計(jì)算機(jī)圖形學(xué)期末復(fù)習(xí).doc

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)期末復(fù)習(xí)第一章 緒論名詞解釋?zhuān)簣D形、圖像、點(diǎn)陣法、參數(shù)法。圖形：是指能夠在人的視覺(jué)系統(tǒng)中形成視覺(jué)印象的客觀對(duì)象。點(diǎn)陣法：是具有灰度或顏色信息的點(diǎn)陣來(lái)表示圖形的一種方法，它強(qiáng)調(diào)圖形有哪些點(diǎn)組成，這些點(diǎn)具有什么灰度或色彩。圖形包括哪方面的要素參數(shù)法：是以計(jì)算機(jī)所記錄的圖形的形狀參數(shù)與屬性參數(shù)來(lái)表示圖形的一種方法。把參數(shù)法描述的圖形叫做圖形；把點(diǎn)陣法描述的圖形叫做圖像。圖形包括哪兩方面的要素，在計(jì)算機(jī)中如何表示它們？ 圖形的要素可以分為兩類(lèi)，一類(lèi)是刻畫(huà)形狀的點(diǎn)、線、面、體等幾何要素；另一類(lèi)是反應(yīng)物體本身固有屬性，如表面屬性或材質(zhì)的明暗、灰度、色彩（顏色信息）等非幾何要素。在計(jì)算機(jī)中表示帶有顏色及形狀的圖和形常用兩種方法：點(diǎn)陣法和參數(shù)法。什么叫計(jì)算機(jī)圖形學(xué)？分析計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺(jué)學(xué)科間的關(guān)系。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是研究怎樣利用計(jì)算機(jī)來(lái)顯示、生成和處理圖形的原理、方法、和技術(shù)的一門(mén)學(xué)科。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)試圖將參數(shù)形式的數(shù)據(jù)描述轉(zhuǎn)換生成（逼真的）圖像。數(shù)據(jù)圖像處理則著重強(qiáng)調(diào)圖像之間進(jìn)行變換，它旨在對(duì)圖像進(jìn)行各種加工以改善圖像的視覺(jué)效果，計(jì)算機(jī)視覺(jué)是研究用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬生物外顯或宏觀視覺(jué)功能的科學(xué)和技術(shù)，它模擬對(duì)客觀事物模式的識(shí)別過(guò)程，是從圖像到特征數(shù)據(jù)對(duì)象的描述表達(dá)處理過(guò)程。有關(guān)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的軟件標(biāo)準(zhǔn)有哪些？ 標(biāo)準(zhǔn)有：計(jì)算機(jī)圖形核心系統(tǒng)（GKS）及其語(yǔ)言聯(lián)編、三維圖形核心系統(tǒng)（GKS-3D）及其語(yǔ)言聯(lián)編、程序員層次交互式圖形系統(tǒng)（PHIGS）及其語(yǔ)言聯(lián)編、計(jì)算機(jī)圖形元文件(CGM)、計(jì)算機(jī)圖形接口（CGI）、基本圖形轉(zhuǎn)換規(guī)范（IGES）、產(chǎn)品數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)范（STEP）等。試發(fā)揮你的想象力，舉例說(shuō)明計(jì)算機(jī)圖形學(xué)有哪些應(yīng)用范圍，解決的問(wèn)題是什么？近年來(lái)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)已經(jīng)廣泛地用于多種領(lǐng)域，如科學(xué)、醫(yī)藥、商業(yè)、工業(yè)、政府部門(mén)、藝術(shù)、娛樂(lè)業(yè)、廣告業(yè)、教育和培訓(xùn)等。第二章 計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)及圖形硬件名詞解釋?zhuān)核⑿?、刷新頻率、像素點(diǎn)、屏幕分辨率、位平面、屏幕坐標(biāo)系。刷新：消除因時(shí)間間隔造成的內(nèi)容或狀態(tài)不一致。分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種。一般用于內(nèi)容或狀態(tài)變化較頻繁的地方。刷新頻率：每秒鐘屏幕圖像刷新的次數(shù)。像素點(diǎn)：是指圖形顯示在屏幕上時(shí)，按當(dāng)前的圖形顯示分辨率所能提供的最小元素點(diǎn)。屏幕分辨率：也稱(chēng)光柵分辨率或物理分辨率，通常用水平方向上的光點(diǎn)數(shù)與垂直方向上的光點(diǎn)數(shù)的乘積來(lái)表示。位平面：幀緩存被分成若干個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)區(qū)域，每一個(gè)區(qū)域成為一個(gè)位面。屏幕坐標(biāo)系：圖形顯示器坐標(biāo)原點(diǎn)定義在屏幕的左上角，但也有的講原點(diǎn)定義在屏幕左下角。其中像素點(diǎn)（X,Y）坐標(biāo)的取值范圍是0到x或y方向的最大分辨率-1。一個(gè)交互式計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)必須具有哪幾種功能？其結(jié)構(gòu)如何？應(yīng)該具有計(jì)算、存儲(chǔ)、交互（對(duì)話）、輸入和輸出等5種功能。其結(jié)構(gòu)由圖形軟件和圖形硬件兩部分組成。圖形軟件由圖形應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、圖形應(yīng)用軟件和圖形支撐軟件組成；圖形硬件由圖形計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和圖形設(shè)備組成。試列舉出你所知道的圖形輸入與輸出設(shè)備。圖形輸入設(shè)備：鍵盤(pán)、鼠標(biāo)器、光筆、觸摸屏、操縱桿、跟蹤球和空間球、數(shù)據(jù)手套、數(shù)字化儀、圖像掃描儀、聲頻輸入系統(tǒng)和視頻輸入系統(tǒng)等。圖形輸出設(shè)備：陰極射線管、CRT圖形顯示器、平板顯示器和三維觀察設(shè)備等。陰極射線管由哪幾部分組成？它們的功能分別是什么？陰極射線管由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏組成。電子槍的主要功能是產(chǎn)生一個(gè)沿管軸（Z軸）方向前進(jìn)的高速的細(xì)電子束，用于轟擊熒光屏；偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的功能是使熒光屏上所有位置顯示圖形及字符；CRT熒光屏的功能是顯示圖形和字符。簡(jiǎn)述蔭罩式彩色陰極射線管的結(jié)構(gòu)和工作原理。蔭罩式彩色陰極射線管結(jié)構(gòu)：在蔭罩前面的三色熒光屏（玻璃屏）上交錯(cuò)涂滿(mǎn)了成百萬(wàn)個(gè)能夠分別發(fā)出紅綠藍(lán)三色光的熒光小點(diǎn)，尾部裝有三只電子槍?zhuān)恐粯尪加申帢O，控制柵極，加速極和聚焦極組成。在離熒光屏1cm處安裝了一塊薄鋼板制成的網(wǎng)板稱(chēng)為蔭罩板。工作原理：電子槍發(fā)射的電子束去轟擊各自的熒光粉單元，受到高速電子束的激發(fā)，這些熒光粉單元分別發(fā)出強(qiáng)弱不同的紅、綠、藍(lán)三種光，從而混合產(chǎn)生不同色彩的像素，大量的不同色彩的像素組成了一張漂亮的畫(huà)面，而不斷變換的畫(huà)面就成為可動(dòng)的清晰而細(xì)膩的圖像。圖形的硬拷設(shè)備有哪些？簡(jiǎn)述其各自的特點(diǎn)。硬拷設(shè)備有：打印機(jī)、繪圖儀。打印機(jī)是畫(huà)點(diǎn)設(shè)備，分為撞擊式和非撞擊式兩種。撞擊式打印機(jī)主要指針式打印機(jī)，它隔著色帶將某種點(diǎn)陣圖案壓在紙上。非撞擊式打印機(jī)包括激光打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、熱轉(zhuǎn)印打印機(jī)、染料熱升華打印機(jī)和靜電打印機(jī)等。第三章 用戶(hù)接口與交互式技術(shù)名詞解釋?zhuān)合鹌そ罴夹g(shù)。橡皮筋技術(shù)是指針對(duì)用戶(hù)的要求，動(dòng)態(tài)地將繪圖過(guò)程表現(xiàn)出來(lái)，直到產(chǎn)生用戶(hù)滿(mǎn)意的結(jié)果為止，其中最基本的工作是動(dòng)態(tài)、連續(xù)地改變相關(guān)點(diǎn)的設(shè)備坐標(biāo)。PHIGS和GKS圖形軟件標(biāo)準(zhǔn)有哪6種邏輯輸入設(shè)備？試評(píng)價(jià)這6種邏輯分類(lèi)方法。設(shè)備分別為：定位設(shè)備、筆畫(huà)設(shè)備、數(shù)值設(shè)備、選擇設(shè)備、拾取設(shè)備和字符設(shè)備。定位設(shè)備用于在屏幕上交互地指定一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)位置；筆畫(huà)設(shè)備用于在屏幕上交互地指定多個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)位置，等于多次使用定位設(shè)備；定值設(shè)備用于輸入各種參數(shù)和數(shù)據(jù)；字符串設(shè)備用于輸入字符串，典型設(shè)備是鍵盤(pán)；選擇設(shè)備用于選擇菜單選項(xiàng)、屬性選項(xiàng)和用于構(gòu)圖的對(duì)象形狀等。拾取設(shè)備是用于選擇場(chǎng)景中即將進(jìn)行變換、編輯和處理的部分。第五章 基本圖形生成算法名詞解釋?zhuān)簰呙柁D(zhuǎn)換：在矢量圖形中，多邊形用定點(diǎn)序列來(lái)表示，為了在光柵顯示器或打印機(jī)等設(shè)備上顯示多邊形，必須把它轉(zhuǎn)換為點(diǎn)陣表示。 4-連通區(qū)域指從區(qū)域上一點(diǎn)出發(fā)，通過(guò)訪問(wèn)已知點(diǎn)的4-鄰接點(diǎn)，在不越出區(qū)域的前提下，遍歷區(qū)域內(nèi)的所有像素，8-連通區(qū)域指通過(guò)訪問(wèn)區(qū)域內(nèi)已知點(diǎn)的8-鄰接點(diǎn)來(lái)遍歷整個(gè)區(qū)域 用離散量表示連續(xù)量而引起的失真就叫走樣。為了提高圖形的顯示質(zhì)量，需要減少或消除走樣現(xiàn)象，就叫做反走樣。 圖形的集合變換是指對(duì)圖形的集合信息經(jīng)過(guò)平移、比例、旋轉(zhuǎn)等變換后產(chǎn)生惡心的圖形。5.2分別利用DDA算法，中點(diǎn)Bresenham算法和Bresenham算法掃描轉(zhuǎn)換直線段P1P2，其中P1為（0,0），P2為（8,6）。 Void DDA（int x0,int y0,int x1,int y1,int color） int i,dx,dy,x,y,e; float xi,yi; x=x0;y=y0; dx=x1-x0;dy=y1-y0; if(abs(dx)abs(dy) e=abs(dx); else e=abs(dy); xi=(float)dx/(float)e; yi=(float)dx/(float)e; for(i=0;ix1) n=x1;x1=x0;x0=n; n=y1;y1=y0;y0=n;x=x0;y=y0;dx=x1-x0;dy=y1-y0;d=dx-2*dy;upi=2*dx-2*dy;downi=-2*dy;while(x=x1) putpixel(x,y,color); x+; if(d0) y+; d+=upi; else d+=downi; 初始值：dx=8,dy=6,d=dx-2dy=8-2*6=-4, 2dx-2dy=4,-2dy=-12所以，直線經(jīng)過(guò)的點(diǎn)如下：x012345678y011234456d-40-12-8-40-12-8Bresenham算法：void Bresenham(int x0,int y0,int x1,int y1,int color) int dx,dy,e,n,x,y; x=x0;y=y0; dx=x1-x0;dy=y1-y0; e=-dx; while(x0) y+; e=e-2*dx; 初始值：dx=8;dy=6;e=-8;2dy=12;-2dx=-16;所以，直線經(jīng)過(guò)的點(diǎn)如下：x012345678y011234456e-8-120-4-8-120-4-8e+2dy401284012845.6利用中點(diǎn)Bresenham算法掃描轉(zhuǎn)換圓心在原點(diǎn)，半徑為8的圓。 答：初始值 x=0,y=r=8;d=1-r=-7;在第一象限的點(diǎn)如下：x0123456y8887765d-7-41-63252x+33592(x-y)+5-7-137第六章 二維變換及二維觀察 名詞解釋?zhuān)核^齊次坐標(biāo)表示就是用n+1維向量表示n維向量。規(guī)范化齊次坐標(biāo)表示就是h=1的齊次坐標(biāo)表示。6.2已知二維變換矩陣 =如果對(duì)二維圖形各坐標(biāo)進(jìn)行變換，試說(shuō)明矩陣在各元素在變換中的作用。答： 平移作用：l x方向平移，m y方向平移。 比例變換：a x坐標(biāo)以a倍變換，d y坐標(biāo)以d倍變換 旋轉(zhuǎn)作用：b c 是旋轉(zhuǎn)的角度。6.3試推導(dǎo)將二維平面上任意直線段p1(x1,y1)p2(x2,y2)轉(zhuǎn)換成與x軸重合的變換矩陣。 解：平移直線到x軸，平移量為（-x1，-y1）然后旋轉(zhuǎn)平移后的直線： 當(dāng)0時(shí)， a=arctan 當(dāng)=0時(shí)， a=180-arctan 則 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度即為a, 此時(shí) 直線變?yōu)橹睾蟲(chóng)軸 其中，旋轉(zhuǎn)變換矩陣為： 平移變換矩陣為：則綜合變換矩陣為：=6.5試證明下列操作序列的變換矩陣滿(mǎn)足交換律：（1）兩個(gè)連續(xù)的旋轉(zhuǎn)變換。（2）兩個(gè)連續(xù)的平移變換。（3）兩個(gè)連續(xù)的比例變換。（4）一個(gè)整體比例變換和一個(gè)旋轉(zhuǎn)變換。（5）一個(gè)繞原點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)變換和一個(gè)對(duì)稱(chēng)于原點(diǎn)的比例變換。證明：（1）因?yàn)?= 所以得證。 （2）因?yàn)? 所以 得證。 （3）因?yàn)? 所以得證。 （4）= 所以得證。6.7 如圖，所示ABCD，求繞p(5,4)點(diǎn)分別旋轉(zhuǎn)45度和90度的變換矩陣，并求出各端點(diǎn)的坐標(biāo)，畫(huà)出變換后的圖形。 解： 先平移到原點(diǎn)后旋轉(zhuǎn) 在平移回原位置：旋轉(zhuǎn)45度：= A點(diǎn)坐標(biāo)乘以變換矩陣得A 同理得B，C ，D的變換后坐標(biāo)，然后根據(jù)坐標(biāo)畫(huà)圖即可。旋轉(zhuǎn)90度：所得即為變換矩陣。A點(diǎn)坐標(biāo)乘以變換矩陣得A 同理得B，C ，D的變換后坐標(biāo)，然后根據(jù)坐標(biāo)畫(huà)圖即可。6.9 編程實(shí)現(xiàn)多邊形的平移，旋轉(zhuǎn)，比例，對(duì)稱(chēng)等二維仿射變換。 解：程序省第七章 三維變換及三維觀察 名詞解釋?zhuān)浩叫型队埃和队爸行脑跓o(wú)限遠(yuǎn)時(shí)，投影線相互平行。透視投影：投影線從投影中心出發(fā)，實(shí)現(xiàn)是不平行的，需要明確指定投影中心的位置 正投影：投影線與投影面垂直的平行投影 斜投影：投影線與投影面不垂直 一點(diǎn)透視：一點(diǎn)透視只有一個(gè)主滅點(diǎn)，進(jìn)行透視時(shí)需考慮，三維形體與畫(huà)面的相對(duì)位置：視距與畫(huà)面的距離；視點(diǎn)的高度。7.3 已知三維變換矩陣 =試說(shuō)明矩陣中各元素在變換中的作用。解： 平移作用：l是x坐標(biāo)的平移量m是y坐標(biāo)的平移量，n是z坐標(biāo)的平移量。 旋轉(zhuǎn)作用：a b c d e f g h i 是旋轉(zhuǎn)的變量 ，具體在書(shū)上184面，（記法：當(dāng)繞某個(gè)軸旋轉(zhuǎn) 時(shí)，所在的列為1（主對(duì)角線時(shí)）或0（非主對(duì)角線）其余為旋轉(zhuǎn)變量）。 比例作用：局部比例的作用的是a e i; 全局比例的作用是s;(此時(shí)a=e=i=1)。 7.4 將圖中的物體ABCDEFGH進(jìn)行如下變化的變換矩陣，寫(xiě)出復(fù)合變換后的圖形各頂點(diǎn)的規(guī)范化齊次坐標(biāo)，并畫(huà)出復(fù)合變換后的圖形。（1） 平移，使C與點(diǎn)P（1，-1，0）。（2） 繞z軸旋轉(zhuǎn)60度。解：物體各頂點(diǎn)的原坐標(biāo)矩陣形式如下： 當(dāng)C與P重合，即物體要平移（2,0,0）則平移矩陣為：繞z軸旋轉(zhuǎn)60度，則旋轉(zhuǎn)矩陣為：則復(fù)合變換矩陣為所得的矩陣。在把物體各頂點(diǎn)乘以復(fù)合變換矩陣即為所得。根據(jù)頂點(diǎn)坐標(biāo)畫(huà)出圖形。7.7 試作出圖中空間四面體的三視圖，寫(xiě)清變換式。解： 主視圖：變換矩陣：空間四面體各頂點(diǎn)乘以Txoz矩陣即可得到主視圖坐標(biāo) 后畫(huà)圖。 俯視圖：變換矩陣在書(shū)中197面即是，空間四面體各頂點(diǎn)乘以Txoz矩陣即可得到主視圖坐標(biāo) 后畫(huà)圖。 側(cè)視圖：變換矩陣98面，即是。空間四面體各頂點(diǎn)乘以Txoz矩陣即可得到主視圖坐標(biāo) 后畫(huà)圖。（鳴謝幕后辛苦制作的XX,XX,XXX，_。以下資料轉(zhuǎn)自群分享，有空可以看看）一、名詞解釋1圖形：能夠在人們視覺(jué)系統(tǒng)中形成視覺(jué)印象的對(duì)象稱(chēng)為圖形，包括自然景物和人工繪圖。2像素圖：點(diǎn)陣法列舉圖形中的所有點(diǎn)。用點(diǎn)陣法描述的圖形稱(chēng)為像素圖。3參數(shù)圖：參數(shù)法描述圖形的形狀參數(shù)和屬性參數(shù)。用參數(shù)法描述的圖形稱(chēng)為參數(shù)圖。4掃描線：在光柵掃描顯示器中，電子槍掃過(guò)的一行稱(chēng)為一條掃描線。5構(gòu)造實(shí)體幾何表示法：用簡(jiǎn)單的實(shí)體(也稱(chēng)為體素)通過(guò)集合運(yùn)算組合成所需的物體的方法稱(chēng)為構(gòu)造實(shí)體幾何表示法。6投影：投影是從高維（物體）空間到低維（投影）空間的一種映射。7參數(shù)向量方程：參數(shù)向量方程是包含參數(shù)和向量的方程。8自由曲線：形狀比較復(fù)雜、不能用二次方程來(lái)表示的曲線稱(chēng)為自由曲線，通常以三次參數(shù)方程來(lái)表示9曲線擬合：給定一個(gè)點(diǎn)列，用該點(diǎn)列來(lái)構(gòu)造曲線的方法稱(chēng)為曲線擬合。10曲線插值：已知曲線上的一個(gè)點(diǎn)列，求曲線上的其他點(diǎn)的方法稱(chēng)為曲線插值。11區(qū)域填充：根據(jù)像素的屬性值、邊或頂點(diǎn)的簡(jiǎn)單描述，生成區(qū)域的過(guò)程稱(chēng)為區(qū)域填充。12掃描轉(zhuǎn)換：在矢量圖形中，多邊形用頂點(diǎn)序列來(lái)表示，為了在光柵顯示器或打印機(jī)等設(shè)備上顯示多邊形，必須把它轉(zhuǎn)換為點(diǎn)陣表示。這種轉(zhuǎn)換稱(chēng)為掃描轉(zhuǎn)換。二、判斷正誤（正確寫(xiě)T，錯(cuò)誤寫(xiě)F）1.存儲(chǔ)顏色和亮度信息的相應(yīng)存儲(chǔ)器稱(chēng)為幀緩沖存儲(chǔ)器，所存儲(chǔ)的信息被稱(chēng)為位圖。（T） 2光柵掃描顯示器的屏幕分為m行掃描線，每行n個(gè)小點(diǎn)，整個(gè)屏幕分為mn個(gè)中點(diǎn)，其中每個(gè)小點(diǎn)稱(chēng)為一個(gè)像素。（T）3點(diǎn)陣字符用一個(gè)位圖來(lái)表示，位圖中的0對(duì)應(yīng)點(diǎn)亮的像素，用前景色繪制；位圖中的1對(duì)應(yīng)未點(diǎn)亮的像素，用背景色繪制。（F）4矢量字符表示法用（曲）線段記錄字形的邊緣輪廓線。（T）5將矢量字符旋轉(zhuǎn)或放大時(shí)，顯示的結(jié)果通常會(huì)變得粗糙難看，同樣的變換不會(huì)改變點(diǎn)陣字符的顯示效果。（F）6在光柵圖形中，區(qū)域是由相連的像素組成的集合，這些像素具有相同的屬性值或者它們位于某邊界線的內(nèi)部。（T）7多邊形的掃描變換算法不需要預(yù)先定義區(qū)域內(nèi)部或邊界的像素值。（T）8齊次坐標(biāo)表示法用n維向量表示一個(gè)n維向量。（F） 9實(shí)體的邊界由平面多邊形或空間曲面片組成。（T）10平面多面體表面的平面多邊形的邊最多屬于兩個(gè)多邊形，即它的表面具有二維流形的性質(zhì)。（T）11實(shí)體幾何性質(zhì)包括位置、長(zhǎng)度和大小等。（T）12.實(shí)體的拓?fù)潢P(guān)系表示實(shí)體之間的相鄰、相離、方位、相交和包含等關(guān)系.F 13實(shí)體的掃描表示法也稱(chēng)為推移表示法，該表示法用一個(gè)物體和該物體的一條移動(dòng)軌跡來(lái)描述一個(gè)新的物體。（T）14如果投影空間為平面,投影線為直線，則稱(chēng)該投影為平面幾何投影。（T） 15.平面幾何投影分為兩大類(lèi)：透視投影和平行投影。（T）16當(dāng)投影中心到投影面的距離為有限值時(shí)，相應(yīng)的投影為平行投影。（F） 17當(dāng)投影中心到投影面的距離為無(wú)窮大時(shí),相應(yīng)的投影即為透視投影。（F） 18在透視投影中，不平行于投影平面的平行線，經(jīng)過(guò)透視投影后交匯到一個(gè)點(diǎn)，該點(diǎn)稱(chēng)為滅點(diǎn)。（T） 19用DDA算法生成圓周或橢圓不需要用到三角運(yùn)算所以運(yùn)算效率高。（F）20主滅點(diǎn)的個(gè)數(shù)正好等于與投影面相交的坐標(biāo)軸的個(gè)數(shù)，顯然最多有四個(gè)主滅點(diǎn)。（F）21透視投影按主滅點(diǎn)個(gè)數(shù)分為一點(diǎn)透視、二點(diǎn)透視和三點(diǎn)透視。（T） 22平行投影分為正（射）投影和斜（射）投影。（T）23在正投影中，投影方向與投影面垂直。（T）24在斜投影中，投影線不垂直于投影面。（T）25當(dāng)投影面與x,y和z垂直時(shí)所得到的投影分別稱(chēng)為正（主）視圖、側(cè)視圖和俯視圖，統(tǒng)稱(chēng)為三視圖。（T）26在斜投影中，當(dāng)投影面與三個(gè)坐標(biāo)軸都不垂直時(shí)，所形成的投影稱(chēng)為正軸測(cè)。（F）27投影面也稱(chēng)為觀察平面。（T）28觀察空間位于前后裁剪面之間的部分稱(chēng)為裁剪空間或視見(jiàn)體。（T）29找出并消除物體中的不可見(jiàn)部分，稱(chēng)為消隱。（T）30經(jīng)過(guò)消隱得到的圖形稱(chēng)為消隱圖。（T）三、填空 1圖形軟件的建立方法包括提供圖形程序包、修改高級(jí)語(yǔ)言和采用專(zhuān)用高級(jí)語(yǔ)言。2直線的屬性包括線型、線寬和顏色。3顏色通常用紅、綠和藍(lán)三原色的含量來(lái)表示。對(duì)于不具有彩色功能的顯示系統(tǒng)，顏色顯示為灰度級(jí)（或亮度級(jí)）。4平面圖形在內(nèi)存中有兩種表示方法，即柵格表示法和矢量表示法。5字符作為圖形有點(diǎn)陣字符和矢量字符之分。 6區(qū)域的表示有內(nèi)點(diǎn)表示和邊界表示兩種形式。7區(qū)域的內(nèi)點(diǎn)表示法枚舉區(qū)域內(nèi)的所有像素，通過(guò)給區(qū)域內(nèi)的像素賦予同一屬性值來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)點(diǎn)表示。8區(qū)域的邊界表示法枚舉區(qū)域邊界上的所有像素，通過(guò)給區(qū)域邊界的像素點(diǎn)賦予同一屬性值來(lái)實(shí)現(xiàn)邊界表示。 9區(qū)域填充有種子填充和掃描轉(zhuǎn)換填充。10區(qū)域填充屬性包括填充式樣、填充顏色和填充圖案。11對(duì)于線框圖形，通常是以點(diǎn)變換為基礎(chǔ)，把圖形的一系列頂點(diǎn)作幾何變換后，連接新的頂點(diǎn)序列即可產(chǎn)生新的變換后的圖形。12裁剪的基本目的是判斷圖形元素是否部分或全部落在窗口區(qū)域之內(nèi)。13字符裁剪方法包括矢量裁剪、單個(gè)字符裁剪和字符串裁剪。14圖形變換是指將圖形的幾何信息經(jīng)過(guò)幾何變換后產(chǎn)生新的圖形。15從平面上點(diǎn)的齊次坐標(biāo)，經(jīng)齊次坐標(biāo)變換，最后轉(zhuǎn)換為平面上點(diǎn)的坐標(biāo)，這一變換過(guò)程稱(chēng)為規(guī)范化過(guò)程。16實(shí)體的表面具有連通性、有界性、非自交性和閉合性。 17集合的內(nèi)點(diǎn)是集合中的點(diǎn)，在該點(diǎn)的一個(gè)充分小鄰域內(nèi)的所有點(diǎn)都是集合中的元素。18空間一點(diǎn)的任意鄰域內(nèi)既有集合中的點(diǎn)，又有集合外的點(diǎn)，則稱(chēng)該點(diǎn)為集合的邊界點(diǎn)。19內(nèi)點(diǎn)組成的集合稱(chēng)為集合的內(nèi)部。20邊界點(diǎn)組成的集合稱(chēng)為集合的邊界。21任意一個(gè)實(shí)體可以表示為內(nèi)部和邊界的并集。22集合與它的邊界的并集稱(chēng)集合的閉包。23取集合的內(nèi)部,再取內(nèi)部的閉包，所得的集合稱(chēng)為原集合的正則（點(diǎn)）集。24如果曲面上任意一點(diǎn)都存在一個(gè)充分小的鄰域，該鄰域與平面上的（開(kāi)）圓盤(pán)同構(gòu)，即鄰域與圓盤(pán)之間存在連續(xù)的1-1映射，則稱(chēng)該曲面為二維流形。25對(duì)于一個(gè)占據(jù)有限空間的正則（點(diǎn)）集，如果其表面是二維流形，則該正則集為一個(gè)實(shí)體（有效物體）。26通過(guò)實(shí)體的邊界來(lái)表示一個(gè)實(shí)體的方法稱(chēng)為實(shí)體的邊界表示法。27表面由平面多邊形構(gòu)成的空間三維體稱(chēng)為平面多面體。28掃描表示法的兩個(gè)關(guān)鍵要素是掃描體和掃描軌跡。29標(biāo)量：一個(gè)標(biāo)量表示一個(gè)數(shù)值。30向量：一個(gè)向量是由若干個(gè)標(biāo)量組成的一個(gè)元組，其中每個(gè)標(biāo)量稱(chēng)為向量的一個(gè)分量。四、簡(jiǎn)答題1. 什么是圖像的分辨率？解答：在水平和垂直方向上每單位長(zhǎng)度（如英寸）所包含的像素點(diǎn)的數(shù)目。2. 為什么需要隱藏面消影法？解答：需要用隱藏面消影法來(lái)判斷哪些物體和表面遮擋了放在它們后面的物體和表面，從而產(chǎn)生更逼真的圖像。3. 局部光照模型和全局光照模型的不同之處是什么？解答：局部光照模型主要是考慮光源發(fā)出的光對(duì)物體的直接影響。另外，全局光照模型除了處理光源發(fā)出的光之外，還考慮其他輔助光的影響，如光線穿過(guò)透明或半透明物體，以及光線從一個(gè)物體表面反射到另一個(gè)表面等。4. 說(shuō)出表面明暗處理的三個(gè)部分和用于計(jì)算每個(gè)部分的輔助光線。解答：局部貢獻(xiàn)（陰影光線），反射光貢獻(xiàn)（鏡面反射光線）和透射光貢獻(xiàn)（鏡面透射光線）。5.實(shí)體采用八叉樹(shù)表示法有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 解答：實(shí)體采用八叉樹(shù)表示法有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）可以用統(tǒng)一而且簡(jiǎn)單的形體來(lái)表示空間任意形狀的實(shí)體。（2）易于實(shí)現(xiàn)實(shí)體之間的集合運(yùn)算，如交、并和差等運(yùn)算。（3）易于檢查實(shí)體之間是否接觸。（4）易于計(jì)算實(shí)體的統(tǒng)計(jì)量，如體積、質(zhì)量和重量等。（5）在對(duì)實(shí)體進(jìn)行顯示時(shí)，易于實(shí)現(xiàn)消隱。 6.實(shí)體采用八叉樹(shù)表示法有哪些缺點(diǎn)？ 解答：實(shí)體采用八叉樹(shù)表示法有以下缺點(diǎn)：（1） 在分辨率較高時(shí)，所需的存儲(chǔ)容量較大。（2） 難于實(shí)現(xiàn)某些幾何變換，如旋轉(zhuǎn)和任意比例系數(shù)的比例變換等。（3） 只能近似地表示空間實(shí)體，難于轉(zhuǎn)換為表達(dá)更精確的邊界表示。7. 什么是中點(diǎn)分割裁剪法？解答：中點(diǎn)分割裁剪法又稱(chēng)對(duì)分裁剪法，該方法用于代替求交運(yùn)算。如圖11所示，AB為線段P1P2的可見(jiàn)部分。記P1和P2的中點(diǎn)為Pm。從P1出發(fā)求A，如果P1Pm部分可見(jiàn)部分不可見(jiàn)，則A點(diǎn)在該線段上，用該線段代替P1P2繼續(xù)求解；否則，用PmP2代替P1P2繼續(xù)求解。求解過(guò)程直到P1P2的長(zhǎng)度小于預(yù)先給定的一個(gè)常數(shù)時(shí)結(jié)束，這時(shí)，P2為離A最近的可見(jiàn)點(diǎn)。類(lèi)似地可以求解B。P2BAP18. 二維編碼裁剪法如何對(duì)線段的端點(diǎn)進(jìn)行編碼？解答：將用戶(hù)域用為9個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都有相應(yīng)的編碼，當(dāng)線段的端點(diǎn)落在某個(gè)區(qū)域內(nèi)時(shí)，對(duì)該端點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的編碼。從高位開(kāi)始，每位編碼如下：（1） 第1位，端點(diǎn)在y=ymax上方則取1，否則取0；（2） 第2位，端點(diǎn)在y=ymin下方則取1，否則取0；（3） 第3位，端點(diǎn)在x=xmax右方則取1，否則取0；（4） 第4位，端點(diǎn)在x=xmin左方則取1，否則取0。如果線段兩端點(diǎn)的4位編碼全為零，則線段全部在窗口內(nèi)；如果兩端點(diǎn)的4位編碼按位進(jìn)行與運(yùn)算，結(jié)果為非零，則此線段全部在窗口之外；其他情況下，線段部分在窗口內(nèi)，部分在窗口外。編碼裁剪法的編碼用于判斷線段與窗口的關(guān)系。0000區(qū)域編碼001010100110010010000101000110019多邊形填充掃描線算法包括哪些計(jì)算步驟？解答：對(duì)于一個(gè)給定的多邊形，用一組水平（垂直）的掃描線進(jìn)行掃描，求出每條掃描線與多邊形邊的交點(diǎn)，這些交點(diǎn)將掃描線分割為相間排列的落在多邊形內(nèi)和外的線段，將落在多邊形內(nèi)的線段上的所有象素點(diǎn)賦以給定的多邊形的顏色值。計(jì)算過(guò)程如下：（1） 求交：計(jì)算掃描線與多邊形各邊的交點(diǎn)；（2） 排序：把所有交點(diǎn)按遞增順序進(jìn)行排序；（3） 交點(diǎn)配對(duì)：每對(duì)交點(diǎn)表示掃描線與多邊形的一個(gè)相交區(qū)間；（4） 區(qū)間填色：相交區(qū)間內(nèi)的象素置成多邊形顏色，相交區(qū)間外的象素置成背景色。10消隱算法有哪些類(lèi)型，它們各有什么特點(diǎn)？解答：消隱算法可以分為兩大類(lèi)：對(duì)象空間方法（Object Space Methods）和圖象空間方法（image Space Methods）。對(duì)象空間方法是通過(guò)分析對(duì)象的三維特性之間的關(guān)系來(lái)確定其是否可見(jiàn)。例如，將三維平面作為分析對(duì)象，通過(guò)比較各平面的參數(shù)來(lái)確定它們的可見(jiàn)性。圖象空間是對(duì)象投影后所在的二維空間。圖象空間方法是將對(duì)象投影后分解為象素，按照一定的規(guī)律，比較象素之間的z值，從而確定其是否可見(jiàn)。11深度緩存（Z-buffer）消隱算法包括哪些步驟？解答：深度緩存（Z-buffer）算法是一種典型的、簡(jiǎn)單的圖象空間面消隱算法。該算法需要一個(gè)深度緩存數(shù)組ZB，此外還需要一個(gè)顏色屬性數(shù)組CB ，它們的大小與屏幕上像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)相同。Z-buffer算法的步驟如下：（1）初始化ZB和CB，使得ZB(i,j)=Zmax,CB(i,j)=背景色，i=1,， m; j=1,，n;（2）對(duì)多邊形P，計(jì)算它在點(diǎn)（i,j）處的深度值z(mì)i,j,（3）若zi,j ZB(i,j),則ZB（i,j）=zi,j,CB(i,j)=多邊形P的顏色；（4）對(duì)每個(gè)多邊形重復(fù)（2）、（3）兩步，最終在CB中存放的就是消隱后的圖形。這個(gè)算法的關(guān)鍵在第（）步，要盡快判斷出哪些點(diǎn)落在一個(gè)多邊形內(nèi)，并盡快求出一個(gè)點(diǎn)的深度值。這里需要應(yīng)用多邊形點(diǎn)與點(diǎn)之間的相關(guān)性，包括水平相關(guān)性和垂直相關(guān)性。12什么叫觀察空間？解答：在透視投影中，從投影中心出發(fā)，過(guò)觀察窗口邊線的射線所圍成的四棱錐稱(chēng)為透視投影的觀察空間；在平行投影中，從投影參考點(diǎn)到觀察窗口中心的方向?yàn)橥队胺较?，過(guò)觀察窗口邊線且平行于投影方向的直線包圍的