計(jì)算機(jī)圖形學(xué)

名詞解釋：屏幕分辨率：屏幕分辨率也稱為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)表示定位設(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)位置規(guī)則對(duì)象;指能用歐氏幾何進(jìn)行描述的形體，如點(diǎn)、直線、曲線、平面、曲面或?qū)嶓w等圖形的掃描轉(zhuǎn)換：針對(duì)圖形的光柵化的情形，給出在光柵掃描顯示器等數(shù)字設(shè)備上確定一個(gè)最佳逼近于圖形的像素集的過(guò)程多邊形的掃描轉(zhuǎn)換或多邊形的填充：從多邊形的頂點(diǎn)信息出發(fā)，求出位于其內(nèi)部的各像素，并將其顏色值寫入幀緩存的相應(yīng)單元中矢量字符：矢量字符采用直線和曲線段來(lái)描述字符形狀，矢量字符庫(kù)中記錄的是畫筆信息走樣：用離散量表示連續(xù)量而引起的失真就叫走樣，也稱為圖形失真幾何變換：圖形的幾何變換是指對(duì)圖形的幾何信息經(jīng)過(guò)平移、比例、旋轉(zhuǎn)等變換后產(chǎn)生新的圖形，即圖形在方向、尺寸和形狀方面的變換，需要改變圖形對(duì)象的坐標(biāo)描述齊次坐標(biāo)：所謂齊次坐標(biāo)表示就是用n+1維向量表示n維向量投影變換：把三維立體（或物體）投射到投影面上得到二維平面圖形填空：構(gòu)成圖形的要素可以分為兩類：一類是幾何要素、另一類是非幾何要素計(jì)算機(jī)中表示帶有顏色及形狀信息的圖和形常用兩種方法：點(diǎn)陣法和參數(shù)法字符的圖形表示分為：矢量和點(diǎn)陣兩種形式基本幾何變換有：平移、旋轉(zhuǎn)、縮放、反射和錯(cuò)切投影變換分為：平面幾何投影和觀察投影平面幾何投影主要指：平行投影和透視投影簡(jiǎn)答：1.計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的應(yīng)用有哪些方面？并舉一例說(shuō)明？答：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、計(jì)算機(jī)輔助繪圖、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、辦公自動(dòng)化和電子出版技術(shù)、計(jì)算機(jī)藝術(shù)、在工業(yè)控制及交通方面的應(yīng)用、在醫(yī)療衛(wèi)生方面的應(yīng)用、圖形用戶界面舉例：2.計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)的功能（每個(gè)功能用自己的話總結(jié)）（1）計(jì)算功能：應(yīng)包括形體設(shè)計(jì)、分析的方法程序庫(kù)和有關(guān)描述形體的圖形數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)中應(yīng)有坐標(biāo)幾何變換、曲線/曲面的生成、圖形交點(diǎn)的計(jì)算、性能檢驗(yàn)等功能（2）存儲(chǔ)功能：在計(jì)算機(jī)的內(nèi)/外存中存放各種圖形數(shù)據(jù)及圖形數(shù)據(jù)之間的相互關(guān)系?？筛鶕?jù)設(shè)計(jì)人人員的要求實(shí)現(xiàn)有關(guān)信息的實(shí)時(shí)檢索，圖形的變更、增加和刪除等處理（3）交互功能：決定了用戶通過(guò)圖形顯示器和圖形輸入設(shè)備進(jìn)行人機(jī)通信的方式。用戶通過(guò)顯示屏幕觀察設(shè)計(jì)的結(jié)果，用鼠標(biāo)或鍵盤等圖形輸入設(shè)備對(duì)不滿意的部分做出修改。此外，還可以由系統(tǒng)追溯到以前的工作步驟，跟蹤檢索出錯(cuò)的地方，還可以對(duì)用戶操作中的錯(cuò)誤給予必要的提示（4）輸入功能：將設(shè)計(jì)過(guò)程中圖形的形狀、大小和顏色屬性等必要的參數(shù)和命令輸入到計(jì)算機(jī)中（5）輸出功能：用于長(zhǎng)期保存計(jì)算結(jié)果或交互需要的圖形信息。由于對(duì)輸出的結(jié)果有精度、形式、時(shí)間等要求，因此輸出設(shè)備是多種多樣的3.常用坐標(biāo)系的分類4.中點(diǎn)Bresenham畫圓的步驟（1）輸入圓的半徑R（2）計(jì)算初始值d=1-R,x=0,y=R（3）繪制點(diǎn)（x,y）及其在八分圓中的其他7個(gè)對(duì)稱點(diǎn)（4）判斷d的符號(hào)。若d<0,則先將d更新為d+2x+3,再將（x,y）更新為（x+1,y）;否則先將d更新為d+2（x-y）+5,再將（x,y）更新為（x+1,y-1）（5）當(dāng)x<y時(shí)，重復(fù)步驟（3）和（4），否則結(jié)束5.二維變換矩陣從功能上可分為4個(gè)區(qū)，簡(jiǎn)述4個(gè)區(qū)實(shí)現(xiàn)的功能6.簡(jiǎn)述二維觀察的流程答：(1)在用戶坐標(biāo)系中生成圖形；(2)將用戶坐標(biāo)系下的圖形描述變換到觀察坐標(biāo)系下，即進(jìn)行坐標(biāo)系間的變換；(3)在觀察坐標(biāo)系下對(duì)窗口進(jìn)行裁剪，保留窗口內(nèi)的圖形；(4)裁剪之后進(jìn)行窗口到視區(qū)的變換，即將觀察坐標(biāo)系中描述的窗口內(nèi)容變換到規(guī)格化設(shè)備坐標(biāo)系的視區(qū)中；(5)將視區(qū)中的圖形內(nèi)容變換到設(shè)備坐標(biāo)系中輸出。計(jì)算題：中點(diǎn)Bresenham算法畫直線（解答分兩步）步驟：(1)輸入直線的兩端點(diǎn)P0（X0,Y0）和P1（X1,Y1）(2)計(jì)算初始值Δx和Δy,d=Δx-2Δy,x=X0,y=Y0(3)繪制點(diǎn)（x,y）。判斷d的符號(hào)，若d<0,則（x,y）更新為（x+1,y+1）,d更新為d+2Δx-2Δy;否則（x,y）更新為（x+1,y）,d更新為d-2Δy。(4)當(dāng)直線沒(méi)有畫完時(shí)，重復(fù)步驟(3)，否則結(jié)束。填表（參考）X012345678Y011223445d-24-60-10-42-8-22.Bresenham算法畫直線（分兩步）步驟：(1)輸入直線的兩端點(diǎn)P0（X0,Y0）和P1（X1,Y1）(2)計(jì)算初始值Δx,Δy,e=-Δx,x=X0,y=Y0(3)繪制點(diǎn)（x,y）。(4)e更新為e+2Δy。判斷e的符號(hào)，若e>0,則（x,y）更新為（x+1,y+1）,同時(shí)將e更新為e-2Δx;否則（x,y）更新為（x+1,y）。(4)當(dāng)直線沒(méi)有畫完時(shí)，重復(fù)步驟