計算機圖形學計算機圖形學-填空簡答代碼

三、填空題

1、按照工作原理分，目前顯示器主要有CRT顯示器、J夜晶顯示器—以及等離子顯示器幾種。

2、生成直線常用的算法主要有DDA法、中點畫線法、直線的Bresenham算法。

3、二維圖形的基本變換主要有平移、_比例對稱，旋轉(zhuǎn)，錯切等。

4、在線段AB的區(qū)域編碼裁剪算法中，如A、B兩點的編碼均為填漢字），則該線段

位于窗口內(nèi)；如A、B兩點的碼按位與不為零，則該線段在窗口外。

5、透視投影按照滅點個數(shù)可分為一點透視、兩點透視、三點透視三種。

6、平面幾何投影可以分為兩大類，即正平行投影和斜平行投影。

7,刷新式CRT圖形顯示器按掃描方式分為隨機掃描和光柵掃描兩種。

8、常用的用戶接口形式：子程序庫，專用語言，交互命令

1（）、生成直線的四點要求是生成直線要直，直線終止點要準，直線粗細要均,速搜要快

11、可以用基本的交互技術(shù)形成三種組合交互任務(wù)：對話框，構(gòu)造，操作。

12、圖形的基本要素一般有點,線,面，體.

8.計算機圖形系統(tǒng)中常用的用戶接口形式有子程序庫、專用語言和交互命令三種形式。

13、處理圖形時常涉及的坐標系有：用戶坐標系、設(shè)備坐標系、建模坐標系、觀察坐標系

3.將多邊形外部一點A與某一點B用線段連接，若此線段與多邊形邊界相交的次數(shù)為強數(shù),

則點B在多邊形外部，若此線段與多邊形邊界相交的次數(shù)為查數(shù)，則點B在多邊形內(nèi)部。

5、平面幾何投影可以分為兩大類，即—正平行投影—和斜平行投影

1.通常投影根據(jù)可以分為投影和投影。

4.字符的圖形表示可以分為和兩種形式。

7.平面幾何投影根據(jù)可以分為和。

4、簡述圖形系統(tǒng)的組成與功能

組成：計算機硬件、圖形輸入/輸出設(shè)備、計算機系統(tǒng)軟件和圖形軟件

功能：（1）計算功能（2）存儲功能（3）交互功能（4）輸入功能（5）輸出功能

36、計算機圖形學研究的內(nèi)容：

如何在計算機中表示圖形，以及利用計算機進行圖形的計算，處理和顯示的相關(guān)原理和算法

計算機動畫，地理信息系統(tǒng)，人機交互，真實感圖形顯示，虛擬現(xiàn)實，科學計算可視化，并

行圖形處理

35、常涉及的四種坐標系：用戶坐標系，設(shè)備坐標系，觀察坐標系，建模坐標

1＞計算機圖形學：用計算機建立、存儲、處理某個對象的模型，并根據(jù)模型產(chǎn)生該對象圖

形輸出的有關(guān)理論、方法與技術(shù)，稱為計算機圖形學。

2、計算機圖形標準：計算機圖形標準是指圖形系統(tǒng)及其相關(guān)應(yīng)用程序中各界面之間進行數(shù)

據(jù)傳送和通信的接口標準，

3、列舉有關(guān)計算機圖形學的應(yīng)用

（1）計算機輔助設(shè)t-與制造

（2）計算機輔助繪圖

（3）計算機輔助教學

（4）辦公自動化和電子出版技術(shù)

（5）計算機藝術(shù)

（6）在工業(yè)控制及交通方面的應(yīng)用

（7）在醫(yī)療衛(wèi)生方面的應(yīng)用

（8）圖形用戶界面

3、列舉有關(guān)計算機圖形學的應(yīng)用電子出版及辦公自動化

計算機動畫及廣告、計算機藝術(shù)、科學計算的可視化、工業(yè)模擬、計算機輔助教學

5、輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標、光筆、觸摸屏、操縱桿、跟蹤球和空間球、數(shù)據(jù)手套、圖像掃

描、數(shù)字化儀、聲頻視頻輸入系統(tǒng)

顯示設(shè)備：CRT顯示器、液晶顯示器以及等離子顯示器

6、生成直線常用的算法主要有DDA法、中點畫線法、直線的Bresenham算法。

7、掌握：畫圓、橢圓的算法（Bresenham）

8、填充算法：重點是種子填充算法（代碼）

9、字符的圖形表示分為點陣字符和矢量字符。

10走樣：在光柵顯示器上繪制非水平旦非垂直的直線或多邊形邊界時，或多或少會呈現(xiàn)鋸

齒狀。這是由于直線或多邊形邊界在光柵顯示器的對應(yīng)圖形都是由一系列相同亮度的離散

像素構(gòu)成的。這種用離散量表示連續(xù)量引起的失真，稱為走樣（aliasing）。

11、反走樣：用于減少和消除用離散量表示連續(xù)量引起的失真效果的技術(shù)，稱為反走樣。

12、二維圖形的基本變換主要有平移、比例，對稱，旋轉(zhuǎn)，錯切等。

13、投影分為正投影和斜投影。

14、滅點：對于透視投影，若一組平行線平行于投影平面時，它們的透視投影仍然保持平行，

而不平行于投影面的平行線的投影會聚到一個點，這個點就是滅點。

15刷新式CRT圖形顯示器按掃描方式分為隨機掃描和光柵掃描兩種。

1G、圖形消隱：計算機為了反映真實的圖形，把隱藏的部分從圖中消除。

17、幾何變換：幾何變換的基本方法是把變換矩陣作為?個算子，作用到圖形?系列頂點的

位置矢量，從而得到這些頂點在幾何變換后的新的頂點序列，連接新的頂點序列即可得到

變換后的圖形。

18、計算幾何：計算幾何研究幾何模型和數(shù)據(jù)處理的學科，討論幾何形體的計算機表示、分

析和綜合，研究如何方便靈活、有效地建立幾何形體的數(shù)學模型以及在計算機中更好地存

貯和管理這些模型數(shù)據(jù)。

19、裁剪：識別圖形在指定區(qū)域內(nèi)和區(qū)域外的部分的過程稱為裁剪算法，簡稱裁剪。

20、透視投影：空間任意?點的透視投賬是投影中心與空間點構(gòu)成的投影線與投影平面的交

點。

21、透視投影按照火點個數(shù)可分為一點透視、兩點透視、三點透視三種。

22、投影變換：把三維物體變?yōu)槎S圖形表示的變換稱為投影變換。

23、窗口：世界坐標的范圍是無限大的。為了使規(guī)格化設(shè)備坐標上所顯示的世界坐標系中的

物體有一個合適的范圍與大小，必須首先對世界坐標系指定顯示范圍，它通常是一個矩形，

這個矩形被稱為窗口。

24、視區(qū)：在規(guī)格化設(shè)備坐標系.卜.也要指定?個矩形區(qū)域與窗口對應(yīng)，顯示窗口里的內(nèi)容,

這個矩形被稱為視區(qū)。

25、坐標系統(tǒng)：為了描述、分析、度量幾何物體的大小、形狀、位置、方向以及相互之間的

各種關(guān)系使用的參考框架叫做坐標系統(tǒng)。

26、刷新：熒光的鳧度隨著時間按指數(shù)衰減，整個畫面必須在每一秒內(nèi)重復(fù)顯示許多次，人

們才能看到一個穩(wěn)定而不閃爍的圖形，這叫屏幕的刷新。

27、用戶坐標系：用戶坐標系用戶為處理自己的圖形時所采用的坐標系，單位由用戶自己決

定。

28、規(guī)范化設(shè)備坐標系：將各個設(shè)備坐標系中的數(shù)據(jù)化為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)范圍從而得到的設(shè)備坐

標系。

29、規(guī)格化變換：圖形軟件根據(jù)窗口與視區(qū)的一一對應(yīng)關(guān)系，自動實現(xiàn)從世界坐標到規(guī)格化

設(shè)備坐標的轉(zhuǎn)換，這種從窗口到視區(qū)的變換，稱為規(guī)格化變換。

30、屏幕坐標系統(tǒng)：屏幕坐標系統(tǒng)也稱設(shè)備坐標系統(tǒng)，它主要用于某一特殊的計算機圖形顯

示設(shè)備（如光柵顯示器）的表面的點的定義，在多數(shù)情況下，對于每一個具體的顯示設(shè)備，

都有一個單獨的坐標系統(tǒng)，在定義了成像窗口的情況下，可進一步在屏幕坐標系統(tǒng)中定義

稱為視圖區(qū)的有界區(qū)域，視圖區(qū)中的成像即為實際所觀察到的圖形對象。

31、觀察坐標系：觀察坐標系通常是以視點的位置為原點，通過用戶指定的一個向上的觀察

向量來定義整個坐標系統(tǒng)，缺省為左手坐標系，觀察坐標系主要用于從觀察者的角度對整

個世界坐標系內(nèi)的對象進行重新定位和描述，從而簡化幾何物體在投影面的成像的數(shù)學推

導和計算。

32、簡要指出下列術(shù)語之間的主要不同之處：

圖形和圖象：前者是指矢量表示的圖，后者是指用點陣表示的圖。

隨機掃描與光柵掃描：前者是電子束掃描路徑隨圖形不同而不同，后者是電子束掃描路

徑固定不變。

窗口與視口：前者是在世界（用戶）坐標系中定義的，后者是設(shè)備坐標系中定義的。

數(shù)組與矩陣：前者是計算機語言中的術(shù)語，后者是數(shù)學中的術(shù)語。

逼近與插值：前者是所求曲線大致通過數(shù)據(jù)點，后者是所求曲線通過每一個數(shù)據(jù)點。

33、圖形交互技術(shù)有哪些？

回顯，引力域、草擬技術(shù)、旋轉(zhuǎn)、形變、網(wǎng)格、約束

定位技術(shù)、定向技術(shù)、定路經(jīng)技術(shù)、定量技術(shù)、文本技術(shù)、橡皮筋技術(shù)、拖動技術(shù)

34、常用的用戶接口形式：子程序庫，專用語言，交互命令

1、在圖形文件系統(tǒng)中，點、線、圓等圖形元素通常都用其幾何特征參數(shù)來描述，在圖形系

統(tǒng)中，圖形處理運算的精度不取決于顯示器的分辨率，在彩色圖形顯示器中，使用RGB顏

色模型。計算機圖形學以計算幾何為理論基礎(chǔ)。

2、深度緩存算法并不需要開辟一個與圖像大小相等的深度緩存數(shù)組，深度緩存算法能并行

實現(xiàn)，深度緩存算法中沒有對多邊形進行排序。

3、計算機圖形處理中，除了應(yīng)用到各種算法外，還經(jīng)常會處理大量的圖形方面的數(shù)據(jù)，因

而必須應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫技術(shù)，圖形數(shù)據(jù)庫設(shè)計的子庫層次是一個簡單的、具有普遍存儲規(guī)則

的許多物體的集合，圖形數(shù)據(jù)庫的設(shè)計一般有物體和子庫兩個層次。

4、投影線從視點出發(fā)，主滅點最多有3個，任何一束不平行于投影面的平行線的透視投影

將匯成一點。在平面幾何投影中，若投影中心移到距離投影面無窮遠處，則成為平行投影。

5、實體模型和曲面造型是CAD系統(tǒng)中常用的主要造型方法，曲面造型是用參數(shù)曲面描述來

表示一個復(fù)雜的物體，從描述復(fù)雜性和形狀靈活性考慮，最常用的參數(shù)曲面是3次有理多

項式的曲面，在曲線和曲面定義時，使用的基函數(shù)應(yīng)有兩個重要性質(zhì)：凸包性和仿射不變

性。

6、簡單光反射模型，又稱為Phong模型，它模擬物體表面對光的反射作用，簡單光反射

模型主要考慮物體表面對直射光照的反射作用，在簡隼光反射模型中，對物體間的光反射

作用，只用一個環(huán)境光變量做近似處理。

7、定義了物體的邊界也就唯一的定義了物體的幾何形狀邊界，物體的邊界上的面是有界的，

而且，面的邊界應(yīng)是閉合的，物體的邊界上的邊可以是曲線，但在兩端之間不允許曲線自

相交。

8、透視投影的投影線從視點出發(fā)，主滅點最多有3個，任何一束不平行于投影面的平行線

的透視投影將匯成一點。

9、圖形數(shù)據(jù)按照目的不同一般可以分為圖形的表示數(shù)據(jù)和圖形的顯示數(shù)據(jù)。

10、雙線性法向插值法（PhongShading）的優(yōu)點是高光域準確。

11、畫圓弧的算法有角度DDA法、逐點比較法、終點判斷法、Bresenham畫圓法四種。

12、Z緩沖器消隱算法是最簡單的消除隱藏面算法之一,

13、若要對某點進行比例、旋轉(zhuǎn)變換，首先需要將坐標原點平移至該點，在新的坐標系下做

比例或旋轉(zhuǎn)變換，然后再將原點平移回去。

14、在種子填充算法中所提到的八向連通區(qū)域算法同時可填充四向連通區(qū)。

15、多邊形被兩條掃描線分割成許多梯形，梯形的底邊在掃描線上，腰在多邊形的邊上，并

且相間排列，多邊形與某掃描線相交得到偶數(shù)個交點，這些交點間構(gòu)成的線段分別在多邊

形內(nèi)、外，并且相間排列，邊的連貫性告訴我們，多邊形的某條邊與當前掃描線相交時，

很可能與下一條掃描線相交。

16、透視投影又可分為一點透視、二點透視、三點透視，斜投影又可分為斜等測、斜二測，

正視圖又可分為主視圖、側(cè)視圖、俯視圖。

17、Bezier曲線不一定通過其特征多邊形的各個頂點，Bezier曲線兩端點處的切線方向必須

與起特征折線集（多邊形）的相應(yīng)兩端線段走向一致，Bezier曲線可用其特征多邊形來定

義。

18、掃描線算法W每個象素只訪問一次，主要缺點是對各種表的維持和排序的耗費較大，

邊填充算法基本思想是對于每一條掃描線與多邊形的交點，將其右方象素取補，邊填充算

法較適合于幀緩沖存儲器的圖形系統(tǒng)。

19、深度緩沖微算法最簡單常用的面向應(yīng)用的用戶接口形式：子程序庫、專用語言和交互命

令。圖形用戶界面的基本元素有窗口、圖標、菜單、指點裝置。在計算機圖形學中，被裁

剪的對象可以是線段、多邊形和字符三種形式。

20、掃描儀最重要的參數(shù)是光學精度和掃描精度。

DDA算法

原理:假定直線的起點、終點分別為:(x0,y0),(xl,yl),且都為整數(shù)。已知過端點P0(xO,y0),

Pl(xl,yl)的直線段L:y=kx-b°直線斜率為k=(yl-yO)/(xl-xO)。計算Yi+i=kx(+i+b=kxj+b+kAx=yi+k

Axo當△x=1;yi+i=yi+k

即：當x每遞增1,y遞增k(即直線斜率)；注意上述分析的算法僅適用于|k|Wl的情形。在

這種情況下，x每增加l,y最多增加1。當|k|>l時，必須把x,y地位互換

實現(xiàn)：

voidDDALine(intxOJntyOJntxljntyljntcolor)

{intx；

floatdx,dy,y,k;

dx=xl-xO;dy=yl-yO;

k=dy/dx;y=yO;

for(x=x0;x<=xl;x++)

{drawpixel(x,int(y+0.5)zcolor);

y=y+k；

}

)

中點畫線算法

voidMidpointLine(intxOJntyOJntxl,intyljntcolor)

{inta,b,dl,d2,d,x,y;

a=yO-yl;b=xl-xO;d=2*a+b;

dl=2*a;d2=2*(a+b);

x=xO;y=yO;

drawpixel(x,y,color);

while(x<xl)

{if(d<0){x++;y++;d+=d2;}

else{x++;d+=dl;}

drawpixel(x,y,color);

}/*while*/

}/*midPointLine*/

試寫出能獲得整數(shù)Bresenham畫線算法的C++程序(提示:①假定直線的斜率在。和1之間)

voidMidBreshnhamLine(intxOJntyOJntxljntyl,intcolor){

intdx,dy,d,Uplncre,Downlncre,x,y;

if(xO>xl){

x=xl;xl=xO;xO=x;

y=yl;yl=yO;yO=y;

}

x=xO;y=yO;

dx=xl-xO;dy=yl-yO;

d=dx-2*dy;

Uplncre=2*dx-2*dy;Downlncre=-2*dy;

while(x<=xl){

putpixel(x,y,color);

x++;

if(d<0){

y++;

d+=Uplncre;

)

else

d+=Downlncre;

)

}

Brsenham畫線算法

voidBreshnhamLinefintxOzintyOJntxljntyljntcolor){

intx,y,dx,dy,e;

dx=xl-xO;

dy=yl-yO;

e=-dx;x=xO;y=yO;

while(x<=xl){

putpixel(x,y,color);

x++;

e=e+2*dy;

if(e>0){

y++;

e=e-2*dx;

)

)

}

中點畫圓算法

voidMidBreshnhamCircle(intr,intcolor)

(

intx,y,d;

x=O;y=r;d=l-r;

while(x<=y){

CirclePoint(x,y,color);

if(d<O)d+=2*x+3;

else{

d+=2*(x-y)+5;

y-;

)

x++;

)

}

Breshnham畫圓算法

circle(xc,yc,radius,c)

intxc,yc,radius,c;

(

intx,y,p;

x=0;

y=radius;

p=3-2*radius;

while(x<y)

(

plot_circle_points(xc,yc,x,y,c);

if(p<0)p=p+4*x+6;

else{

p=p+4*(x-y)+10;

y-=i;

)

x+=l;

}

if(x==y)

plot_circle_points(xc,yc,x,y,c);

)

plot_circle_points(xc,yc,x,y,c)

intxczyc,x,y,c;

set_pixel(xc+x/yc+y,c);

set_pixel(xc+x,yc+y,c);

set_pixel(xc+x,yc-y,c);

set_pixel(xc-x,yc-y,c);

set_pixel(xc+y,yc+x,c);

set_pixel(xc-y,yc+x,c);

set_pixel(xc+y,yc-x,c);

set_pixel(xc-y,yc-xzc);

)

中點畫橢圓算法

MidpointEllipe(a,b,color)

inta,b,color;

{intx,y;floatdl,d2;

x=0;y=b;

dl=b*b+a*a*(-b+0.25);

ellipesputpixel(x,yzcolor);

while(b*b*(x+l)<a*a*(y-0.5))生成上半部分橢圓

{{if(dl<0)

dl+=b*b*(2*x+3);x++;}

else{dl+=(b*b*(2*x+3)+a*a*(-2*y+2))

x++;y--;}

ellipesputpixel(x,y,color);

}〃上部分

d2=b*b*(x+0.5)*(x+0.5)+a*a*(y-l)*(y-l)-a*a*b*b;

while(y>0)生成下半部分橢圓

{if(d2<0){d2+=b*b*(2*x+2)+a*a*(-2*y+3);

x++;y-；}

else