计算机图形学基础教程..docx

第一章1.计算机图形学的主要研究内容是什么？ 答：计算机中图形的表示方法，以及利用计算机进行图形的计算、处理和显示的相关原理与算法，构成了计算机图形学的主要研究内容。 图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形计算与显示算法，以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。 2.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（CAD/CAM）、可视化、真实感图形实时绘制与自然景物仿真、计算机动画、用户接口、计算机艺术等。 一个图形系统通常由哪些图形设备组成？ 答：一个图形系统通常由图形处理器、图形输入设备和图形输出设备构成。 图形和图像的区别是什么？答：图像是指计算机内以位图(Bitmap)形式存在的灰度信息；图形含有几何属性，更强调物体（或场景）的几何表示，是由物体（或场景）的几何模型(几何参数)和物理属性(属性参数)共同组成的。CRT显示器的原理是什么？答：通过电子枪，将从阴极发射出大量电子，经过强度控制，聚集和加速，使其形成电子流，再经过偏转线圈的控制，快速的轰击显示器的荧光屏，从而使荧光屏上的荧光粉发亮。LCD有哪些技术指标?（1）可视角度（2）点距和分辨率（3）展望7.有哪些常用的图形输入设备？ 答：键盘、鼠标、光笔和触摸屏等。第二章1.描述直线扫描的DDA算法、中点画线算法和Bresenham算法，并用程序实现Bresenham算法。答：直线扫描的DDA算法: DDA算法原理是当直线的斜率在（-1，1）之间时，它的增量应该以x为准，即每次都应该让x增加一个像素，然后计算出y的值（y值增量绝对值小于1，更精确），再进行四舍五入，最终得到实际点的像素。当直线斜率绝对值大于1时，增量应该以y为准。 中点画线算法: 假定直线斜率k在0~1之间，当前象素点为（xp,yp），则下一个象素点有两种可选择点P1（xp+1,yp）或P2（xp+1,yp+1）。若P1与P2的中点（xp+1,yp+0.5）称为M，Q为理想直线与x=xp+1垂线的交点。当M在Q的下方时，则取P2应为下一个象素点；当M在Q的上方时，则取P1为下一个象素点。 Bresenham算法: 过各行、各列像素中心构造一组虚拟网格线，按直线从起点到终点的顺序计算直线各垂直网格线的交点，然后确定该列像素中与此交点最近的像素。2.用中点画线发扫描转换从点A（1,0）到B（4，7）经过的直线段，并给出每一步的判别值。解：由于A B直线的斜率k=7/3且k1我们将坐标进行交换，得到的k=3/7就可以用书上的方法：a=-3 b=7 d=1 d1=-6 d2=8判别式随坐标的变化： x y d 0 1 1 1 1 -5 2 2 3 3 2 -3 4 3 5 5 3 -1 6 4 7 7 4 1程序： x=1:1:4; y=7/3*x-7/3; a=[1 1 2 2 3 3 4 4]; b=0:7; plot (x,y,k,a,b,*r) title(MATLAB 图形) xlabel(x=1:4) ylabel(y=0:7) grid描述多边形扫描转换的扫描线算法，并写出伪码。P26-27.字符串裁剪可按哪三个精度进行？ 答：串精度，字符精度，笔画或像素精度。5.为了在显示器等输出设备上输出字符,系统中必须装备有相应的字库。字库中存储了每个字符的形状信息，字库分为哪两种类型?各有什么特点？答：字库分为矢量型和点阵型两种。P326.简述裁剪方法和中点裁剪方法的思想，并指出中点裁剪方法的改进之处及这种改进的理由。 答：（1）裁剪就是确定图形中哪些部分落在显示区之内，哪些落在显示区之外，最后只需显示落在显示区内的那部分图形，以便提高显示效率的过程。一般的裁剪方法是：先裁剪再扫描转换。 （2）中点裁剪方法的思想是首先对线段端点进行编码，并把线段与窗口的关系分为三种情况，即在全在窗口内、完全不在窗口内和线段与窗口有交。对第一种情况，显示该线段；对第二种情况，丢弃该线段；对第三种情况，用中点分割法求出线段与窗口的交点，即从线段的一端的端点出发找出距该端点最近的可见点，并从线段的另一端点出发找出距该端点最近的可见点，两个可见点之间的连线即为线段的可见部分。 （3）中点裁剪方法改进之处：对第三种情况,不直接解方程组求交,而是采用二分法收搜索交点。 这样改进的理由是：计算机屏幕的像素通常为 1024×1024,最多十次二分搜索即可到像素级,必然能找到交点，而且中点法的主要计算过程只用到加法和除2运算,效