图形学复习与试题样例.docx

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图形学复习与试题样例

一、判断题样例

1、计算机图形学的最高奖是以I.E.Sutherland的名字命名的，而获得前两届Coons奖的，分别是StevenA.Coons和PierreBézier。

答案：

F

2、显示主芯片是显卡的核心，俗称CPU，它的主要任务是对系统输入的视频信息进行构建和渲染。

答案：

F

3、多边形的点阵表示是用多边形的顶点序列来表示多边形。

这种表示直观、几何意义强、占内存少，易于进行几何变换，但不能直接用于面着色。

答案：

F

4、区域填充递归算法可按内点表示的连通区域和边界表示的连通区域两种方法进行种子填色。

答案：

T

5、几何求交方法的适应性不是很广，一般仅用于平面以及二次曲面等简单曲面的求交；对于一些交线退化或相切的情形，交线往往是点、直线或圆锥曲线，用这种方法求交可以更加迅速和可靠。

答案：

T

6、挠率的几何意义是单位切向量对弧长的转动率，与副法向量同向。

曲率的绝对值等于主法向量对弧长的转动率。

答案：

F

7、半边数据结构、翼边数据结构、辐射边数据结构都是几何形体边界表示的数据结构。

答案：

T

8、半边数据结构、翼边数据结构、辐射边数据结构都是几何形体CSG表示的数据结构。

答案：

F

9、对平面曲线而言，相对光顺的条件是具有二阶参数连续性、不存在多余的拐点和奇异点、挠率变化较小。

答案：

T

10、对空间曲线而言，相对光顺的条件是具有二阶参数连续性、不存在多余的拐点和奇异点、挠率变化较小。

答案：

F

11、HSV和CMY颜色模型都是面向软件的，而RGB颜色模型是面向硬件的。

答案：

F

12、OpenGL是Windows操作系统下的一个功能强大的图形编程库。

答案：

F

13、OpenGL是一个功能强大的、跨平台的、开放式的图形编程库。

答案：

T

14、基本的几何变换研究物体坐标在直角坐标系统内的平移、旋转和变比的规律。

答案：

T

15、平行投影和透视投影是两种基本投影方法，后者使用一组平行投影线将三维对象投影到投影平面上去，而前者使用一组由投影中心产生的放射性投影线，将三维对象投影到投影平面上去。

答案：

F

二、选择填空题样例

1、多边形扫描转换算法描述如下：

voidpolyfill（intcolor，多边形polygon）

{for（各条扫描线i）

{初始化新边表的表头指针NET[i]；

把①的边放进新边表NET[i];}

y=最低扫描线号；

初始化②表AET为空；

for（各条扫描线i）{

1）把新边表NET[i]中的边结点按③坐标递增顺序用插入排序法插入AET表；

2）遍历AET表，把配对交点区间（左闭右开）上的像素（x，y），用putpixel（x，y，color）改写像素颜色值；

3）遍历AET表，把④的结点从AET表中删除；

4）把⑤结点的x值递增x；

若允许多边形的边自相交，则用冒泡排序法对AET表重新排序；

}}

备选答案：

A.ymax=i；B.ymin=i；C.活性边；D.活性多边形；E.y；F.x；G.ymax>i；H.ymax

答案：

①B②C③F④A⑤G

2、3、直线段裁剪算法是复杂图元裁剪的基础。

复杂的曲线可以通过折线段来近似，从而裁剪问题也可以化为直线段的裁剪问题。

多边形裁剪算法的基本思想是一次用窗口的一条边裁剪多边形。

考虑窗口的一条边以及延长线构成的裁剪线，该线把平面分成两个部分：

可见一侧；不可见一侧。

多边形的各条边的两端点S、P。

它们与裁剪线的位置关系只有四种：

对于情况

（1）仅输出①；情况

（2）输出②；情况（3）输出③；情况（4）输出④。

上述算法仅用一条裁剪边对多边形进行裁剪，得到一个顶点⑤，作为下一条裁剪边处理过程的输入。

对于每一条裁剪边，只是判断点在窗口哪一侧以及求线段SP与裁剪边的交点算法应随之改变。

备选答案：

A.0个顶点；B.顶点P；C.线段SP与裁剪线的交点I和终点P；D.线段SP与裁剪线的交点I；E.集合；F.序列；

答案：

①B②A③D④C⑤F

4、5、图形①包括图形的显示和图形的绘制。

②通常指把图形画在纸上，也称硬拷贝，打印机和绘图仪是两种最常用的硬拷贝设备。

③指的是在屏幕上输出图形。

图形输入设备分两类，一类是④图形输入设备，如数字化仪、鼠标和光笔等。

另一类是⑤图形输入设备，如扫描仪、摄像机等。

备选答案：

A.输出；B.拷贝；C.光栅扫描；D.矢量；E.图形绘制；F.图形显示

答案：

①A②E③F④D⑤C

6、TurboC中编制图形处理程序时，在调用图形函数绘图之前，必须先将显示器设置为①模式，即通过调用函数②来实现图形方式初始化。

初始化后，可以调用③函数来绘制圆弧。

在图形工作完毕之后，应通过调用④函数来关闭①模式，使显示器回到⑤方式，以便进行程序文件等的编辑工作。

备选答案：

A.图形；B.像素；C.文本；D.closegraph（）；E.initgraph（）；F.getch（）

G.polygon（）H.arc（）

答案：

①A；②E；③H；④D；⑤C

7、在TurboC中编制图形处理程序时,调用①函数绘制直线；调用②函数绘制圆弧；调用③函数绘制矩形；调用④函数绘制圆形；调用⑤函数绘制多边形。

备选答案：

A.ARC；B.MOVETO；C.CIRCLE；D.RECTANGLE；E.DRAWPOLY；F.LINEG.SETLINESTYLE；

答案：

①F；②A；③D；④C；⑤E

8、在TurboC中，有几个图像函数，专用于存取屏幕位图像信息的。

其中，①函数的功能是将指定区域之内的位图像信息存到内存中；而②函数的功能是将内存中的位图像按照指定的方式输出到屏幕指定的位置上。

③函数，其功能是在内存中分配存储区的大小，并把存储区的地址赋给地址指针。

④函数，返回图像的大小（字节数）。

为了观察图形图像显示效果，通常在关闭图形模式前，调用⑤函数。

备选答案：

A.imagesize；B.initgraph；C.putimage；D.getch；E.malloc；F.closegraphG.kbhit；H.getimage；

答案：

①H；②C；③E；④A；⑤D

9、在光栅图形学中，确定最佳逼近图形的像素集合，并用指定属性写像素的过程称为①。

二维图形的光栅化必须确定区域对应的像素集，并用指定的属性或图案显示之，这个过程称为②。

确定一个图形的哪些部分在窗口内，必须显示；哪些部分落在窗口之外，不该显示的过程称为③。

用于减少或消除走样的技术称为④。

为了使计算机图形具有真实感，必须把隐藏的部分从图中删除，这称为⑤。

备选答案：

A.消隐；B.走样；C.图形的扫描转换；D.反走样；E.裁剪；F.真实感图形；G.区域填充；H.图案填充；

答案：

①C；②G；③E；④D；⑤A

10、下面是直线ＤＤＡ算法，请补充完整。

voidDDAline（intx0，inty0，intx1，inty1，intcolor）

{intx；

floatdx，dy，y，k;

dx=x1-x0；dy=y1-y0;

k=①；y=y0;

for（x=x0;x<=x1，x++）

{putpixel（x，②，color）;

③;}}

注意：

上述分析的算法仅适用于④的情形。

在这种情况下，x每增加1，y最多增加1。

当⑤时，必须把x，y地位互换。

备选答案：

A.k≤1；B.k1；C.y=y+１；D.y=y+k;；E.dx/dy；F.dy/dx；G.int（y+0.5）；H.int（y+1）；

答案：

①F；②G；③D；④A；⑤B

11、分类求交方法的思想是先将几何元素进行归类，利用同类元素之间的（①）来研究求交算法；同时，对同一类元素在具体求交算法中再考虑它们的（②），以提高算法效率。

几何元素按维数分为点、线、面，则相应的求交方法分为点点、点线、点面、线线、线面、面面6种。

其中，面面求交中的曲面与曲面求交的基本方法分为代数法、几何法、（③）法和跟踪法。

代数法是将两个曲面中的一个用（④）表示，另一个用（⑤）表示，再将④方程代入⑤方程求解。

备选答案：

A.特性；B.共性；C.向量；D.参数；E.离散；F.分割；G.参数；H.显式；I.隐式

答案：

①B②A③E④G⑤I

12、纹理是物体表面的细小结构，它可以是①（如光滑表面的花纹、图案），它们一般是二维图像纹理，当然也有三维纹理；纹理也可以是②（粗糙表面，如桔子表面皱纹），它们是基于物体表面的微观几何形状的表面纹理。

几何纹理函数的定义与颜色纹理的定义方法相同，可以用统一的③纹理记录，图案中较暗颜色对应于④F值，较亮颜色对应⑤F值，把各象素值用二维数组记录下来，用二维纹理映射的方法映射到物体表面，就可成为一个几何纹理映射。

备选答案：

A.几何纹理；B.颜色纹理；C.颜色；D.图案；E.几何；F.较小；G.较大；

答案：

①B；②A；③D；④F；⑤G

13、颜色纺锤体是颜色三特性的空间表示。

垂直轴线表示白黑亮度①，水平圆周上的不同角度点代表了不同②的颜色，从圆心向圆周过渡表示同一色调下饱和度的③，平面圆形上的色调和④不同，而⑤相同。

备选答案：

A.色调；B.饱和度；C.亮度；D.不变；E.变化；F.降低；G.提高；

答案：

①E②A③G④B⑤C

14、在光线跟踪算法中，我们有如下的四种光线：

视线是由视点与象素（x，y）发出的射线；阴影测试线是物体表面上点与光源的连线；以及反射光线与折射光线。

当光线V与物体表面交于点P时，点P分为三部分，把这三部分光强相加，就是该条光线V在P点处的总的光强。

a）由光源产生的直接的光线照射光强，是交点处的①，可以由下式计算：

b）反射方向上由其它物体引起的间接光照光强，由②计算，③通过对反射光线的递归跟踪得到；

c）折射方向上由其它物体引起的间接光照光强，由④计算，⑤通过对折射光线的递归跟踪得到。

备选答案：

A.直接光照光强；B.局部光强；C.ItKt'；D.IsKs'；E.Is；F.It；

答案：

①B；②D；③E；④C；⑤F

15、计算机内表示形体通常用（①）、表面模型和（②），其中②能够完整地、无歧义地表示三维形体，其表示方法有许多，基本上可以分为以八叉树法为代表的（③）、以CSG为代表的（④）和BR或BRep之类的（⑤）三大类。

备选答案：

A.实体模型；B.线框模型；C.构造表示；D.分解表示；E.边界表示

答案：

①B②A③D④C⑤E

16、实体的边界表示模型由（①）信息和（②）信息两部分构成。

表达形体的基本拓朴实体包括（③）。

比较著名的边界表示的数据结构有半边数据结构、翼边数据结构和（④）。

任何形体都有可用有限步的（⑤）操作和集合运算构造出来。

备选答案：

A.几何；B.代数；C.拓朴；D.顶点、边、环、面、体；E.立方体、圆柱、圆锥；F.辐射边数据结构；G..映射边数据结构；H.分类；I.欧拉

答案：

①A②C③D④F⑤I

17、集合运算的整个算法包括六部分：

一是①；二是②，由求交得到的交线将原形体的面进行分割，形成一些新的面环，再加上原形体的悬边、悬点经求交后得到的各子拓扑元素，形成③生成集；三是分类；四是④，形成一个保留集；五是合并，包括面环的合并和边的合并；六是⑤。

备选答案：

A.求差；B.几何元素；C.拓扑元素；D.成环；E.拼接；F.取舍H.求交

答案：

①H②D③C④F⑤E

18、①是一项研究在计算机中如何表示物体模型形状的技术。

在其描述物体的三维模型中：

②是用顶点和棱边来表示物体。

③是用面的集合来表示物体，而用④来定义面的边界。

⑤是能完整表示物体的所有形状信息，可无歧义地确定一个点是在物体外部、内部或表面上。

备选答案：

A.虚拟现实建模技术；B.几何造型技术；C.表面模型；D.实体模型；E.线框模型；F.环；G.线；

答案：

①B；②E；③C；④F；⑤D

19、Bezier曲面的性质：

除①外，Bezier曲线的其它性质可推广到Bezier曲面：

（1）Bezier曲面特征网格的四个角点正好是Bezier曲面的四个角点，即P（0，0）=②，P（1，0）=③，P（0，1）=④，P（1，1）=⑤。

（2）Bezier曲面特征网格最外一圈顶点定义Bezier曲面的四条边界；Bezier曲面边界的跨界切矢只与定义该边界的顶点及相邻一排顶点有关，且P00P10P01、P0nP1nP0，n-1、PmnPm，n-1Pm-1，n和Pm0Pm-1，0Pm1（图3.1.15打上斜线的三角形）；其跨界二阶导矢只与定义该边界的顶点及相邻两排顶点有关。

（3）几何不变性。

（4）对称性。

（5）凸包性。

备选答案：

A.可积分性质；B.变差减小性质；C.Pm0；DPmn.；E.P0n；F.P00；

答案：

①B；②F；③C；④E；⑤D

2021、Bezier曲线的升阶是指使Bezier曲线的形状与方向①，②定义它的控制顶点数，即③该Bezier曲线的次数。

升阶后的新的特征多边形在原始特征多边形的④内，且特征多边形更⑤曲线。

备选答案：

A.减少；B.增加；C.提高；D.降低；E.凹包；F.凸包；G.远离；H.靠近；I.不变；J.变化；

答案：

①I；②B；③C；④F；⑤H

22、对于任一形体，如果它是3维欧氏空间中非空、有界的封闭子集，且其边界是二维流形（即该形体是连通的），我们称该形体为①，否则称为②。

集合运算（并、交、差）是构造形体的基本方法。

正则形体经过集合运算后，可能会产生悬边、悬面等③三维的形体。

Requicha在引入正则形体概念的同时，还定义了正则集合运算的概念。

正则集合运算保证集合运算的结果仍是一个正则形体，即④悬边、悬面等。

九十年代以来，基于约束的参数化、变量化造型和支持线框、曲面、实体统一表示的⑤已成为几何造型技术的主流。

备选答案：

A.非正则形体；B.正则形体；C.高于；D.低于；E.丢弃；F.保留；G.非正则形体造型技术；H.正则形体造型技术；

答案：

①B；②A；③D；④E；⑤G

23、在形体的边界表示模型中的集合运算算法中有6个步骤，按顺序排列有：

①、成环、②、③、④、⑤。

备选答案：

A.取舍；B.求交；C.合并；D.分类；E.拼接；

答案：

①B；②D；③A；④C；⑤E

24、对于任意的简单多面体，其面（f）、边（e）、顶点（v）的数目满足欧拉公式v①e②f=2；对于任意的正则形体，引入形体的其它几个参数：

形体所有面上的内孔总数（r）、穿透形体的孔洞数（h）和③（s），则形体满足公式：

v-e+f=2（④）+⑤。

修改过程中保证各几何元素的数目保持这个关系式不变，这一套操作就是欧拉操作。

备选答案：

A.+；B.-；C.形体非连通部分总数；D.形体连通部分总数；E.s-h；F.s+h；I.s-r;J.s+r;K.r;L.h;

答案：

①B；②A；③C；④E；⑤K

25、光照明模型是模拟物体表面的光照明物理现象的数学模型。

在光的反射和折射现象中，能量是守恒的，能量的分布情况满足这样的一个式子：

Ii=Id+Is+It+Iv。

其中：

Ii为①，由直接光源或间接光源引起；Id为②，由表面不光滑引起；Is为③，由表面光滑性引起；It为④，由物体的透明性引起；Iv为⑤，由能量损耗引起。

备选答案：

A.被物体所吸收的光；B.镜面反射光强；C.漫反射光强；D.入射光强；E.透射光；

答案：

①D；②C；③B；④E；⑤A

26、三色学说是我们真实感图形学的生理视觉基础。

通常所说的三原色是指①、②、③。

在CMY颜色模型中，常用于从④光中滤去某种颜色，又被称为⑤。

备选答案：

A.白；B.黑；C.品红；D.红；E.黄；F.绿；G.青；H.蓝；

I．减性原色系统；J.增性原色系统；

答案：

①、②、③为D、F、H的任意组合序列；④A⑤I

27、两段Bezier曲线P和Q拼接时必须满足一下的连续性。

达到G0连续的充要条件是（①）、达到G1连续的充要条件是（②）、达到G2连续的充要条件是（③）。

几何设计中，一条Bezier曲线往往难以描述复杂的曲线形状。

而增加特征多边形的顶点数会引起Bezier曲线次数的④，带来计算上的困难，实际使用中，一般不超过⑤次。

备选答案：

A.P和Q的终点与起点都重合；B.P的终点为Q的起点；C.P的最后三点与Q的开始三点共面；D.P的最后三点与Q的开始三点共线；E.P的最后两点与Q的开始两点共面；F.P的最后两点与Q的开始两点共线；I.提高；J.降低；K.5;L.10;M.12;

答案：

①B②F③C④I⑤L

28、几何造型中的集合运算实质上是对集合中的成员进行分类的问题，Tilove对分类问题的定义为：

设S为待分类元素组成的集合，G为一正则集合，则S相对于G的成员分类函数为：

C（S，G）={SinG，SoutG，SonG}，其中：

①=S∩iG，②=S∩cG，③=S∩bG。

其中，④是G的n-1维边界，⑤是G的内部。

备选答案：

A.SoutG；B.SinG；C.SonG；D.iG；E.bG;F.cG;G.iG;

答案：

①B；②A；③C；④E；⑤D

29、颜色的视觉三特性是指（①、②、③），其中①是一种颜色区别于其他颜色的因素；②是光给人刺激的强度；③是指颜色的纯度。

与①、②、③对应的颜色的光学三特性分别是（④）、（⑤）和纯度。

备选答案：

A.色调；B.饱和度；C.亮度；D.主波长；E.明度

答案：

①A②C③B④D⑤E

30实时真实感图形学技术一般是通过损失一定的①来达到实时绘制真实感图像的目的。

当前大多数商业实时真实感图形生成系统中所采用主要是②技术，它在不影响画面视觉效果的条件下，通过逐次简化景物的表面细节来减少场景的几何复杂性，从而提高绘制算法的效率。

最近，又出现了一种全新思想的③技术，它利用已有的图像来生成不同④下的场景真实感图像。

它彻底摆脱传统方法的场景复杂度的实时瓶颈，其绘制真实感图像的时间仅与图像的⑤有关。

备选答案：

A.图形质量；B.存储空间；C.计算时间；D.层次细节显示和简化；E.结构细节简化；F.基于特征的绘制；G.分辨率；H.基于图像的绘制I.视点；J.角度；

答案：

①A②D③H④I；⑤G

三、简述题样例

1、简述区域填充过程，并给出边界表示的4连通区域的递归填充算法程序。

--------答案与评分细则：

（1）区域填充过程：

先将区域的一点赋予指定的颜色，然后将该颜色扩展到整个区域的过程。

区域填充算法要求区域是连通的。

（全对1分，半对0.5分）

（2）边界表示的4连通区域的递归填充算法程序如下：

voidBoundaryFill4（intx，inty，intboundarycolor，intnewcolor）

{intcolor=getpixel（x，y）；

if（color!

=newcolor&&color!

=boundarycolor）

{putpixel（x，y，newcolor）；

BoundaryFill4（x，y+1，boundarycolor，newcolor）；

BoundaryFill4（x，y-1，boundarycolor，newcolor）；

BoundaryFill4（x-1，y，boundarycolor，newcolor）；

BoundaryFill4（x+1，y，boundarycolor，newcolor）；

}

}

（全对4分，错两个语句扣1分）

3、简述矢量字符的表示方法、特点及其显示步骤。

--------答案与评分细则：

（1）矢量字符在计算机内记录的是字符的笔画信息，而不是整个位图。

（全对1分，半对0.5分）

（2）矢量字符的特点：

它具有存储空间小，美观、变换方便等优点，但需要光栅化后才能显示。

（全对2分，半对1分）

（3）

矢量字符的显示分为两步：

首先从字库中将它的字符信息，然后取出端点坐标，对其进行适当的几何变换，再根据各端点的标志显示出字符。

（全对2分，半对1分）

6、简述消隐的概念以及消隐算法按消隐空间的分类方法。

--------答案与评分细则：

（1）在绘制时消除被遮挡的不可见的线或面，习惯上称作消除隐藏线和隐藏面，或简称为消隐。

（全对2分，半对1分）

（2）按消隐空间的不同，消隐算法分为三类：

（a）物体空间的消隐算法（光线投射、Roberts）：

将场景中每一个面与其他每个面比较，求出所有点、边、面遮挡关系。

（全对1分，半对0.5分）

（b）图像空间的消隐算法（Z－buffer、扫描线、warnock）：

对屏幕上每个像素进行判断，决定哪个多边形在该像素可见。

（全对1分，半对0.5分）

（c）物体空间和图像空间的消隐算法（画家算法）：

在物体空间中预先计算面的可见性优先级，再在图像空间中生成消隐图。

（全对1分，半对0.5分）

9、简述曲面与曲面求交的四种基本方法的原理。

--------答案与评分细则：

（1）代数方法：

利用代数运算，特别是求解代数方程的方法求出曲面的交线。

通常参与求交的两曲面中的一个用隐式表示，另一个用参数表示，通过把参数方程代入隐式方程来求解交线。

（全对2分，半对1分）

（2）几何方法：

利用几何的方法，对参与求交的曲面（平面以及二次曲面等简单曲面）的形状大小、相互位置以及方向等进行计算和判断，识别出交线的形状和类型，从而可精确求出交线。

（全对1分，半对0.5分）

（3）离散方法：

利用分割的方法，将曲面不断离散成较小的曲面片，直到每一子曲面片均可用比较简单的面片，然后用这些简单面片求交得一系列交线段，连接这些交线段即得到精确交线的近似结果。

（全对1分，半对0.5分）

（4）跟踪方法：

通过先求出初始交点，然后从已知的初始交点出发，相继跟踪计算出下一交点，从而求出整条交线的方法。

（全对1分，半对0.5分）

11、简述颜色的概念及影响因素、颜色视觉三特性及对应的颜色物理三特性。

--------答案与评分细则：

（1）颜色是外来的光刺激作用于人的视觉器官而产生的主观感觉，影响的因素有：

物体本身、光源、周围环境、观察者的视觉系统、颜色的特性。

（全对2分，半对1分）

（2）颜色的三个视觉特性（心理学度量）：

色调（Hue），即一种颜色区别于其他颜色的因素，如：

红、绿、蓝。

饱和度（Saturation），即颜色的纯度。

亮度（Lightness），即光给人的刺激的强度。

（全对2分，半对1分）

（3）对应的颜色物理特性：

主波长（DominantWavelength），即产生颜色光的波长，对应于视觉感知的色调。

纯度（Purity）对应于饱和度。

明度（Luminance）对应于光的亮度。

（全对1分，半对0.5分）

12、简述颜色模型的定义