名詞解釋

計算機圖形標準：是圖形系統及相關應用程序中某個界面數據傳輸通訊的接口標準

幾何變換；規范化后把變換矩陣作為算子，然后想乘來挪動點的位置，得到各個

頂點在幾何變換中的新的頂點。

裁剪：在二維觀察中，需要在觀察坐標系下對窗口進行裁剪，即只保留窗口內的

那部分圖形，去掉窗口外的圖形。

識別圖形在指定區域內外的算法：兩種算法：奇偶規則

從任意位輅P作一條射線，若與該射線相交

的多邊形邊的數目為奇數，則P是多邊形內部點,否則是外部點

非零環繞數規則(NonzeroWindingNumberRule)口首先使多邊形的邊變為矢量。

口將環繞數初始化為零。

□再從任意位輅p作一條射線。當從p點沿射線方向移動時，對在每個方

向上穿過射線的邊計數，每當多邊形的邊從右到左穿過射線時，環繞數加

1,從左到右時，環繞數減lo

口處理完多邊形的所有相關邊之后，若環繞數為非零，

則p為內部點，否則，p是外部點。

反走樣：減少用離散量表示連續量引起的失真。過取樣區域取樣兩種方式

圖形

計算機圖形學的研究對象是圖形。廣義的說,能夠在人的視覺系統中形成視覺印象

的客觀對象都可稱為圖形。它既包括了各種幾何圖形以及由函數式、代數方程和

表達式所描述的圖形，也包括了來自各種輸入媒體的圖景、圖片、圖案、圖像以

及形體實體等。

圖像

用點陣法，參數法描述的圖形叫圖像

光點。一般是指電子束打在顯示器的熒光屏上，顯示器能夠顯示的最小的發光點。

像素點是指圖形顯示在屏幕上時候，按當前的圖形顯示分辨率所能提供的最小元

素點。最小元素點尺寸等于光點尺寸）

裁剪窗口

即在視口中可以被看到的圖形，即顯示出來的部分

視口

將窗口映射到顯示設備上的坐標區域稱為視區

點陣法

點陣法通過枚舉出圖形中所有的點來表示圖形，它強調圖形由哪些點構成，這些點

具有什么樣的顏色,即點陣法是用具有灰度或色彩的點陣來表示圖形的一種方法。

在計算機中表示圖形最常用的是點陣法。

參數法

參數法用圖形的形狀參數和屬性參數來表示圖形。形狀參數指的是描述圖形的方

程或分析表達式的系數、線段和多邊形的端點坐標等。屬性參數則包括顏色、線

型等。

顯示分辨率：也稱光柵分辨率它決定了顯示系統最大可能的分辨率，任何顯示控

制器所提供的分辨率也不能超過這個物理分辨率。屏幕分辨率通常用水平方向的光

點數與垂直方向的光點數的乘積。

顯示分辨率是計算機顯示控制器所能提供的顯示模式分辨率，實際應用中簡稱顯示

模式

四聯通4-連通區域:從區域上的一點出發，通過訪問已知點的4.鄰接點，在不越出

區域的前提下，遍歷區域內的所有象素點。

口8-連通區域:從區域上的一點出發，通過訪問已知點的8-鄰接點，在不越出區域

的前提下，遍歷區域內的所有象素點。

顯不控制器

顯示控制器(DisplayController),又稱視頻控制器(VideoController),主要功能是

依據設定的顯示工作方式，自主地、反復不斷地讀取幀緩存中的圖像點陣(包括圖

形、字符文本)數據，將它們轉換成R、G、B三色信號并配以同步信號送至顯示

器，即可刷新屏幕C

顯示處理器

顯示處理器(DisplayProcessor),又稱圖形控制器(GraphicsController)或顯示協處

理器(DisplayCoprocessor),它把CPU從圖形顯示處理的事務中解脫出來，其主要

任務是掃描轉換待顯示的圖形以及某些附加的操作等。

組合像素法

在組合像素法中，一個圖形象素點的全部信息被編碼成一個數據字節，按照一定方式存

儲到幀緩存中，編碼字節的長度與點的屬性(如顏色、灰度等)有關

顏色位面法

在顏色位面法中，幀緩存被分成若干獨立的存儲區域，每一個區域稱為一個位面(Bit

Plane),每個位面控制一種顏色或者灰度，每一個圖形象素點化每個位面中占一位，通

過幾個位面中的同一位組合成一個象素。

平行投影

分為正投影和斜投影，正投影又分為三視圖，正軸測。斜投影氛圍斜等側，斜二測。平行

投影是在一束平行光線照射下形成的投影

透視投影。分為一點，二點，三點透視。它是從某個投射中心將物體投射到單一投影面上

所得到的圖形。

問答題計算機圖形學，數字圖像處理，模式識別它們的本質區別？他們是計算機應用

的三個分支，有一定的關系和區別。圖像處理是對原有物體映像成新的數字化圖像。模式

識別是對圖形信息進行分析和描述，從中提取二維或三維的數據模型。圖形學是根據信息

生成圖像

簡述圖形學的主要內容，重要應用。

領域除了理論和方法已經非常成熟的基本圖形元素生成算法(也叫光柵圖形學)和圖形變換

的內容之外,計算機圖形學的主要內容還有造型技術、真實感圖形生成及人機交互技術

等三部分。

應用。計算機輔助設計與制造(CAD/CAM)

計算機繪圖(CD-ComputerDrawing)

科學計算可視化

計算機模擬與仿真(CS-ComputerSimulation)

過程控制

計算機輔助教學

計算機動畫

il算機藝術

圖形包括哪兩個方面要素？幾何要素非幾何要素

光柵掃描顯示器的結構？？？？？？？？？？？

圖形的掃描轉換。像素信息從應用程序轉換并放入幀緩沖區的過程稱之為掃描轉換過程

生成線段為什么會走樣？數學意義上的圖形是由無線多個連續的、面積

為零的點構成；但在光柵顯示器上，用有限多個離

散的，具有一定面積的象素來近似地表示他們。

光柵掃描顯示器的原理光柵掃描是控制電子束按某種光柵形狀進

行的順序掃描，而字符、圖像是靠Z軸信號控制輝亮來形成的。

什么是人機交互技術？

人機交互技術(Human-computerInteractionTechniques)是通過計算機輸入/輸出設備,以有效

的方式實現人與計算機對話的技術。

常用交互技術(計算機圖形學研究的內容)可以分成

如下幾類：

(I)構造技術。

(2)命令技術。

⑶選取技術。

(4)直接操縱技術。

計算顯存大小計算幀緩存的大小

帶寬=A*水平像素點數*垂直像素點數*刷新頻率A常取1.344

幀緩存(顯存)大小的計算：x方向的像素點數xy方向的像素點數xlogn/8(BYTE)

2

其中:n為顏色數或灰度等級數(顯存最好取整數)

計算機圖形系統的組成。日圖形軟件圖形硬件構成。圖形軟件由應用數據結構，應用軟

件，支撐軟件構成。硬件由圖形設備，圖形計算機平臺構成。

圖形學常用的坐標系用處

用戶坐標系根據用戶需求移動坐標系的原點改變坐標軸的方向。

觀察坐標系(ViewCoordinate)是依據窗口的方向和形狀在用戶坐標平面中定義的直角坐

標系。

規格化設備坐標系(NormalizedDeviceCoordinate)也是直角坐標系，它是將二維的設

備坐標系規格化到(0.0,0.0)到(1.0,1.0)的坐標范圍內形成的。

反走樣技術有哪些

過取樣。在高于顯示分辨率的較高分辨率下用點取樣方法計算，然后對幾個象素的屬性

進行平均得到較低分辨率下的象素屬性

區域取樣。在整個像素區域內進行采樣，這種技術稱為區域取樣。又由于像素的亮度是

作為一個整體被確定的，K需要劃分子像素，故也被稱為前谿濾波

什么是透視投影，有什么特點

透視投影圖簡稱為透視醫或透視，它是從某個投射中心將物體投射到單一投影面上

所得到的圖形

透視投影的深度感更強，更加具有真實感，但透視投影不能夠準確反映物體的大小和形

狀?！跬敢曂队暗拇笮∨c物體到投影中心的距離有關?？谝唤M平行線若平行于投影平面

時，它們的透視投影仍然保持平行。□只有當物體表面平行于投影平面時，該表面上的

角度在透視投影中才能被保持。

填空題

圖形系統的工作方式有被動式交互式

計算機描述構造二維，三維幾何圖形，常用的表示方法線框模型，表面模型，實體模型

真實感圖形生成是生成色彩，紋理，層次，陰影的真實感空間三維圖形

直線的屬性包括線形，線寬，顏色

顏色通常用紅綠藍含量來表示，不具備彩色的顯示器顯示為灰

字符作為圖形，有顯示字符矢量字符

區域填充有掃描轉換，種子填充法

反走樣反鋸齒的方法有區域取樣過取樣

常用的坐標系有造型坐標系，用戶坐標系觀察坐標系設備坐標系規格化設備坐標系

交互式圖形系統需要具有（計算）、（存儲）、（對話）、（輸入）、（輸出）等5個方面

像素的色彩和灰度存儲在n貞緩存中采用的方式是組合像素法和顏色位面法

平面幾何投影分為平行投影透視投影

陰極射線管從結構上分為電子槍偏轉系統熒光屏

區域填充中一條掃描線的四個步驟求交排序交點配對區間填色

圖形的光柵化掃描中幀緩存中存儲了實際在組合像素法中，一個圖形象素點的全部信息

被編碼成一個數據字節，按照一定方式存儲到幀緩存中，編碼字節的長度與點的屬性（如

顏色、灰度等）有關。顏色位面法則存儲了顏色查找表的索引。

計算

裁剪編碼裁剪(1)第1位，端點在y=ymax上方則取1,否則取0;(2)第2

位，端點在y=ymin下方則取1,否則取0;(3)第3位，端點在x=xmax右方

則取1,否則取0；(4)第4位，端點在x=xmin左方則取1,否則取0。

if((code&LEFT)!=0)〃線段與左邊界相交

x=win->XL;

y=y1+(y2-y1)*(win->XL-x1)/(x2-x1);

)

elseif((code&RIGHT)!=0)〃線段與右邊界相交｛x=win->XR;

)

y=y1+(y2-y1)*(win->XR-x1)/(x2-x1);

72

elseif((code&BOTTOM)!=0)〃線段與下邊界相交

｛y=win->YB;

x=x1+(x2-x1)*(win->YB-y1)/(y2-y1);

)

elseif((code&TOP)!=0)//線段與上邊界相交｛y=win->YT;

x=x1+(x2-x1)*(win->YT-y1)/(y2-y1);

)

TII3MI7I5：oI/"I

43|3臼|73|63

二61不m4丁【T~?E

V4時的AET農

13.SI6卜：”I?6I6||<TTTTT147I5IoI/1

邊表，活動邊表（有時候向下減少1,為了考慮其頂點唯一的情況

X掃描線算法

1.確定多邊形占有的最大掃描線數，得到多邊形頂點的最小和最大y值

2.從ymin到ymax每次用一條掃描線進行填充

3.對一條掃描線的填充分為求交，排序，交點配對，區間填色

交點位于左邊界之卜，向右取整：■交點位于右邊界之上，向左取整：邊界卜象素的取舍問

題，避免填充擴大化。規定落在右邊邊界上的像素不予填充。（具體實現時，只要對掃描

線與多邊形的相交區間左閉右開）當掃描線與多邊形的頂點相交時，

□若共享頂點的兩條邊分別落在掃描線的兩邊，交點只算一個;

□若共享頂點的兩條邊在掃描線的同一邊，這時交點作為零個或兩個。

cos。sin。0

[x*y'1]=xy1]--sin。cos。0

001

旋轉變換

100

卜Vl]=[xy1].010

[rxTyi

平移

-100

,V]]=[xy1].o10

005

整體比例

S,00

x，Vl]=[xy1]-0Sy0

001

比例

(2)關于y軸對稱t

A

--1001P(x：y)p(x,y)

010------------------

001

L」圖6-6關于y軸對稱

窗口視圖變換窗口到視區的變換

要將窗口內的點(xw,yw)映射到相對應的視區內的點(xv,yv)需遂行以下步驟，

(1)將窗口左下角點移至用戶系統系的坐標原點；

(2)針對原點進行比例變換:(3)進行反平移。

寫出實現下述映射的規范化變換，將左下角在(1,1),右上角在(3,5)的窗口映射到：(a)

規范化設備的全屏幕視口；(b)左下角在(0,0),右上角在(1/2,1/2)的視口答：(a)窗口的參

數是wxmin=l,wxmax=3,wymin=l,wymax=50視口參數是vxmin=O,vxmax=l,vyinin=O,

5.2實現下列映射的規范化變化，將左下角（1,

1），右上角一（3,5）的窗口映胭a.

設備的全屏視區。

b,左下角在（0,0）,右上角在（1/2,1/2）的

視區。

解：1）規范化設備的全屏視區左下角為（0,0）,右

上角坐標為（1,1）,則利用1的變換公式，

a=1/2,b=0-（l/2）xl=-l/2-

c=l/4,d=0-（l/4）xl=-l/4

得變換矩陣為

vymax=l

b)

a=(l/2)/2=l/4b=0-(l/4)xl=-

1/4

—c=(l/2)/4=l/8d=0-(l/8)xl=-

1/8

所以變換矩陣為

G=

5.4請寫出窗口到設