内容发布更新时间 : 2024/12/25 15:48:02星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

计算机图形学复习指导

一、考试大纲

要求掌握计算机图形学和图形系统所必须的基本原理，其主要内容包括： （一）计算机图形学和图形系统基本知识

计算机图形学研究对象及应用领域；图形系统的硬软件及图形标推接口。 (二)二维基本图形生成算法

直线和二次曲线生成的常用算法；字符和区域填充的实现方法。 (三)图形的剪裁和几何变换

窗口视图变换；二维图形的裁剪的原理与方法；二维和三维图形的各种几何 变换及其表示。

(四)三维物体的表示方法与输出显示处理

各种不同类型曲面的参数表示；实体的定义、性质及各种几何表示方法；投 影变换原理与实现；观察空间的定义和转换；三维裁剪。 (五)常用的光学模型及其算法实现

(六)消隐显示和阴影生成等实现真实感图形的常用技术

二、复习指南

(一)计算机图形学和图形系统基本知识 1．计算机图形学研究对象及应用领域 2．图形硬件设备 3．图形软件系统 4．图形标准接口 (二)二维图形生成 1．直线的生成算法

(1)生成直线的常用算法---逐点比较法、数字微分(DDA)法和Bresenham 算 法。

(2)直线属性——线型、线宽和线色。 2．曲线的生成算法

(1)二次曲线的生成算法---圆弧的逐点比较插补法、圆/椭圆弧的角度数字 微分(DDA)法、Bresenham 画圆算法和参数拟合法。

(2)自由曲线的设计---抛物线参数样条曲线、Hermite 曲线、三次参数样条 曲线、Bezier 曲线和B 样条曲线。 3．字符

(1)字符编码---ASCII 码和汉字国标码。 (2)矢量字符的存储与显示。 (3)点阵字符的存储与显示。 4．区域填充

(1)种子填充算法。 (2)扫描转换填充算法。

(3)区域填充属性---式样、颜色和图案。 (三)图形的剪裁和几何变换 1．窗口视图变换

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窗口区与视图区及其变换。 2．二维图形的裁剪

(1)二维图形的裁剪的策略及原理。

(2)二维线段的裁剪方法---矢量裁剪法、编码裁剪法和中点分割裁剪法。 (3)字符的裁剪---矢量裁剪、字符裁剪和字符串裁剪法。 (4)多边形的裁剪---逐边裁剪法和双边裁剪法。 3．二维图形的几何变换

(1)二维图形的几何变换的一般表示。

(2)二维图形的几何变换的齐次坐标表示---平移、比例、旋转、对称、错切 及组合变换。

4．三维图形的几何变换

三维图形的几何变换---比例、平移、对称、旋转及组合变换。 (四)三维形体的表示和输出 1．曲面的参数表示

Coons 曲面，Bezier 曲面，B 样条曲面及曲面片的连接。 2．三维物体的几何表示方法 (1)物体的定义及性质。 (2)特征参数法。 (3)边界表示法。

(4)曲面离散近似表示。 (5)实体构造表示法。 (6)八叉树表示法。 3．投影变换

(1)投影与投影变换定义。 (2)投影变换的分类。 (3)透视投影。 (4)平行投影。

4．观察空间的定义和转换 (1)观察空间的定义。 (2)空间转换。 5．三维裁剪 三维裁剪。

(五)光学模型及其算法实现 (六)消隐显示和阴影生成技术 1．消隐显示技术

(1)深度缓存(Z-Buffer)算法。 (2)扫描线算法。

(3)多边形区域排序算法。 (4)列表优先算法。 2．阴影生成技术

(1)阴影扫描线算法。 (2)阴影多边形算法。 (3)阴影空间算法。 (4)阴影深度缓存算法。

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(5)反走样阴影生成算法。

三、思考题

1．图形学和图形系统基本知识

(1)计算机图形显示器和绘图设备表示颜色的方法各是什么颜色系统？它们 之间的关系如何?

(2)简述帧缓存与显示器分辨率的关系。分辨率分别为640×480，

1280x1024，和2560×2048 的显示器各需要多少字节位平面数为24 的帧缓存? (3)画直线的算法有哪几种?画圆弧的算法有哪几种?写个画带线宽的虚线的 程序。

(4)写一个画饼分图的程序，用不同的颜色填充各个区域。 2．二维图形变换和显示

(1)分别写出平移、旋转、缩放及其组合的变换矩阵。（第7章课后1、3题） (2)如何用几何变换实现坐标系的变换？（第7章课后8题） (3)试写出几种线裁剪算法； (4)试写出几种多边形裁剪算法。 3．曲线、曲面和三维图形

(1)写出Bezier 曲线和面片的几种表达形式。

(2)写出B 样条的矩阵形式和调和函数。为什么使用非均匀有理B 样条? (3)简述边界表示法(BREP)实体构造表示法(CSG).

(4)写出透视变换矩阵和各种投影(三视图、正轴测和斜投影)变换矩阵。 (5)观察空间有哪些参数?其作用是什么?写出从物体空间坐标系到观察空间 坐标系转换矩阵。

4．光学模型及其算法实现 5．消隐显示和阴影生成技术 (1)简述消隐算法的分类。

(2)简述深度缓存算法及其特点。 综合复习

一、选择

(1) 在透视投影中，主灭点的最多个数是：（ ）

A 1; B 2; C 3; D 4 (2) 在三维几何造型方法中，具有精确性的方法是：（ ）

A 特征表示 B 八叉树法 C CSG表示 D 单元分解表示 (3) 计算机显示设备一般使用的颜色模型是： （ ）

A HSV B RGB C CMY D 不在A,B,C中出现 （4）下列有关Bezier曲线性质的叙述语句中，错误的结论为：（ ） A Bezier曲线可用其特征折线集（多边形）来定义；

B Bezier曲线必须通过其特征折线集（多边形）的各个顶点；

C Bezier曲线两端点处的切线方向必须与起特征折线集（多边形）的相应两端线段走向一致；

D n次Bezier曲线，在端点处的r阶导数，不只与r个相邻点有关。 （5）下述绕坐标原点旋转a角的坐标变换矩阵中（ ）是错误。

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