清华大学计算机系图形学试题.doc

清华大学计算机系图形学试题 姓名： 学号： 单位： 一、选择题(4分×5＝20分) 1. Siggraph是 b a. 图形学的杂志 b. 图形学的组织及其会议 c. 图形学的标准 d. 图形学的某个算法 2. 中点法扫描转换以(1，1)， (6，3)为端点的直线段时，不经过下面哪个点 c ？ a. (2,1) b. (3,2) c. (4,3) d. (5,3) 3. 六个控制顶点的三次B样条的节点向量应该由几个节点构成 d ？ a. 6 b.8 c. 9 d.10 4. Bernstein基函数在何参数值处取极值 c ？ a. 0 b. 1 c. d. 5. 属于空间剖分技术的光线跟踪加速方法有： ac a. 三维DDA b. 层次包围盒 c. 八叉树 d. 自适应深度控制 二、简答题（5分×5题） 1. 列举三个以上图形学的应用领域？ 答：计算机辅助设计与制造、可视化、真实感图形实时绘制、自然景物仿真、计算机动画、用户接口、计算机艺术。 2. 参数曲线曲面有几种表示形式？ 答：代数形式和几何形式。 3. 在Phong模型中，三项分别表示何含义？公式中的各个符号的含义指什么？ 答：三项分别代表环境光、漫反射光和镜面反射光。为环境光的反射光强，为理想漫反射光强，为物体对环境光的反射系数，为漫反射系数，为镜面反射系数，n为高光指数，L为光线方向，N为法线方向，V为视线方向，R为光线的反射方向。 4. 依次写出用DDA画线法进行直线扫描转换，从点(5,5)到(20,10)经过的象素点，及给出每步计算步骤。 5 5 6 5 5.3 7 6 5.7 8 6 6 9 6 6.3 10 7 6.7 11 7 7 12 7 7.3 13 8 7.7 14 8 8 15 8 8.3 16 9 8.7 17 9 9 18 9 9.3 19 10 9.7 20 10 10 5. 什么叫反走样，并简述三种以上反走样方法的基本原理。 答：在光栅显示器上显示图形时，直线段或图形边界或多或少会呈锯齿状。原因是图形信号是连续的，而在光栅显示系统中，用来表示图形的却是一个个离散的象素。这种用离散量表示连续量引起的失真现象称之为走样；用于减少或消除这种效果的技术称为反走样。反走样的方法有：提高分辨率、区域采样和加权区域采样。 三（20分）、三次B样条曲线控制顶点为P0 , P1，P2，P3，T=(0,0,0,0,0.4,1,1,1,1)。 1) 计算曲线上一点的值（De Boor递推算法见附录）。，调整其中一个控制顶点P2，使精确通过点T＝（150， 50），给出新的控制顶点P2。 新控制顶点 有 四（10分）、给出扫描线Z-Buffer消隐算法，并比较与传统Z-Buffer的消隐算法的区别。 算法思想：在处理当前扫描线时，开一个一维数组作为当前扫描线的Z-buffer。首先找出与当前扫描线相关的多边形，以及每个多边形中相关的边对。对每一个边对之间的小区间上的各象素，计算深度，并与Z-buffer中的值比较，找出各象素处可见平面，计算颜色，写帧缓存。对深度计算，采用增量算法。 算法过程： xl 左侧边与扫描线交点的x坐标 (xl 左侧边在扫描线加1时的x坐标增量 ylmax 左侧边两端点中最大的y值 xr 右侧边与扫描线交点的x坐标 (xr 右侧边在扫描线加1时的x坐标增量 yrmax 右侧边两端点中最大的y值 zl 左侧边与扫描线交点处的多边形深度值 IP 多边形序号 (za 当沿扫描线方向增加1个象素时，多边形所在平面的z坐标增量，为－a/c (zb 扫描线加1时，多边形所在平面的z坐标增量，为－b/c 扫描线Z-buffer算法() { 建多边形y表；对每一个多边形根据顶点最小的y值，将多边形置入多边形y表。 活化多边形表APT，活化边表AET初始化为空。 For(每条扫描线i，i从小到大) { 1. 帧缓存CB置为背景色。 2. 深度缓存ZB (一维数组) 置为负无穷大。 3. 将对应扫描线i的，多边形y表中的多边形加入到活化多边形表APT中。 4. 对新加入的多边形，生成其相应的边Y表。 5. 对APT中每一个多边形，若其边Y表中对应扫描线I增加了新的边， 将新的边配对，加到活化边对表AET中。 6. 对AET中的每一对边： 6.1 对xl x xr 的每一个象素，按增量公式z = z