计算机图形学期末复习[1]Word下载.doc
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计算机图形核心系统(GKS)及其语言联编、三维图形核心系统(GKS-3D)及其语言联编、程序员层次交互式图形系统(PHIGS)及其语言联编、计算机图形元文件(CGM)、计算机图形接口(CGI)、基本图形转换规范(IGES)、产品数据转换规范(STEP)等。
●试发挥你的想象力,举例说明计算机图形学有哪些应用范围,解决的问题是什么
近年来计算机图形学已经广泛地用于多种领域,如科学、医药、商业、工业、政府部门、艺术、娱乐业、广告业、教育和培训等。
第二章计算机图形系统及图形硬件
刷新、刷新频率、像素点、屏幕分辨率、位平面、屏幕坐标系。
刷新:
消除因时间间隔造成的内容或状态不一致。
分为手动和自动两种。
一般用于内容或状态变化较频繁的地方。
刷新频率:
每秒钟屏幕图像刷新的次数。
像素点:
是指图形显示在屏幕上时,按当前的图形显示分辨率所能提供的最小元素点。
屏幕分辨率:
也称光栅分辨率或物理分辨率,通常用水平方向上的光点数与垂直方向上的光点数的乘积来表示。
位平面:
帧缓存被分成若干个独立的存储区域,每一个区域成为一个位面。
屏幕坐标系:
图形显示器坐标原点定义在屏幕的左上角,但也有的讲原点定义在屏幕左下角。
其中像素点(X,Y)坐标的取值范围是0到x或y方向的最大分辨率-1。
●一个交互式计算机图形系统必须具有哪几种功能其结构如何
应该具有计算、存储、交互(对话)、输入和输出等5种功能。
其结构由图形软件和图形硬件两部分组成。
图形软件由图形应用数据结构、图形应用软件和图形支撑软件组成;
图形硬件由图形计算机系统和图形设备组成。
●试列举出你所知道的图形输入与输出设备。
图形输入设备:
键盘、鼠标器、光笔、触摸屏、操纵杆、跟踪球和空间球、数据手套、数字化仪、图像扫描仪、声频输入系统和视频输入系统等。
图形输出设备:
阴极射线管、CRT图形显示器、平板显示器和三维观察设备等。
●阴极射线管由哪几部分组成它们的功能分别是什么
阴极射线管由电子枪、偏转系统和荧光屏组成。
电子枪的主要功能是产生一个沿管轴(Z轴)方向前进的高速的细电子束,用于轰击荧光屏;
偏转系统的功能是使荧光屏上所有位置显示图形及字符;
CRT荧光屏的功能是显示图形和字符。
●简述荫罩式彩色阴极射线管的结构和工作原理。
荫罩式彩色阴极射线管结构:
在荫罩前面的三色荧光屏(玻璃屏)上交错涂满了成百万个能够分别发出红绿蓝三色光的荧光小点,尾部装有三只电子枪,每只枪都由阴极,控制栅极,加速极和聚焦极组成。
在离荧光屏1cm处安装了一块薄钢板制成的网板称为荫罩板。
工作原理:
电子枪发射的电子束去轰击各自的荧光粉单元,受到高速电子束的激发,这些荧光粉单元分别发出强弱不同的红、绿、蓝三种光,从而混合产生不同色彩的像素,大量的不同色彩的像素组成了一张漂亮的画面,而不断变换的画面就成为可动的清晰而细腻的图像。
●图形的硬拷设备有哪些简述其各自的特点。
硬拷设备有:
打印机、绘图仪。
打印机是画点设备,分为撞击式和非撞击式两种。
撞击式打印机主要指针式打印机,它隔着色带将某种点阵图案压在纸上。
非撞击式打印机包括激光打印机、喷墨打印机、热转印打印机、染料热升华打印机和静电打印机等。
第三章用户接口与交互式技术
橡皮筋技术。
橡皮筋技术是指针对用户的要求,动态地将绘图过程表现出来,直到产生用户满意的结果为止,其中最基本的工作是动态、连续地改变相关点的设备坐标。
●PHIGS和GKS图形软件标准有哪6种逻辑输入设备试评价这6种逻辑分类方法。
设备分别为:
定位设备、笔画设备、数值设备、选择设备、拾取设备和字符设备。
定位设备用于在屏幕上交互地指定一个点的坐标位置;
笔画设备用于在屏幕上交互地指定多个点的坐标位置,等于多次使用定位设备;
定值设备用于输入各种参数和数据;
字符串设备用于输入字符串,典型设备是键盘;
选择设备用于选择菜单选项、属性选项和用于构图的对象形状等。
拾取设备是用于选择场景中即将进行变换、编辑和处理的部分。
第五章基本图形生成算法
扫描转换:
在矢量图形中,多边形用定点序列来表示,为了在光栅显示器或打印机等设备上显示多边形,必须把它转换为点阵表示。
4-连通区域指从区域上一点出发,通过访问已知点的4-邻接点,在不越出区域的前提下,遍历区域内的所有像素,8-连通区域指通过访问区域内已知点的8-邻接点来遍历整个区域
用离散量表示连续量而引起的失真就叫走样。
为了提高图形的显示质量,需要减少或消除走样现象,就叫做反走样。
图形的集合变换是指对图形的集合信息经过平移、比例、旋转等变换后产生恶心的图形。
●分别利用DDA算法,中点Bresenham算法和Bresenham算法扫描转换直线段P1P2,其中P1为(0,0),P2为(8,6)。
VoidDDA(intx0,inty0,intx1,inty1,intcolor)
{
inti,dx,dy,x,y,e;
floatxi,yi;
x=x0;
y=y0;
dx=x1-x0;
dy=y1-y0;
if(abs(dx)>
abs(dy))
e=abs(dx);
else
e=abs(dy);
xi=(float)dx/(float)e;
yi=(float)dx/(float)e;
for(i=0;
i<
=e;
i++)
{
Putpixel((int)(x+,(int)(y+,color);
x+=xi;
y+=yi;
}
}
解法:
DDA算法:
dx=8,dy=6所以epsl=dx=8所以xIncre=1,yIncre==
所以,直线经过的点如下表:
x
1
2
3
4
5
6
7
8
y
中点MidBresenham算法:
VoidBresenham(intx0,inty0,intx1,inty1,intcolor)
{
intdx,dy,d,upi,downi,n,x,y;
if(x0>
x1)
{
n=x1;
x1=x0;
x0=n;
n=y1;
y1=y0;
y0=n;
}
x=x0;
dx=x1-x0;
d=dx-2*dy;
upi=2*dx-2*dy;
downi=-2*dy;
while(x<
=x1)
putpixel(x,y,color);
x++;
if(d<
0)
y++;
d+=upi;
}
d+=downi;
初始值:
dx=8,dy=6,d=dx-2dy=8-2*6=-4,2dx-2dy=4,-2dy=-12
所以,直线经过的点如下:
d
-4
-12
-8
Bresenham算法:
voidBresenham(intx0,inty0,intx1,inty1,intcolor)
intdx,dy,e,n,x,y;
x=x0;
dx=x1-x0;
e=-dx;
while(x<
putpixel(x,y,color);
x++;
e=e+2*dy;
if(e>
{
y++;
e=e-2*dx;
}
}
dx=8;
dy=6;
e=-8;
2dy=12;
-2dx=-16;
e
e+2dy
12
●利用中点Bresenham算法扫描转换圆心在原点,半径为8的圆。
答:
初始值x=0,y=r=8;
d=1-r=-7;
在第一象限的点如下:
-7
-6
2x+3
9
2(x-y)+5
-1
第六章二维变换及二维观察
所谓齐次坐标表示就是用n+1维向量表示n维向量。
规范化齐次坐标表示就是h=1的齐次坐标表示。
●已知二维变换矩阵
=
如果对二维图形各坐标进行变换,试说明矩阵在各元素在变换中的作用。
答:
平移作用:
lx方向平移,my方向平移。
比例变换:
ax坐标以a倍变换,dy坐标以d倍变换
旋转作用:
bc是旋转的角度。
●试推导将二维平面上任意直线段p1(x1,y1)p2(x2,y2)转换成与x轴重合的变换矩阵。
解:
平移直线到x轴,平移量为(-x1,-y1)
然后旋转平移后的直线:
当>
0时,a=arctan
当<
=0时,a=180-arctan
则顺时针旋转角度即为a,此时直线变为重合x轴
其中,旋转变换矩阵为:
平移变换矩阵为:
则综合变换矩阵为:
=
●试证明下列操作序列的变换矩阵满足交换律:
(1)两个连续的旋转变换。
(2)两个连续的平移变换。
(3)两个连续的比例变换。
(4)一个整体比例变换和一个旋转变换。
(5)一个绕原点的旋转变换和一个对称于原点的比例变换。
证明:
(1)因为=
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- 计算机 图形学 期末 复习