计算机图形学试卷A卷(含答案)

贵州大学2009-2010学年第二学期考试试卷

A卷

计算机图形学

注意事项：

1. 请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。 2. 请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写答案。 3. 不要在试卷上乱写乱画，不要在装订线内填写无关的内容。 4. 满分100分，考试时间为120分钟。 题 号 得 分 得 分 评分人

一、填空（共20分，每空2分）

一 二 三 四 五 六 总 分 统分人

1、计算机图形学是研究如何利用计算机来表示、生成、 处理 和显示图形原理、算法、方法和技术的一门学科。

2、在计算机图形学中，物体表面的细节称为纹理，纹理可分为两大类：一类是：图形纹理，另一类是： 几何纹理

3、CRT由电子枪，聚焦系统， 偏转系统 ，荧光屏所组成。 4、投影变换可分为 平行投影 和 透视投影 。

5．Phong光照模型将 环境光 、 镜面反射光 、及 漫反射光 叠加起来形成单一光源。

6、在HSI彩色模型中，H代表色调，S代表 饱和度 ，I代表 亮度(明度) 。 得 分 评分人

二、选择题（共20分,每小题2分）

1、显示器的分辨率为1024*1024的显示模式, 显示器中每个像素点的灰度等级为256级,则的帧缓存容量至少为( B)bit.

A,7M B,8M C,10M D,16M 2、以下图形设备中，哪个不是图形输入设备( C ).

A,图形扫描仪 B,触摸屏 C、绘图仪 D、鼠标 3、设点P的齐次坐标为(8,6,2),其对应的空间坐标为( D ).

A,(8,6,2) B,(8,6) C,(4,3,1) D,(4,3)

4、 当观察光照下的光滑物体表面时,在某个方向上看到高光或强光,这个现象称为( B ). A,漫反射 B,镜面反射 C,环境光 D,折射 5、 在多边形的逐边裁剪法中,对于某条多边形的边(方向为从端点S出发到端点P)与某条裁剪线(窗口的某一边)的比较结果共有以下四种情况,分别需输出一些顶点.请问哪种情况下输出的顶点是错误的( A ).

A:S和P均在可见的一侧,则输出S和P. B:S和P均在不可见的一侧,则不输出顶点.

C:S在可见一侧,P在不可见一侧,则输出线段SP与裁剪线的交点.

D:S在不可见的一侧,P在可见的一侧,则输出线段SP与裁剪线的交点和P.

6、 扫描线多边形填充算法中,对于扫描线同各边的交点的处理具有特殊性.当扫描线穿过某两条边的共享顶点，且这两条边分别在该扫描线的上下两侧时，该扫描线与这两条边的交点数只能计为( B )交点:

A,0 个 B,1个 C,2个 D,3个

7、 在Cohen-SutherLand直线裁剪算法中，设端点P1 和P2 的区域编码分别是code1 和code2，若（ B ），则P1和P2同在窗口的上方、下方、左方或右方。

A. code1=0 且code2=0 B. code1 & code2 ≠ 0 C. code1 & code2 = 0 D. code1≠code2

8、 以下有关Z-Buffer消隐算法正确说法的是（ C ）

A： Z-Buffer算法的Z缓冲区中每个单元的值对应象素点背景颜色的值； B： Z-Buffer算法的Z缓冲区中每个单元的值对应象素点颜色的值； C： Z-Buffer算法的Z缓冲区中每个单元的值对应象素点的深度值； D： Z-Buffer算法的帧缓冲区中每个单元的值对应象素点的深度值。

9、设有一三次Hermite曲线如下图所示，则错误的说法是：（ C ）

A： 改变曲线在端点P0或P1点的切线方向可以改变曲线的形状； B：；曲线在端点P0的切线方向与P1的切线方向相反，大小相等； C： 曲线在端点P0的切线方向与P1的切线方向相反，大小不等；

D： 改变曲线在端点P0或P1点的切线的大小可以改变曲线的形状。 10、以下那一个颜色模型是使用单位立方体来进行表示的：（ A ） A．RGB B. YUV C. HSI D.HSV

得 分 评分人 题号 答案 1 T 三、判断题(正确的打T，错误的打F)(10分，每小题2分)。

请将答案填入下表中：

2 T 3 T 4 F 5 T

1、阴影是由于观察方向与光源方向不重合而造成的。 2、双线性法向插值与双线性光强插值相比较，虽然双线性法向插值算法计算量大，但是所得到的光照模型更为真实，能产生正确的高光区域。 3、直线DDA算法需要使用浮点运算。 4、在图形几何变换中，先对图形做比例变换后再将该图形绕原点旋转任意角度，与先对图形绕原点旋转任意角度后再做比例变换，结果是相同的。 5、凡满足n阶参数连续的曲线同时满足n阶几何连续条件，反之则不成立。

四、简答题( (10分，每小题5分)。

得 分 评分人

1、在曲线、曲面拼接时，为了保证在连接点处平滑过渡，需要满足连续性条件。连续性条

11

件有两种：参数连续性和几何连续性。请简要叙述一阶参数连续C和一阶几何连续G所分别需要满足的条件。并指出下面的图中两段曲线在拼接点处的几何连续阶次。其中Ti表示第i条曲线的切矢量。

P(t) T1 T1 T2 T2 Q(t) Q(t) P(t)

10

答：若要求在结合处达到G连续，既是说两条曲线在结合处在满足G的条件下，有公共的切矢量 (1分) Q(0)P(1) (1分) 当α=1时， G连续就成为C连续 00

G和C连续是指在两条曲线的结合处位置连续，即： (1分) Q(0)P(1) (1分)

左图为0阶几何连续G和0阶参数连续C (结合处位置连续)，右图为1阶几何连续G，切矢量共线。 (1分)

0

0

1

1

1

''

2、在实体造型中，形体的构造表示法有三种主要方法，分别是扫描表示法、构造实体几何表示法(CSG)和边界表示法(BRep)，请简要叙述构造实体几何表示法(CSG)和边界表示法(BRep)的基本思想。

答：

构造实体几何表示法(CSG)是通过对体素定义运算而得到一种表示方法。CSG可以看着是一颗有序的二叉树，其终端节点或是体素或是形体变换参数；而非终端节点或是正则集合运算，或是几何变换操作。 (2分)

边界表示法(BRep)是几何造型中最成熟，无二义性的表示法，边界表示的一个重要特点是描述形体的信息包括几何信息和拓扑信息。几何信息是用来描述形体的大小、尺寸、位置和形状等，而拓扑信息则是描述形体上的顶点、边、面的连接关系。 (3分)

四、计算题（30分，每小题10分）

得 分 评分人

1. 设p0(x0=1, y0=1),pp(xp=6,yp=3),使用DDA算法，绘制出一条由p0到pp的直线 解:

dy=yp-y0=3-1=2 dx=xp-x0=6-1=5 k=  y/  x=2/5=0.4 （ k<1) 让x每次增加1

x1=x0+1=1+1=2 y1=y0+k=1+0.4 =1.4 Round(1.4)=1 x2=x1+1=2+1=3 y2=y1+k=1.4+0.4 =1.8 Round(1.8)=2 x3=x2+1=3+1=4 y3=y2+k=1.8+0.4 =2.2 Round(2.2)=2 x4=x3+1=4+1=5 y4=y3+k=2.2+0.4 =2.6 Round(2.6)=3

x5=x4+1=5+1=6 y5=y4+k=2.6+0.4=3.0 Round(3.0)=3 x y

1 1 2 1 3 2 4 2 5 3 6 3

4 3 2 1

5

2、如图所示三角形ABC，将其关于A点逆时针旋转90°，请分步骤写出变换矩阵及其复合变换矩阵和变换后图形顶点的规范化齐次坐标。

A(2,5) y

C(6,3)

B(1,1)

Ox

解：1）将图形平移，使A点重合于坐标原点，平移矩阵为：

10T1(tx,ty)T(2,5)01002512）将平移后的图形绕原点（即A点）逆时针旋转90°，旋转矩阵为：

cos2

 RRsin 220

 

sin3）将旋转后的图形平移，使A点回到（2，5），平移矩阵为：

02010cos0100200101102T2(tx,ty)T(2,5)015001

4）则，复合变换矩阵M为：

MT2(tx,ty)R()T1(tx,ty)T2(2,5)R()T1(2,5)21020101010001015001001002015101703015）变换后的顶点坐标为：

A'0'B1C'001017AB0301C

3、如图所示多边形，若采用扫描线算法进行填充，试写出该多边形的新边表(ET表)和当扫描线Y=5时的活性边表（AET表），注：表结点中的域按以下顺序排列：x ymax 1/k next 172162645135490301111111

解：ET表

5 7 -1.5 5 8 2 5 ∧ 4 3 8 6.5 0 ∧ 2 2 7 0 1 5 2 3 ∧ 5 2 -3 ∧ 0 扫描线Y=5的活性边表 5 7 -1.5 8 6.5 0 2 7 0 5 8 2

五、程序题(10分,每小题10分)

1、以下是3次Bezier曲线的MATLAB程序实例，请完善程序中的缺漏部分。 P0=[100,100];P1=[200, 450]; P2=[400,600];P3=[500,150]; count=100; deltat=1/count; t=0.0;

PX(1)=P0(1); PY(1)=P0(2); for i=1:count

t=t+deltat; （2分） B0=1-3*t+3*t*t-t*t*t; B1=3*t-6*t*t+3*t*t*t; （2分） B2=3*t*t-3*t*t*t; （2分） B3=t*t*t; （2分） PX(i+1)=B0*P0(1)+B1*P1(1)+B2*P2(1)+B3*P3(1);

PY(i+1)=B0*P0(2)+B1*P1(2)+B2*P2(2)+B3*P3(2); （2分） end

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