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文檔簡介
1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上計算學(xué)院2008-2009學(xué)年第一學(xué)期計算機圖形學(xué)考試試卷閉卷 專業(yè) 班級 學(xué)號 學(xué)生姓名 題號一二三四總分核對人題分24103036100得分得分評閱人一、填空(共24分,每空1分)1一個交互性的計算機圖形系統(tǒng)應(yīng)具有 計算 、 存儲 、 交互 、輸入、輸出等五方面的功能。2. 在交互輸入過程中,圖形系統(tǒng)中有 請求方式 、 事件方式 、取樣方式和其組合形式等幾種輸入(控制)模式。3. 陰極射線管(CRT)從結(jié)構(gòu)上主要包括 電子槍 、 偏轉(zhuǎn)系統(tǒng) 和 熒光屏 三部分。4. 常用的圖形輸入設(shè)備有 鼠標(biāo) 、 鍵盤 、 觸摸屏 等。PHIGS和GKS將各種圖形輸入設(shè)備從邏輯上分
2、為六種:定位設(shè)備、筆劃設(shè)備、 數(shù)值設(shè)備 、 選擇設(shè)備 、 拾取設(shè)備 和字符串設(shè)備。5常用的反走樣方法有 過取樣 和 區(qū)域取樣 。6. 平面幾何投影根據(jù) 投影中心與投影面的距離 可分為平行投影和透視投影,其中平行投影根據(jù) 投影方向與投影面的夾角 可以分為正投影和斜投影。7. 三維形體的表示中,規(guī)則對象的表示方法有 構(gòu)造實體幾何法 和 八叉樹 等。9. 對一個平面圖形進(jìn)行基本幾何變換,其中 整體比例 變換僅改變圖形的大小而不改變圖形形狀,而 錯切 變換改變圖形的形狀和大小,但不改變圖形的平行關(guān)系和連接關(guān)系。10. 試對圖1-1中自相交的多邊形進(jìn)行內(nèi)外測試。如果采用奇-偶規(guī)則進(jìn)行測試,則P是 外部點
3、 (內(nèi)部點/外部點);如果采用非零環(huán)繞數(shù)規(guī)則進(jìn)行測試,那么P是 內(nèi)部點 (內(nèi)部點/外部點)。得分評閱人二、名詞解釋(共10分,每小題2分)1. 圖形:從客觀世界物體中抽象出來的帶有顏色及形狀信息的圖和形。2. 視區(qū):將窗口映射到顯示設(shè)備上的坐標(biāo)區(qū)域。3. 實體:表面具有二維流形性質(zhì)的正則形體。4. 滅點:透視投影中,不平行于投影面的一組平行線的投影會相交于一點,這個點稱為滅點。5. 圖段:具有邏輯意義的有限個圖素(或體素)及其附加屬性的集合。得分評閱人三、簡答與計算(共30分,每小題6分)1 顏色查找表的作用是什么?具有24個位面幀緩存和30位顏色查找表的光柵顯示器可以顯示的顏色總數(shù)是多少?為
4、顯示1024*768的圖像,這種光柵顯示器的幀緩存至少需要多少KB?答:(1)顏色查找表的作用是增加系統(tǒng)可以顯示的顏色總數(shù)。 (2)具有24個位面幀緩存和30位顏色查找表的光柵顯示器可以顯示的顏色總數(shù)有230種。 (3)至少需要:1024×768×log2224/(8×1024)=2304(KB) 2 在圖3-1中以內(nèi)點表示的區(qū)域是4-連通區(qū)域還是8-連通區(qū)域?如果選取 s為種子點,采用相應(yīng)的邊界填充算法,并按照“下-左-上-右”(或“下-左下-左-左上-上-右上-右-右下”)的順序訪問鄰接點,請寫出區(qū)域內(nèi)象素點1-5被填色的順序。圖3-1 區(qū)域填充答:該區(qū)域是8
5、聯(lián)通區(qū)域。 填色的順序為:S45123。3 如圖3-2所示的發(fā)展的光柵顯示子系統(tǒng)結(jié)構(gòu),試說明圖中A、B、C所表示的部件名稱及其主要功能。圖3-2 發(fā)展的光柵顯示子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)答:(1)A表示顯示處理器,其功能是掃描轉(zhuǎn)換待顯示的圖形。 (2)B表示幀緩沖存儲器,其功能是保存要顯示的圖像點陣數(shù)據(jù)。 (3)C表示顯示控制器,其功能是依據(jù)設(shè)定的顯示工作方式,自主地、反復(fù)不斷地讀取幀緩沖存儲器中的圖像點陣數(shù)據(jù),并將其轉(zhuǎn)換為R、G、B三色信號并配以同步信號送至顯示器,刷新屏幕。4 請簡述二維觀察的觀察流程。答:5 請寫出用Weiler-Atherton算法用如圖3-3所示的矩形窗口對多邊形ABCDE實現(xiàn)裁剪的
6、步驟,并畫出裁剪結(jié)果。圖3-3答:按照逆時針方向處理多邊形:(1) 輸入AB,由窗口外至窗口外,不輸出;(2) 輸入BC,由窗口外至窗口內(nèi),輸出可見直線段JC;(3) 輸入CD,由窗口內(nèi)至窗口外,輸出可見直線段CH,并沿著窗口邊界逆時針尋找路徑最短的交點J,輸出HI,IJ;(4) 輸入DE,由窗口外至窗口內(nèi),輸出可見直線段GE;(5) 輸入EA,由窗口內(nèi)至窗口外,輸出可見直線段EF,并沿著窗口邊界逆時針尋找路徑最短的交點G,輸出FG;裁剪結(jié)果為JCHI和GEF,如下圖所示。得分評閱人四、推導(dǎo)和計算題(共36分)1 試用中點Bresenham算法原理推導(dǎo)第一象限中y=0到x=y半徑為R的圓弧段的
7、掃描轉(zhuǎn)換算法。(要求寫清原理、誤差函數(shù)、遞推公式,并進(jìn)行整數(shù)化。)(8分)解:在x=y到y(tǒng)=0的圓弧中,(R,0)點比在圓弧上,算法從該點開始。最大位移方向為y,由(R,0)點開始,y漸增,x漸減,每次y方向加1,x方向減1或減0。設(shè)P點坐標(biāo)(xi,yi),下一個候選點為Pr(xi,yi+1)和Pl(xi-1,yi+1),取Pl和Pr的中點M(xi-0.5,yi+1),設(shè)理想圓與y=yi+1的交點Q,構(gòu)造判別式:當(dāng)d<0時,M在Q點左方,取Pr(xi,yi+1)d>0時,M在Q點右方,取Pl(xi-1,yi+1)d0時,M與Q點重合,約定取Pl(xi-1,yi+1)所以有:推導(dǎo)判別
8、式:時,取Pl(xi-1,yi+1),下一點為(xi-1,yi+2)和(xi-2,yi+2)時,取Pr(xi,yi+1),下一點為(xi,yi+2)和(xi-1,yi+2)優(yōu)化:令D=d-0.25,則上述公式只有初值發(fā)生變化,即D=1-R,其余用D替換d即可。2 如圖4-1所示多邊形,若采用改進(jìn)的有效邊表算法(Y連貫性算法)進(jìn)行填充,試寫出該多邊形的ET表和當(dāng)掃描線Y=6時的有效邊表(AET表)。(8分)圖4-1解:邊表為:Y=6時的有效邊表為:3 用Liang-Barsky算法裁剪如圖4-2所示線段A(2,3)B(-1,-1)。(6分)圖4-2解:以A(2,3)為起點,B(-1,-1)為終點
9、,所以有x1=2,y1=3,x2=-1,y2=-1,wxl=0,wxr=3,wyb=0,wyt=2構(gòu)造直線參數(shù)方程:計算各個p和q值有:根據(jù),有 由于,故此直線AB有一部分在裁減窗口內(nèi),將代入直線參數(shù)方程,得到直線在窗口內(nèi)部分的端點C(54,2)和D(0,13)。4 如圖4-3所示多邊形ABCD,將其繞P點順時針旋轉(zhuǎn)90°角,寫出其變換矩陣和變換后圖形各點的規(guī)范化齊次坐標(biāo)。(6分) 圖4-3解:變換矩陣為變換過程: 5 試推導(dǎo)正等測圖的投影變換矩陣。(8分)解:如圖所示,由于有OACCOD,記為,EODDBO,記為。對于正等測圖,x,y,z三個方向上長度縮放率一樣,即OAOBOC,則有45°,。另外,有:,正等測圖的投影變換過程如下:(1) 首先繞y軸順時
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