一、名詞解釋光順性3、種子填充算法4、鏡面反射光5、投影變換6、光線跟蹤變換8、走樣9、幾何造型技術(shù)二、簡答題1、前截面距離F和后截面距離B定義了什么?2、計算機動畫的制作主要步驟3、計算機圖形顯示器和繪圖設備表示顏色的方法各是什么顏色系統(tǒng)?它們之間的關(guān)系如何?4、圖形軟件主語言的選擇應考慮哪些因素?5、制定CGI,CGM,IGES標準的目的分別是什么?6、自由曲面的表示通常有哪兩種?7、什么叫做走樣？什么叫做反走樣？反走樣技術(shù)包括那些?8、簡述區(qū)域連貫性、掃描線的連貫性以及邊的連貫性。12、簡述編碼裁剪法(即Cohen-Sutherland線段裁剪法)的算法過程。三、應用題2、簡述深度緩存算法及其特點。3、假設在觀察坐標系下窗口區(qū)的左下角坐標為(wxl=10,wyb＝10),右上角坐標為(wxr=50,wyt=50)。設備坐標系中視區(qū)的左下角坐標為(vxl＝10,vyb=30),右上角坐標為(vxr=50,vyt=90)。已知在窗口內(nèi)有一點p(20,30),要將點p映射到視區(qū)內(nèi)的點p`,請問p`點在設備坐標系中的坐標是多少?(本題10分)4、如下表是采納DDA算法畫出(0,0)到(5,2)的直線的數(shù)據(jù),請?zhí)顚懣崭裉帯12345601234500。5022試計算A’、B’、C'的坐標值、(要求用齊次坐標進行變換,列出變換矩陣)形進行裁剪,用圖表示裁剪過程。7、計算機圖形系統(tǒng)包含哪些外部設備?8、簡述消隱算法的分類。9、設窗口左下角點坐標為(XW1,YW1),寬為LW,高為HW,視區(qū)左下角點坐標為(XV1,YV1),寬為LV,高為HV,已知窗口中有一點A(XA,YA),在視區(qū)中對應的坐標為A’(X’A,Y'A)。試計算A’的坐標值。(要求用齊次坐標進行變換,列出變換矩陣,列出計算式子,不要求計算結(jié)果)AAW10、采納掃描線算法對多邊形進行填充,請寫出驟和處理掃描線的步驟。ooVEL、AEL的結(jié)構(gòu),并分析掃描線算法的步初始化:種子像素入棧,當棧非空時,重復2~4的步驟棧頂像素出棧將出棧像素置為多邊形顏色按右、上、左、下順序依次檢查與出棧像素相鄰的四個像素,若其中某個像素不在邊界上且未置成多邊形色,則該像當堆棧為空時,算法終止過程1、齊次坐標系就是N維向量由N+1維向量來表示、一個N維向量的齊次坐標表示不惟一,由啞坐標決小。2、光順性有兩條含義:一是指曲線的切矢量和曲率的連續(xù)性;另一條是指保凸性、依照已知多邊形區(qū)域內(nèi)部的一個象素點來找到區(qū)域內(nèi)其它象素點,從而對多邊形區(qū)域內(nèi)4、鏡面反射光一個理想的光澤表面,僅僅在反射角等于入射角時,光線才會被反射。只有在反射方向上,觀察者才能看到從鏡面反射出來的光線,而在其它方向都看不到反射光。就是把三維立體(或物體)投射到投影面上得到二維平面圖形。6、光線跟蹤光線跟蹤是自然界光照明物理過程的近似逆過程,即逆向跟蹤從光源發(fā)出的光經(jīng)環(huán)境景物間的多次反射、折射后投射到景物表面,最終進入人眼的過程變換圖形作一次以上的幾何變換,變換結(jié)果是每次的變換矩陣相乘;任何一復雜的幾何變換都能夠看作基本幾何變換的組合形式。在光柵顯示設備上,由于象素點和象素點之間是離散的,因此用象素點陣組合出的圖形,與真實景物之間必定存在一定的誤差。比如,直線或曲線往往呈現(xiàn)鋸齒狀,細小物體在圖上顯示不出來等。這種現(xiàn)象就是圖形的走樣9、幾何造型技術(shù)研究如何構(gòu)造直線段、多邊形、多面體、多項式曲線、自由曲面等幾何模型的理論、方法和技術(shù)稱為幾何造型技術(shù)。虛擬現(xiàn)實是指用計算機技術(shù)來生成一個逼確實三維視覺、聽覺、觸覺或嗅覺等感受世界,讓用戶能夠從自己的視點出發(fā),利用自然的技能和某些設備對這一生成的虛擬世界客體進行瀏覽和交互考察、二、簡答題B前截面距離F和后截面距離B分別是從觀察參考點VPR沿觀察平面法向VPN到前截面和后截面的距離,前截面和后截面將無限的觀察空間截成有限的觀察空間,即裁剪空2、計算機動畫的制作主要步驟計算機動畫的制作主要包含如下步驟:1)創(chuàng)意。依照設計的需要,由導演設計好動畫制作的腳本。3)場景造型、設定材質(zhì)和光源。5)設置動畫。6)運動圖像的繪制、7)動畫播放。8)后處理9)動畫的錄制。)3、計算機圖形顯示器和繪圖設備表示顏色的方法各是什么顏色系統(tǒng)？它們之間的關(guān)系如計算機圖形顯示器是用RGB方法表示顏色,而繪圖設備是用CMY方法來表示顏色的。它們之間的關(guān)系是:兩者都是面向硬件的顏色系統(tǒng),前者是增性原色系統(tǒng),后者是減性原色系統(tǒng),后者是通過在黑色里加入一種什么顏色來定義一種顏色,而后者是通過指定從白色里減去一種什么顏色來定義一種顏色4、圖形軟件主語言的選擇應考慮哪些因素?(1)圖形處理系統(tǒng)主要應用于工程技術(shù)領(lǐng)域,因此應該選擇在這些領(lǐng)域中較為通用的高(2)圖形軟件包是模塊結(jié)構(gòu),因此最好選擇模塊化結(jié)構(gòu)的高級語言;(3)圖形處理的應用范圍特別廣,需要各方面的軟件支持,因此要選擇支持性軟件(如數(shù)學軟件包、數(shù)據(jù)庫管理等)比較豐富的高級語言;)4(?圖形處理常常要采納相當復雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),因此要選擇數(shù)據(jù)類型比較靈活和豐富的高級語言;(5)?圖形處理要和許多圖形外部設備打交道,因此要選擇輸入輸出功能比較強的高級語言;(6)?圖形處理要求響應速度快,因此又要選擇目標程序質(zhì)量比較高的高級語言。5、制定CGI,CGM,IGES標準的目的分別是什么?制定CGI標準的目的是提供控制圖形硬件的一種與設備無關(guān)的方法、在用戶程序和虛擬設備之間,以一種獨立于設備的方式提供圖形信息的描述和通信。它可看作圖形設備驅(qū)動程序的一種標準。制定IGES標準的目的是為了解決在不同圖形系統(tǒng)間進行數(shù)據(jù)傳送的問題。另一種為隱式曲面。7、什么叫做走樣?什么叫做反走樣?反走樣技術(shù)包括那些？答:走樣指的是用離散量表示連續(xù)量引起的失真。為了提高圖形的顯示質(zhì)量。需要減少或消除因走樣帶來的階梯形或閃爍效果,用于減少或消除這種效果的方法稱為反走樣、其方法是①前濾波,以較高的分辨率顯示對象;②后濾波,即加權(quán)區(qū)域取樣,在高于顯示分辨率的較高分辨率下用點取樣方法計算,然后對幾個像素的屬性進行平均得到較低分辨率下的像素屬性。答:區(qū)域連貫性:關(guān)于一個多邊形及兩條掃描線,會有如下情況:兩條掃描線之間的長形區(qū)域被多邊形的邊分割成若干個梯形,位于多邊形內(nèi)部和外部的梯形相間排列。掃描線的連貫性:多邊形與掃描線相交,其交點數(shù)為偶數(shù),相鄰兩交點間的線段有些位于多邊形內(nèi),有些位于多邊形外,且兩者間隔排列。邊的連貫性:相鄰兩條掃描線與多邊形的的同一條邊相交,其交點可按遞增一個常量來計算,如:x2=x1＋1,則y2=y1+1/k(k為該多邊形邊的斜率)。答:當Bezier曲線的n次多項式逼近方法中當n較大時,計算量也就迅速增大,而且計算結(jié)果也不穩(wěn)定。同時,其特征多邊形的頂點離開得特別遠,造型時不利于精確控制、若是采納插值形式,除了計算量更加龐大以外,曲線的保形性也難以保證。平行投影,投影方向是從投影參考點PRP指向窗口中心CW。其中,投影參考點PRP是觀察坐12、簡述編碼裁剪法(即Cohen-Sutherland線段裁剪法)的算法過程。線段的端點與窗口區(qū)域的關(guān)系,然后:(1)檢查線段P1P2是否為完全可見,或完全不可見,關(guān)于這兩種情況或完全取之,或完全棄之,否則“2"。(3)用窗口的邊與P1P2的交點取代端點P1(或P2);PP,否則轉(zhuǎn)到“2“接著執(zhí)行、1、分析邊標志算法的實現(xiàn)過程,并寫出其算法的C語言描述。答:邊標志算法能夠克服象素被重復訪問這一缺點。事實上現(xiàn)過程分為兩步:1)勾畫輪廓線,在每條掃描線上建立各區(qū)段的邊界象素對;2)填充這些邊界象素之間的全部象素。?算法的C語言描述如下:{對多邊形每條邊轉(zhuǎn)換;inside=FALSE;for(每條與多邊形Polydef相交的掃描線)for(掃描線上每個象素點)}}2、簡述深度緩存算法及其特點。軸為觀察方向,通過比較平行于軸的射線與物體表面交點的值(又稱為深度值),用深度緩存數(shù)組記錄下最小的值,并將對應點的顏色存入顯示器的幀緩存。何相關(guān)性。算法復雜性正比于。在屏幕大小,即一定的情況下,算法的計算量只與多邊形個數(shù)成正比。另一個優(yōu)點是算法便于硬件實現(xiàn),并能夠并行化。解:錯誤!將窗口左下角點(10,10)平移至觀察坐標系的坐標原點,平移矢量為(-10,—10)。\o\ac(○,2)針對坐標原點進行比例變換,使窗口的大小和視區(qū)相等。比例因子為:Sx＝(50－10)/(50—10)=1;Sy=(90－30)/(50－10)=1、5。錯誤!將窗口內(nèi)的點映射到設備坐標系的視區(qū)中,再進行反平移,將視區(qū)的左下角點移回到設備坐標系中原來的位置(10,30),平移矢量為(10,30)。12L10101」L001」L1000]10|151」)023456yi+0。502、53402解:001322yi+0。50、50、91。72、12。5041、21。6212445、已知三角形ABC各頂點的坐標A(1,2)、B(5,2)、C(3,5),相對直線Y=4做對稱變換后解:(1)將坐標系平移至P1(0,4)點處(4)變換矩陣:T=TA*TB＊TC＝A':XA'=1,YA'＝6B':XB'=5,YB'＝6C’:XA'=3,YA’=36、試對下圖中的多邊形進行裁剪,用圖表示裁剪過程。依次用窗口的左、上、右、下四條邊界進行裁剪:7、計算機圖形系統(tǒng)包含哪些外部設備?圖形顯示設備:概念、結(jié)構(gòu)原理、工作方式、特點8、簡述消隱算法的分類。物體表面上的個多邊形中的每一個面與其余的個面進行比較,精確求出物體上每條邊或每個面的遮擋關(guān)系。計算量正比于。2、圖象空間的消隱算法:圖象空間就是屏幕坐標空間,這類算法對屏幕的每一象素進行判斷,以決定物體上哪個多邊形在該象素點上是可見的。若屏幕上有個象素點,物體表面上有個多邊形,在該類消隱算法計算量正比于。9、設窗口左下角點坐標為(XW1,YW1),寬為LW,高為HW,視區(qū)左下角點坐標為(XV1,YV1),寬為LV,高為HV,已知窗口中有一點A(XA,YA),在視區(qū)中對應的坐標為A'(X’A,Y’A)、結(jié)果)解:1)將坐標系平移至(XW1,YW1)點:AW2)?作比例變換:3)?將坐標系平移至視區(qū)左下角(XV1,YV1):4)旋轉(zhuǎn)視區(qū)θ度:5)變換矩陣為:T＝TA*TB＊TC＊TD6)?求變換后的Aˊ點:ooV10、采納掃描線算法對多邊形進行填充,請寫出EL、AEL的結(jié)構(gòu),并分析掃描線算法的步驟驟、答:活化邊AET:指與當前掃描線相交的多邊形的邊,也稱為活性邊、YmaxXX1/k)邊的分類表ET:把有效邊按與掃描線交點x坐標遞增的順序存放在一個鏈表中,此鏈表稱為有效邊表的每個結(jié)點:?Ymax?Xnext/k?1算法步驟:(1)確定多邊形所占有的最大掃描線數(shù),得到多邊形頂點的最小和最大y值(ymin和ymax)。(2)從y=ymin到y(tǒng)=ymax,每次用一條掃描線進行填充、(3)對一條掃描線填充的過程可分為四個