1.名词解释:
计算机图形学
研究怎样利用计算机来显示、生成和处理图形的原理、方法和技术的一门学科 存储分辨率
指帧缓冲存储区的大小,一般用缓冲区的字节数表示 显示分辨率
计算机显示控制器能够提供的不同显示模式下的分辨率,在实际应用中简称显示模式 像素:
构成屏幕(图像)的最小元素 反走样
产生原因,数学意义上的图形是由无线多个连续的、面积为零的点构成;但在光栅显示器上,用有限多个离散的,具有一定面积的象素来近似地表示他们 定义:用于减少或消除这种效果的技术,称为反走样 多边形的扫描法
从多边形顶点表示到点阵表示的转换,这种转换称为多边形的扫描转换。 这种转换就是给多边形包围的区域着色的过程。即从多边形的给定边界出发,求出位于其内部的各个像素,并将其灰度和颜色值写入帧缓存中相应单元。主要用来填充多边形区域以及由多边形拟合的其他简单曲线区域。
用户坐标系: 用户引入描述整个形体的坐标系。
设备坐标系: 是各种图形设备自身规定的在显示表面上采用的坐标系。 观察坐标系: 依据窗口的方向和形状在用户坐标平面中定义的直角坐标系
消隐:在给定视点和视线方向后,决定场景中哪些物体的表面是可见的,哪些是不可见的。 二、 简答题
2. 论述计算机图形学, 数字图像处理, 计算机视觉的内容和关系
计算机图形学(CG)概念:试图从非图象形式的数据描述来生成(逼真的)图象。
数字图象处理(Digital Image Processing)概念:旨在对图象进行各种加工以改善图象的视觉效果。
计算机视觉(Computer Vision)概念:是研究用计算机来模拟生物外显或宏观视觉功能的科学和技术
3.彩色阴极射线管的工作原理
1.用构成品字形的三支电子枪发射的电子束去轰击各自的荧光粉点 2.荧光粉可以产生红、绿、蓝三种颜色
3.这些再通过荫罩板照射到三色荧光屏上,从而产生彩色荧光屏 原理:影孔板被安装在荧光屏的内表面,用于精确定位像素的位置 4.opengl的主要功能
1.模型绘制、2.模型观察、3.颜色模式、4.光照应用、5.图像效果增强、6.位图和图像处理、7.纹理映射、8.实时动画、9.交互技术
5.在交互式图形系统中, 输入设备的管理的四种方式, 论述 这四种方式 常用的输入模式有请求(request)、采样(sample)、事件(event)及其组合形式等几种。 请求方式(request mode):输入设备在应用程序的控制下工作,程序在输入请求发出后一直被置于等待状态直到数据输入。 取样方式(sample mode):此时,应用程序和输入设备同时工作,当输入设备工作时,存储输入数据,并不断地更新当前数据,当程序要求输入时,程序采用当前数据值。
事件方式(event mode):每次用户对输入设备的一次操作以及形成的数据叫做一个事件。 思想:一般一个事件发生时,往往来不及进行处理,于是,就要把事件按先后次序排成队列,以便先进先出,即先到的事件进入排队,先被取出进行处理。
组合方式:一个应用程序同时在几种输入方式下应用不同的输入设备来工作
6.写出三维基本几何变换的变换矩阵, 其中 平移, 比例, 旋转, 错切变换, 对称 (太简单了, 不给答案)
7.如何运行相对于任意参考点的二维几何变换, 写出变换后的基本思想和变换的过程 相对某个参考点(xF,yF)作二维几何变换,其变换过程为: (1) 将参考点移至坐标原点,进行平移变换; (2) 针对原点进行二维几何变换;
(3) 反平移,使参考点回到原来的位置。
8.求 p绕 AB 旋转theta 角度后的p’, 写出变换思想和过程
将AB 挪到原点, 在将p相应变换, 在进行旋转, 在挪回去, 太简单了, 没答案 9.论述三维观察的流程
三、 算法题
1. 描述Weiler-Atherton多边形裁剪算法对图二 多边形ABCDE进行裁剪, 要求写出算法的基本思想, 裁剪的过程, 和画出最后的裁剪结果
算法基本思想:假定按顺时针方向处理顶点,且将用户多边形定义为Ps,窗口矩形为Pw。算法从Ps的任一点出发,跟踪检测Ps的每一条边,当Ps与Pw相交时(实交点),按如下规则处理:
(1)若是由不可见侧进入可见侧,则输出可见直线段,转(3);
(2)若是由可见侧进入不可见侧,则从当前交点开始,沿窗口边界顺时针检测Pw的边,即用窗口的有效边界去裁剪Ps的边,找到Ps与Pw最靠近当前交点的另一交点,输出可见直线段和由当前交点到另一交点之间窗口边界上的线段,然后返回处理的当前交点;
(3)沿着Ps处理各条边,直到处理完Ps的每一条边,回到起点为止。 裁剪结果简单, 不给答案
2.描述 图三的三视图的绘制过程, 要求将侧视图 和俯视图 都要旋转到主视图所在的xoz面上, 且 侧视图和俯视图 需要和 主视图保持一定的距离, 写出 每一面的变换矩阵
① 主视图
将三维物体向XOZ面作正投影,投影变换矩阵TXOZ?1?0???0??0000?000?? 010??001?②俯视图
将三维物体向XOY面作正投影得到俯视图
投影变换矩阵TXOY?1?0???0??0000?100?? 000??001?为了使俯视图与主视图在一个平面内,就要绕X轴负向旋转90°,即应有一个旋转变换,其变换矩阵为
00?1?0cos(?90)sin(?90)Trx???0?sin(?90)cos(?90)?00?00??1?00????0??0??1??00?0?10?? 100??001?00为了使主视图与俯视图之间有一定距离,沿Z轴平移一段距离-Z0,其变换矩阵为
?1?0Ttx???0??00100010?Z00?0?? 0??1?三个变换矩阵乘积 TH?TXOYTrxTtz ③侧视图
向YOZ面作正投影,其投影变换矩阵为
TYOZ?0?0???0??0000?100?? 010??001?100?000?? 010??001?为了使侧视图和主视图在一个面内,绕Z轴正向旋转90°,其旋转变换矩阵为
?cos90sin9000??0??sin90cos9000???1???Trz???0010??0???0001???0为了使侧视图与主视图之间有一定距离,沿X方向平移一段距离?x0,该平移变换矩阵为
?1?0Ttx???0???x0000?100?? 010??001?三个变换矩阵乘积 TW?TYOZTrzTtx
3. 写出图四 的栅栏填充算法 的过程, 要求写出 每一条边相对 栅栏末 (点(看不清楚)) 的全过程
一条过多边形顶点且与扫描线垂直的直线,它把多边形分为2半, 基本思想:逐边向栅栏求补, 同样按任意顺序处理多边形的每条边, 但在处理每条边与扫描线的交点时, 将交点与栅栏之间的像素取补。 这样, 若交点位于栅栏左边, 则将交点右边, 栅栏左边的所有像素求补, 若交点位于栅栏右边, 则将栅栏右边, 交点左边像素取补
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