坐標系模式；空間模式是指連續執行幾個變換時，變換矩陣的合并方式恰好和圖形模式相反，即后調用的變換矩陣

5、要乘在右邊，所以空間模式又稱為活動坐標系模式。得分閱卷人得分閱卷人題號12345總分得分閱卷人三、計算題（25 分）1、在三中，寫出當投影中心為原點，投影平面為 z=5 時的投影矩陣，并求端點為（5，15，25）和 B（10，20，30）的直線段在該投影平面的投影。（7 分）答：（第六章 P90）（1，3，5），（5/3,10/3,5）2、在第一象限內，用 DDA 算法計算從（1，1）到（6，5）的直線段的生成。（8 分）答：（第四章 P42）（1，1），（2，2）（3，3）（4，3）（5，4）（6，5）3、若按下述流程繪圖，寫出二維圖形變換的變換矩陣：（10 分）（1）繪制三角形；沿 x 坐

6、標軸正向移動 6 個繞 z 軸旋轉 60；沿 y 坐標軸正向移動 4 個；。答：（第五章 P76）（略）四、算法題（30 分）1、寫出正負法生成直線的基本原理。（10 分）答：假設直線斜率在 0-1 之間。若直線在 x 方向上增加一個，則在 y 方向上的增量只能在 0-1 之間。設P=（x,y）是直線上的一點，與（x,y）最近的像素為（xi,yi），那么，下一個與直線最近的像素只能是正右方的 B（xi+1,yi）或右上方的 T（xi+1,yi+1）兩者之一。再以 M（xi+1,yi+0.5）表示 B、T 兩者的中點，設 Q 是直線與垂直線 x= xi+1 的交點。顯然，若 M 在 Q 的下方，

7、則 T 離直線近，應取 T 為下一個像素；否則應取 B。這就是正負法的基本原理。2、寫出基本的基于窗口的子分算法的算法流程。（10 分）答：（第八章）基于窗口的子分算法的基本是：整個屏幕可以稱為窗口，窗口子分算法是一個遞歸的四等分過程，每一次把矩形的窗口等分成四個相等的小矩形，分成的矩形也可以稱為窗口。每一次子分，均對要顯示的多邊形和窗口的關系進行判斷。這種關系有以下四種：1、多邊形包圍了窗口。2、多邊形和窗口相交3、窗口包圍了多邊形4、窗口和多邊形分離可根據這四種類別對多邊形的可見性做檢測。若以下條件之一為真，則無需再對窗口進行分割。1、所有多邊形均和窗口分離，這時只要把窗口內所有的像素填上

8、背景色；2、只有一個多邊形和窗口相交，或這個多邊形包含在窗口內。這時，先對窗口內每一個像素填上背景顏色，再對窗口內多邊形部分用掃描線算法填色。3、只有一個包圍窗口的多邊形，則窗口用包圍多邊形的顏色填充。4、如果有多個多邊形和窗口的關系分別是相交、內含或包圍，但是有一個包圍窗口的多邊形在其他多邊形前面，那么，整個窗口用該包圍多邊形的顏色填充。對上述四種情況成立的窗口來說，窗口的找色問題已解決，因為不必再細分了。對上述四種情況不成立的窗口，將其再一分為四，對細分后的各子窗口重復上述處理。由于窗口的邊越分越細，細分若干次后，窗口的面積就和一個像素的面積一樣了，此時細分結束，該窗口對應的像素的顏色可取

9、成最靠近觀察者的多邊形的顏色，或和這個窗口相交的可見多邊形顏色的平均值。3、寫出邊緣填充算法的基本 ，并與掃描線算法比較分析優劣。答：邊緣填充算法的基本即可。是，對多邊形 P 的每一非水平邊 PiPi+1(i=0,1,.,n)上的各像素做向右求反運算和掃描線算法比較，邊緣填充算法的數據結構和程序結構都簡單得多，但是該算法執行時需對幀緩沖器中的大批元素反復賦值，故速度不比掃描線算法快；另外如果區域內原來有其他的顏色，也不能保證最后區域內的顏色是多邊形的顏色，所以對單值圖像比較有用。得分閱卷人得分閱卷人五、論述題（10 分）談一下你對計算機圖形學這門學科的認識及圖形和圖像的區別，并就本課程的學看法。答：（參考第一章）一下自己的體會及計算機圖形學是如何在計算機環境下描述、交互處理和繪制的一門學科，它的主要內容是：圖形的描述、圖形的交互處理和圖形的繪制。計算機圖形學的發展分為三個階段：初步形成期、高速發展期和成熟期。目前，計算機圖形