计算机图形学-期末试卷.doc

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三明学院数学与计算机系2009-20109学年第一学期
《计算机图形学》期末考试卷 级别 专业 班级 学号 姓名

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A
闭卷
（使用班级：06计本 06网工 　考试时间：120 分钟）
题号
一
二
三
四
五

总分
得分

阅卷人

复核人

一. 填空题（12分，每题2分）
[1]. Hermite曲线是通过给定曲线的___________________以及两个端点的切线矢量R0、R1来描述曲线的。
[2]. 写出二维错切变换的变换矩阵 .
[3]. 投影可以分为 投影和 投影.
[4]. 在Z缓冲器消隐算法中,需要两张表存放相应数据，一张叫_________，用来存放对应像素的_________，另一张叫_______缓存,用来存放像素的________.
[5]. Cohen—Sutherland编码裁剪算法中,如果线段两个端点编码的位相与不为0，表明线段 __________________.如果两端的编码或为0,表明线段 __________________。
[6]. 简单光照模型中所考虑的三种光线类型有：环境光,________，_______。
二. 判断题（30分，每题1分）
（ )[1]图形不包含材质等非几何信息。
（ )［2] 1950年麻省理工学院(MIT）的计算机产生了简单图形.
（ ） [3］计算机图形学只与计算几何学具有很强的联系和交叉。
（ ）[4］在简单光照明模型的基础上，加上透射光一项，就得到Whitted光透射模型。
( ）［5] 图形裁剪的目的是确定显示区之内的图形部分。
（ ）［6］ 扫描线算法先按扫描行顺序处理一帧画面，再由视点和扫描线所决定的扫描平面上解决消隐问题。
（ ）［7］ 一个向量的齐次坐标的表示形式是唯一的。
（ ）[8] 扫描线种子填充算法要借助于堆栈实现。
（ ）[9] 镜面反射光会在反射方向附近形成高光现象。
（ ）[10] 二次Bezier曲线和二次B样条曲线都通过控制多边形的首末端点。
( ) ［11］ 线框图形学的典型特点是利用直线、曲线等线条来表示物体对象.
( ) [12］ＯｐｅｎＧＬ是面向系统，是底层的软件。
( ） [13]图形显示方式光栅扫描显示和随机扫描显示两种.
( ） ［14］双线性法向插值的算法是用于多边形绘制。
( ) ［15]参数方程所描述的曲线与所在的坐标系有关。
( ) [16]描述图形数据中的拓扑信息,不仅要描述点、棱边及面片之间的邻接关系，还要描述颜色、纹理特征.
（ ) [17］ 从应用的角度，计算机图形系统可归纳为三类：用开专业图形工作站的图形系统；用于PC的图形系统；用于嵌入式设备的图形系统.
（ ) [18]存储方面，矢量字符与点阵字符占用的空间一样。
（ ） [19］VC++不仅支撑OpenGL使用,而且可直接处理图形与图像。
( ) [20］直线ＤＤＡ算法是根据直线的微分方程来画直线的。
( ） ［21]为了反走样必须提高分辨率.
（ ） ［22]Ｂｅｚｉｅｒ曲面的４个角点正好是控制网格的４个角点。
( ） [23］当移动B样条曲线一个顶点时，必定会对整条B样条曲线产生影响。
（ ) [24］透视投影中灭点可有任意多个。
( ) [25］图形应用数据结构是图形软件的重要部分,它包含图形数据文件、图形基元模型、几何描述数据。
（ ） [26]实时真实感图形学技术是在当前图形算法和硬件条件下提出的在一定的时间内完成真实感图形图像绘制的技术.
( ） [27］Bezier曲面是Berzier曲线的扩展，但B样条曲面与B样条曲线无关.
（ ）[28］点与线的拾取都要通过计算选择点与图元的距离来判断。
（ ）[29]消隐的基本原则是排序与连贯性.
（ ）［30]任意多面体的消隐要通过作包围盒检验以决定棱边的可见性。
（ )[31］简单光反射模型主要考虑物体表面对直射光照的反射作用。
三. 简答题
[1]下列哪些操作不是ＯｐｅｎＧＬ的基本操作?(3分)
绘制物体、变换、光照处理、着色、反走样、融合、图像采集、雾化、位图处理、纹理映射、动画、滤波、界面设计。

［2]参照右图写出Bresenham画圆算法的基本原理.(4分）

[3］简述三维观察流程(5分）

[4］写出光漫反射的公式，并指出各参数的几何意义？（5分）

[5]计算利用中点画线法生成P(2,1)到Q（10，5）的直线所经过的像素点。(4分)

[6］（5分）写出画家算法的基本步骤。

四解答题
[1］ 试导出点（ｘ，ｙ）相对于直线ｙ＝2ｘ进行对称变换的变换矩阵(5分）

［2］ （5分）如图对长方体进行变换，变换前的坐标为Ｅ(－２，１，３）,
　Ｆ（－１,０,０）,变换后的坐标为Ｅ’(－４,３，6)　
Ｆ'（－１,０，０）。求变换矩阵。

[3] 二次Bezier曲线（n=2）二次多项式，有三个控制点P0，P1,P2，求其矩阵形式。Bezier的基函数为: （6分）

［4］ （6分）B样条基函数为

求二次Ｂ样条的基函数

［5](8分）如图所示多边形，采用扫描线算法进行填充，画出边表和活性边表。数据结构对应的顺序为: ymax;x;deitax;*next(下一个指针）

《计算机图形学》期末试卷 第 8 页
三明学院数学与计算机系2009—2010学年第一学期
《计算机图形学》期末考试卷 级别 专业 班级 学号 姓名

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A 卷答案
一填空题
1两个端点的位置矢量P0、P1
2 注：b、d可用其它字母，写二维也可。
3 平行投影 透视投影
4 帧缓存 颜色值 Z缓存 深度值
5 在窗口外的同一侧;在窗口内。
6漫反射光,镜面反射光。
二判断题
1× 2√ 3× 4√ 5√ 6√ 7× 8√ 9√ 10× 11√ 12× 13× 14√ 15√ 16× 17√ 18× 19√ 20√ 21× 22√ 23× 24× 25√ 26√ 27× 28√ 29√ 30√ 31√
三简答题
[1] 图像采集、滤波、界面设计.
[2] Bresenham画圆算法的基本原理是若Pi-1（xi—1，yi-1）为已经选定的点，那么下一个可能的像素点为其正右方的点Si或右下方的点Ti。若Si到圆弧的距离小于Ti到圆弧的距离,则取Si ，反之取 Ti.
[3]用语言表达下列过程，或画下图.
建模变换
观察变换
投影变换
规格化变换
工作站变换
形体
屏幕
NPC
PC
VC
DC
WC
MC
三维观察流程

[4] 漫反射光的强度是,其中Id为点光源的光强度，K d表示物体表面该点对漫反射光的反射属性，K d(0＜K＜1)θ 是入射光线与物体表面在该点处法线的夹角.（注：字母表示可以不一样）
[5］(2，1) （3，1) (4，2） （5,2） （6，3) (7，3) (8，4) （9,4） （10,5)
[6］ 先把屏幕置成背景色.
• 将画面中的物体（面)按其距离观察点的远近进行排序,结果存放在一张线形表中。距观察点远者称其优先级高,放在表头，距观察点近者称其优先级低，放在表尾,这张表称为深度优先级表。
• 按照从表头到表尾（由远到近)的顺序逐个绘制物体。
四[1］
[2］
[3］
[4]

［5］

AET表:

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《计算机图形学》期末考试卷 级别 专业 班级 学号 姓名

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B
闭卷
（使用班级：06计本 06网工　考试时间：120 分钟）
题号
一
二
三
四
五

总分
得分

阅卷人

复核人

一．填空题（16分，每空2分,但[4]每空1分）
[1]. Hermite曲线是通过给定曲线的两个端点的位置矢量P0、P1以及两个端点的__________________来描述曲线的。
[2]. 写出把直线x+y=1平移到x+y=0的变换矩阵 .
[3]. 写出漫反射光的光强公式 。
[4]. 在Z缓冲器消隐算法中,需要两张表存放相应数据,一张叫_________，用来存放对应像素的_________，另一张叫_______缓存,用来存放像素的________。
[5]. Bezier曲线的数学表达式是，t∈[0,1］ 则基函数Bi,n(t)的表达式为 __________。
[6]. 为了精确模拟光照效果,应考虑四种情况:镜面反射到镜面反射，镜面反射到漫反射，_________________,_________________________。
二。判断题（30分，每题1分)
( ） [1］图像是记录在介质上客观对象的映象.
（ ）［2] 图形裁剪的目的是确定显示区之内的图形部分。
（ ）［3］ 平行投影视觉真实感效果更强，而且能真实地反映物体的精确尺寸和形状。
（ ）[4] 一个向量的齐次坐标的表示形式是唯一的。
（ )［5］ Cohen—Sutherland编码裁剪算法中，如果线段的两个端点编码的位相或为0，表明线段位于区域内,是完全可见。
（ )［6] 镜面反射光会在反射方向附近形成高光现象。
（ ）［7] 二次Bezier曲线和二次B样条曲线都通过控制多边形的首末端点.
( ) [8]娱乐动画是计算机图形学的一个应用领域。
( ) ［9]光栅图形学的特点是充分利用区域填充来表现线框线条所不能表现的复杂对象.
( ） [10］有了Phong光照模型就是有了完美的真实感图形.
( ） [11]数值输入和文字输入与图形学中的技术无关。
( ) ［12］在基本的图形硬件流水线中，几何处理阶段是以每个顶点为基础对几何图元进行处理，并从三维坐标变换为二维屏幕坐标的过程。
（ ） ［13]ＯｐｅｎＧＬ是一种开放的三维图形标准，只能由Ｃ环境支撑。
( ） [14］ 双线性法向插值算法的优点是速度快。
（ ）［15] 一个向量的齐次坐标的表示形式是唯一的。
（ ） ［16］直视存储管式显示也是图形显示方式的一种.
（ ）[17］ 种子填充算法只适用于顶点表示的多边形区域.
（ ） ［18］国际字符编码也就是ＡＳＣⅡ码.
（ ） [19]三视图可由正投影得到。
（ ） [20]光栅图形的走样只会产生阶梯状现象。
（ ） ［21]N次B样条曲线具有N阶参数连续性。
（ ） [22］参数方程表示的曲线绘制简单,但不易于变换。
（ ) ［23]从应用的角度，计算机图形系统可归纳为三类：用开专业图形工作站的图形系统；用于PC的图形系统；用于嵌入式设备的图形系统.
（ ) ［24]构成形体的基本几何元素只有点、边、面、体。
( ） [25］ＯｐｅｎＧＬ的动画采用了双缓存技术。
（ ） ［26］图形支撑软件与图形设备驱动程序无关.
（ ） ［27]消隐就是彻底清除隐藏面。
（ ) ［28］ 三次Coons曲面是以Hermite曲线的形式定义的。
（ )［29]凸多面体的消隐中判断面的可见性是通过计算该平面上任一点的外法矢量与该点的视线矢量的叉积来进行的。
( ）［30]简单光反射模型中,假定物体是不透明的。
二。简答题
［1］（5分)简述光线追踪算法的基本思想。

[2］(3分）下列哪些是交互式绘图使用的技术？
定位、回显、渲染、溶合、约束、网格、雾化、引力域、橡皮筋、拖动、草拟、拾取、撤销和重做。

［3］（5分）冯氏（Phone）模型为指出各参数的几何意义.

[4］ （5分）写出画家算法的思想。

[5]（5分） 计算Bresenham算法生成P（0，0)到Q（6，5）的直线所经过的像素点。

[6] 参照右图写出Bresenham画圆算法的基本原理。（4分）

四.解答题
［1］（6分）试导出点(ｘ，ｙ）相对于直线ｙ＝ｘ进行对称变换的变换矩阵.

[2](6分)给定空间n+1个点的位置矢量Pi（i=0，1，2，…,n），则定义一个n次Bezier参数曲线,其各点坐标的插值公式是：
其中，Pi构成该Bezier曲线的特征多边形, BENk，n(t）是n次Bernstein基函数。

求二次Bezier曲线（n=2) 的矩阵形式。

［3](8分）如图所示多边形，采用扫描线算法进行填充，画出活性边表.数据结构对应的顺序为：x； ymax； deitax；＊next（下一个指针）

[4](7分）将正方形ABCO各点沿图6—8所示的(0，0）→（1，1)方向进行拉伸,结果为如图所示，求出其变换矩阵。

三明学院数学与计算机系2009—2010学年第一学期
《计算机图形学》期末考试卷 级别 专业 班级 学号 姓名

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Ｂ 卷答案
一填空题
1切线矢量R0、R1
2
3
4 帧缓存 颜色值 Z缓存 深度值
5
6漫反射到镜面反射，漫反射到漫反射。
二判断题
1√　2√ 3√ 4× 5√ 6√ 7 × 8√ 9√ 10× 11× 12 √ 13× 14√ 15 × 16√17 × 18√ 19√ 20 × 21 × 22√ 23√ 24× 25√　26× 27 × 28√ 29× 30√
三．简答题
[1] 按从观察者到景物的方向,从视点或像素出发,仅对穿过像素的光线反向跟踪，当光线路径到达一个可见的不透明物体的表面时停止追踪。

[2] 定位、回显、约束、网格、引力域、橡皮筋、拖动、草拟、拾取、撤销和重做
［3］ 是环境反射光,Ia由环境光确定，Ka与物体有关，根据物体而定.
是漫反射光的强度，Id为点光源的光强度,K d表示物体表面该点对漫反射光的反射属性,K d（0＜K＜1）θ 是入射光线与物体表面在该点处法线的夹角.
是镜面反射光的强度,其中n为物体镜面反射指数,为反射光与视线的夹角
［4] 根据距离的的远近建立一张优先级表,距离观察者近的优先级高，远的优先级低。正确地建立该表后，只要从优先级低的多边形开始,依次绘制相应的多边形,直到绘制出优先级最高的多边形为止，就生成了整个场景的绘制结果。该算法就是画家算法。
[5] (0，0) （1，1） （2,2） （3，3） （4,3） （5,4) (6,5）
[6］ Bresenham画圆算法的基本原理是若Pi—1（xi—1,yi-1）为已经选定的点，那么下一个可能的像素点为其正右方的点Si或右下方的点Ti。若Si到圆弧的距离小于Ti到圆弧的距离，则取Si ，反之取 Ti。

四解答题[1］
[2］

［3]

[4］