1、一、写出下列述语的全称及中文含义。1.GKS (Graphics Kernel System)：图形核心系统2.CAM (computer Aided Manufacturing）：计算机辅助制造3.MBR (Minimum Bounding Rectangle) ：最小外包矩形4.LED (Light Emitting Diode)：发光二极管5.VISC (Visualization in Scientific Computing,)：科学计算可视化二、填空题1.计算机图形系统由硬件系统和软件系统组成。2.扫描仪最重要的参数是光学精度和扫描精度。3.常用的直线生成算法：Bresenham
2、和 DDA。4.在计算机图形学中，被裁剪的对象可以是线段、多边形和字符。5.曲线、曲面的表示有显式、隐式和参数三种形式。6.深度缓冲器算法是一种最简单的消除隐藏的算法。7.深度缓冲器算法最简单常用的面向应用的用户接口形式：子程序库、专用语言、交互命令。8.把三维物体变为二维图形表示的过程叫做投影变换。9.直线段与规则矩形的关系:（1）线段两端点均位于裁剪窗口内（2）线段两端点均在窗口之外，且位于裁剪窗口的同一侧（3）线段两端点在窗口之外，而不位于裁剪窗口的同一侧（4）线段的两端点一个位于窗口之内，一个位于窗口之外10.图形数据按照目的不同一般可以分为图形的表示数据和图形的显示数据。11.计算机
3、图形的生成过程一般可分为图形的表示、表示图形的数据准备、图形的显示。12.通过增加帧缓冲存储器的位面和帧缓存数量，就可以让光栅显示器显示彩色或不同级别的灰度。13.颜色的三原色为：红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)。-备注：绘画中的三原色是指红、黄、蓝；电脑、电视等的三原色是红、绿、蓝（RGB） 。14.物理交互设备包括输入板,光笔,游戏杆,鼠标,控制旋钮,功能开关和按钮,数据手套,触摸屏以及最常用的字母数字键盘等等15.图形用户界面的基本元素有窗口、图标、菜单、指点装置。16.投影分为：平行投影和中心投影，平行投影（直角投影：正投影、正轴测投影；斜投影）中心投影（一点透视、二点透
4、视、三点透视）三：简答题1.计算机图形学的应用领域有哪些。(1)图形用户界面(2)计算机辅助设计与制造(3)事务和商务数据的图形展示(4)绘制勘探、测量图形(5)过程控制及系统环境模拟(6)电子印刷及办公室自动化。(7)计算机动画和艺术(8)科学计算的可视化（9）工业模拟（10）计算机辅助教学2.区域填充的方法主要有哪些？（1）有序边填充算法（2）边填充算法（3）种子填充算法3.常用的线段裁剪方法有几种？简述它们的优缺点。答：常用的线段裁剪方法有三种，它们是：（1）Cohen-SutherLand 裁剪算法；（2）中点分割算法；（3）参数化裁剪算法（Cyrus-Beck算法） ；Cohen-S
5、utherLand 裁剪算法与中点分割算法在区码测试阶段能以位运算方式高效率地进行，因而当大多数线段能够简单地取舍时，效率较好。参数化裁剪算法（Cyrus-Beck算法）在多数线段需要进行裁剪时，效率更高。这是因为运算只涉及到参数，仅到必要时才进行坐标计算。4.明暗处理的方法有哪些，其思路和各自的优缺点是什么？1）flat明暗处理方法：对组成平面的每个多边形只需计算一次明暗度，多边形上每个可见点均按这个明暗度进行显示。能够产生比较光滑的浓淡效果，但由于亮度的不连续性产生不真实和粗糙的明暗效果；2）Gouranud明暗处理方法：先计算物体表面多边形各顶点的光强，然后用双线性插值，求出多边形内部区
6、域中各点的光强。Gouraud 明暗模型具有计算速度快，相邻多边形之间的颜色突变问题也得到解决，产生的图像颜色过渡均匀，图形显得非常光滑的优点，但是，由于采用光强插值，它的镜面反射效果不太理想，而且相邻多边形的边界处的马赫带效应不能完全消除；3）Phong 明暗处理方法：沿扫描线对其各点的发矢量进行插值.解决了Gouraud算法遇到的问题，具有更强的真实感，但计算量不Gouraud大。5.深度缓存算法的思想和步骤：深度缓存(Z-buffer)思路：先将z 缓冲器中个单元的初始值置为-1(规范视见体的最小n 值） 。当要改变某个像素的颜色值时，首先检查当前多边形的深度值是否大于该像素原来的深度值
7、（保存在该像素所对应的Z 缓冲器的单元中） ，如果大于，说明当前多边形更靠近观察点，用它的颜色替换像素原来的颜色；否则说明在当前像素处，当前多边形被前面所绘制的多边形遮挡了，是不可见的，像素的颜色值不改变。算法的步骤如下： 初始化ZB 和CB，使得ZB(i, j)=Zmax，CB(i, j)=背景色。其中，i=1,2, , m，j=1, 2, , n。 对多边形a，计算它在点(i, j)处的深度值zi, j。 若 zijZB(i, j)，则ZB(i, j)=zij，CB(i, j)=多边形a的颜色。 对每个多边形重复、两步。最后，在CB 中存放的就是消隐后的图形。五计算：1.有序边表填充算法：
8、扫描线算法是按扫描线顺序，计算扫描线与多边形的相交区间，再用要求的颜色显示这些区间的象素，完成转换工作。区间的端点可以通过计算扫描线与多边形边界线的交点获得。对于一条扫描线，多边形的扫描转换过程可以分为四个步骤： （1）求交：计算扫描线与多边形各边的交点；（2）排序：把所有交点按 x值递增顺序排序；（3）配对：第一个与第二个，第三个与第四个等等；每对交点代表扫描线与多边形的一个相交区间，（4）着色：把相交区间内的象素置成多边形颜色，把相交区间外的象素置成背景色。为了提高效率，在处理一条扫描线时，仅对与它相交的多边形的边进行求交运算。我们把与当前扫描线相交的边称为活性边，并把它们按与扫描线交点
9、x坐标递增的顺序存放在一个链表中，称此链表为活性边表(AET)。扫描线 6的活性边表扫描线 7的活性边表为了方便活性边表的建立与更新，我们为每一条扫描线建立一个新边表（NET）,存放在该扫描线第一次出现的边。也就是说，若某边的较低端点为 ymin，则该边就放在扫描线 ymin的新边表中。上图所示各条扫描线的新边表 NET2.二维图形的几何变换正如我们在附录中提到的那样，用齐次坐标表示点的变换将非常方便，因此在本节中所有的几何变换都将采用齐次坐标进行运算。二维齐次坐标变换的矩阵的形式是：这个矩阵每一个元素都是有特殊含义的。其中 形进行缩放、对称、旋转、切错变换； 是对图形的平移变换；g h是对图
10、形作投影变换；deabi则是对图形整体进行缩放变换。1）平移变换2）缩放变换3）旋转变换在直角坐标系中，将二维图形绕原点旋转 角的变换形式如下：逆时针旋转 取正值，顺时针旋转 取负值； 4）对称变换对称变换其实只是 a、b、d、e 取 0、1 等特殊值产生的一些特殊效果。例如： A、当 b=d=0，a=-1，e=1 时有 x=-x，y=y，产生与 y轴对称的图形。B、当 b=d=0，a=-1，e=-1 时有 x=x，y=-y，产生与 x轴对称的图形。C、当 b=d=0，a=e=-1 时有 x=-x，y=-y，产生与原点对称的图形。D、当 b=d=1，a=e=0 时有 x=y，y=x，产生与直线
11、 y=x对称的图形。E、当 b=d=-1，a=e=0 时有 x=-y，y=-x，产生与直线 y=-x对称的图形5）错切变换当 d=0时，x=x+by，y=y，此时，图形的 y坐标不变，x 坐标随初值（x，y）及变换系数 b作线性变化。当 b=0时，x=x，y=dx+y，此时，图形的 x坐标不变，y 坐标随初值（x，y）及变换系数 d作线性变化。6）复合变换如果图形要做一次以上的几何变换，那么可以将各个变换矩阵综合起来进行一步到位的变换。复合变换有如下的性质：A复合平移 对同一图形做两次平移相当于将两次的平移两加起来B.复合缩放 两次连续的缩放相当于将缩放操作相乘C.复合旋转 两次连续的旋转相当
12、于将两次的旋转角度相加：缩放、旋转变换都与参考点有关，上面进行的各种变换都是以原点为参考点的。如果相对某个一般的参考点（xf，yf）作缩放、旋转变换，相当于将该点移到坐标原点处，然后进行缩放、旋转变换，最后将（xf，yf）点移回原来的位置。切记复合变换时，先作用的变换矩阵在右端，后作用的变换矩阵在左端。E.关于（xf，yf）点的缩放变换F.绕（xf，yf）点的旋转变换3.（1）二次B 样条曲线设空间 P0 P1, Pn为n+1 个控制点，其中每相邻三个点和构造出一段二次的样条函数。其中的第i 段二次B 样条函数Pi(t)的矩阵表示为：端点位置矢量：Pi,3(0)=(Pi+Pi-1)/2; Pi,3(1)=(Pi+Pi+1)/2端点的一阶导数矢量：Pi,3(0)= Pi-Pi-1；Pi,3(1)= Pi+1-Pi ；Pi,3(1)= Pi+1,3(0)；端点的二阶导数矢量：Pi,3(t)= Pi-1-2Pi+ Pi+1；曲线段的二阶导数矢量等于该曲线的两条边矢量Pi-1-Pi 和Pi+1-Pi 所构成的对角线矢量。（2）三次B 样条曲线设空间 P0 P1, Pn为n+1 个控制点，其中每相邻四个点和构造出一段三次的样条函数。其中的第i 段三次B 样条函数Pi(t)的矩阵表示为：
