计算机图形学第3阶段练习题
江南大学现代远程教育 第三阶段测试题
考试科目:《 计算机图形学 》第6 章至第 6 章（总分100分） ______________学习中心（教学点） 批次： 层次：
专业： 学号： 身份证号： 姓名： 得分：
一、 回答下列问题：
1． 采用齐次坐标有什么优越性? 写出齐次坐标(3,6，3)(4,6,8) 的对应的二维坐标 2．简述屏幕域, 视图区的概念
3．窗口区和视图区的坐标变换公式的矩阵表示 4．给出二维旋转变换的变换矩阵。 5．投影变换分成哪两大类，分别说明? 二、写出复合平移变换矩阵。 三、导出相对于(xf,yf) 旋转变换矩阵
四、设定斜平行投影的投影方向矢量为
投影平面为XOY 推导形体上—点P(x ，y ，z)在投影平面为XOY 的投影（xs , ys ）
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1
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p p
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参考答案：
一、 回答下列问题：
1. 采用齐次坐标有什么优越性? 写出齐次坐标(3,6，3)(4,6,8) 的对应的二维坐标 用齐次坐标表示，其优越性主要有以下二点。
(1)提供了用矩阵运算把二维、三维甚至高维空间中的一个点集从一个坐标系变换到另一个坐标系的有效方法。
(2)可以表示无穷远点。 (1,2) (1/2, 3/4)
2．简述屏幕域, 视图区的概念
屏幕域是设备输出图形的最大区域，是有限的整数域。
任何小于或等于屏幕域的区域都称为视图区。视图区可由用户在屏幕域中用设备坐标来定义。
3．窗口区和视图区的坐标变换公式的矩阵表示 令
4．给出二维旋转变换的变换矩阵。
5．投影变换分成哪两大类，分别说明?
根据投影中心与投影平面之间距离的不同，投影可分为平行投影和透视投影。 平行投影的投影中心与投影平面之间的距离为无穷大 透视投影，投影中心与投影平面之间的距离有限
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二、写出复合平移变换矩阵。 三、 导出相对于(xf,yf) 旋转变换矩阵
四、设定斜平行投影的投影方向矢量为
投影平面为XOY 推导形体上—点P(x ，y ，z)在投影平面为XOY 的投影（xs , ys ）
投影线的参数方程为：
在z ＝0的平面上，故zs=0
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计算机图形学实验一
实验一二维基本图元的生成与填充 实验目的 1.了解并掌握二维基本图元的生成算法与填充算法。 2.实现直线生成的DDA算法、中点算法和Bresenham算法。 3.实现圆和椭圆生成的DDA和中点算法, 对几种算法的优缺点有感性认识。 二.实验内容和要求 1.选择自己熟悉的任何编程语言, 建议使用VC++。 2.创建良好的用户界面,包括菜单,参数输入区域和图形显示区域。 3.实现生成直线的DDA算法、中点算法和Bresenham算法。 4.实现圆弧生成的中点算法。 5.实现多边形生成的常用算法, 如扫描线算法,边缘填充算法。 6.实现一般连通区域的基于扫描线的种子填充算法。 7.将生成算法以菜单或按钮形式集成到用户界面上。 8.直线与圆的坐标参数可以用鼠标或键盘输入。 6. 可以实现任何情形的直线和圆的生成。 实验报告 1．用户界面的设计思想和框图。 2．各种实现算法的算法思想。 3．算法验证例子。 4．上交源程序。 直线生成程序设计的步骤如下： 为编程实现上述算法，本程序利用最基本的绘制元素（如点、直线等），绘制图形。如图1-1所示，为程序运行主界面，通过选择菜单及下拉菜单的各功能项分别完成各种对应算法的图形绘制。 图1-1 基本图形生成的程序运行界面 2．创建工程名称为“基本图形的生成”单文档应用程序框架 （1）启动VC，选择“文件”|“新建”菜单命令，并在弹出的新建对话框中单击“工程”标签。 （2）选择MFC AppWizard(exe)，在“工程名称”编辑框中输入“基本图形的生成”作为工程名称，单击“确定”按钮，出现Step 1对话框。 （3）选择“单个文档”选项，单击“下一个”按钮，出现Step 2对话框。 （4）接受默认选项，单击“下一个”按钮，在出现的Step 3～Step 5对话框中，接受默认选项，单击“下一个”按钮。
北语 20春《计算机图形学》作业_1234
20春《计算机图形学》作业_1 一、单选题 ( 每题4分, 共10道小题, 总分值40分 ) 1. A. (A) B. (B) C. (C) D. (D) 答：A V：131·9666·2906 2.最小最大判定法是一种快速拒绝判定方法，是利用多边形的___来替代，从而可以粗略判定两个多边形之间的关系。 A. 外接矩形 B. 最小外接凸包 C. 最小外接圆 D. 最小外接矩形 答：D 3.由空间的n+1个控制点生成的k次准均匀B样条曲线是由若干段B样条曲线逼近而成的, （） A. 每个曲线段的形状仅由点列中的k个顺序排列的点所控制 B. 每个曲线段的形状仅由点列中的k+1个顺序排列的点所控制 C. 每个曲线段的形状仅由点列中的k+2个顺序排列的点所控制 D. 每个曲线段的形状仅由点列中的k+3个顺序排列的点所控制 答：B 4. 答：C 5. 答：C 6.如果不采用齐次坐标表示法，则___不能使用变换矩阵来实现。
A. 平移变换 B. 对称变换 C. 旋转变换 D. 比例变换 答：A 7.使用Bresenham直线生成算法画一条直线：起点和终点分别为A（15，12）和B（30，18），则起点的下一个点的坐标(x,y)和误差p分别为（）。 A. (x,y) = (16,13)，p = 9 B. (x,y) = (16,12)，p = 9 C. (x,y) = (16,13)，p = -21 D. (x,y) = (16,12)，p = -21 答：B 8.由空间的n+1个控制点生成的k次准均匀B样条曲线（） A. 是由n-k-1段B样条曲线逼近而成的 B. 是由n-k段B样条曲线逼近而成的 C. 是由n-k+1段B样条曲线逼近而成的 D. 是由n-k+2段B样条曲线逼近而成的 答：C 9.按照所构造的图形对象来分，点、曲线、平面、曲面或实体属于___，而山、水、云、烟等自然界丰富多彩的对象属于___。 A. 规则对象、不规则对象 B. 规则对象、属性对象 C. 不规则对象、几何对象 D. 不规则对象、属性对象 答：A 10.光线跟踪算法的主要计算量在于（） A. 基于Phong模型的明暗度计算 B. 反射方向计算 C. 折射方向计算 D. 求交计算 答：D 二、多选题 ( 每题4分, 共5道小题, 总分值20分 ) 1.在几何造型中，下列论述中哪些是正确的___。 A. 在形体定义中，允许存在孤立的点 B. 面是形体上一个有限、非零的区域，一般由一个外环和若干个内环组成，但也可以没有任何环 C. 环是有序、有向边组成的面的封闭边界，环中的边不能相交，相邻的两条边可以共享一个端点 D. 形体上任意一点的足够小的邻域在拓扑上应该是一个等价的封闭圆
计算机图形学第三章答案
1． voidLine_Midpoint(int x1, int y1, int x2, int y2, int color) { int x = x1, y = y1; int a = y1 - y2, b = x2 - x1; int cx = (b >= 0 ? 1 : (b = -b, -1)); int cy = (a <= 0 ? 1 : (a = -a, -1)); putpixel(x, y, color); int d, d1, d2; if (-a <= b) // 斜率绝对值 <= 1 { d = 2 * a + b; d1 = 2 * a; d2 = 2 * (a + b); while(x != x2) { if (d < 0) y += cy, d += d2; else d += d1; x += cx; putpixel(x, y, color); } } else // 斜率绝对值 > 1 { d = 2 * b + a; d1 = 2 * b; d2 = 2 * (a + b); while(y != y2) { if(d < 0) d += d1; else x += cx, d += d2; y += cy; putpixel(x, y, color); } } } 7 void Line_Midpoint(int x1, int y1, int x2, int y2, int color， int flag) { intx,y; if(flag==0) { x0=point.x; y0=point.y; flag=1; } else { flag=0; x1=point.x; y1=point.y; a=y0-y1；
计算机图形学实验内容汇总
计算机图形学实验 肖加清
实验一图形学实验基础 一、实验目的 （1）掌握VC++绘图的一般步骤； （2）掌握OpenGL软件包的安装方法； （3）掌握OpenGL绘图的一般步骤； （4）掌握OpenGL的主要功能与基本语法。 二、实验内容 1、VC++绘图实验 （1）实验内容：以下是绘制金刚石图案。已给出VC++参考程序，但里面有部分错误，请改正，实现以下图案。 N=3 N=4
N=5 N=10 N=30
N=50 (2)参考程序 //自定义的一个类 //此代码可以放在视图类的实现文件(.cpp) 里class CP2 { public: CP2(); virtual ~CP2(); CP2(double,double); double x; double y; }; CP2::CP2() { this->x=0.0; this->y=0.0; } CP2::~CP2() { } CP2::CP2(double x0,double y0) { this->x=x0; this->y=y0; }
//视图类的一个成员函数，这个成员函数可以放在OnDraw函数里调用。 //在视图类的头文件（.h）里定义此函数 void Diamond(); //在视图类的实现文件（.cpp）里实现此函数 void CTestView::Diamond() { CP2 *P; int N; double R; R=300; N=10; P=new CP2[N]; CClientDC dc(this); CRect Rect; GetClientRect(&Rect); double theta; theta=2*PI/N; for(int i=0;i
计算机图形学实验报告实验2
大学实验报告 学院: 计算机科学与信息专业：计算机科学与技术班级：计科101 喻志华学号1008060024 实验组实验时间2013/3/30 指导教师吴云成绩实验项目名称圆和椭圆的生成算法 实 验目的 根据圆的Brensenham算法、中点算法和中点改进算法，以及椭圆的中点算法，编写程序，实现圆与椭圆的绘制。 实 验要求1.圆、椭圆的中点算法 2.圆的优化后的算法：二次差分法 3.编制源程序； 4.对于一些较为重要的算法，可以摘抄在报告中； 实验原理 1.中点算法 A．构造函数 F(X,Y)=X2+Y2-R2，则可知 F（M）< 0：M在圆，取T F（M）≥ 0：M在圆外，取 B B．第一个M点的值有： (一)DM0 = F(M0)= F(1,R-0.5)= 12+(R-0.5)2-R2=1.25-R 若 D=d-0.25 则判别式d<0等价于D<-0.25。即DM0=1-R与DM0=1.25-R等价。 （二）如果dM<0，表示下一中点M在圆，选择T点，且： dMT= F(MT)= F(xp+2,yp-0.5) 则： ?dMT= dMT - dM=2xp+3 （三）如果dM>0，表示下一中点M在圆外，选择B点，且： dMB= F(xMB,yMB)= F(xp+2,yp-1.5)则： ?dMB= dMB - dM=2xp-2yp +5 2.中点改进算法——增量算法
设圆上某点I(xi,yi)；则下一点为J点，坐标为（xi+1，yj）dT=2xp+3; dB=2(xp-yp)+5; d1=d2=0; 因为x每次加1，所以 dj点 A．将增量?dMT=2(xi+1)+3=dT+2=dT+d1; (d1=d1+2) B．将增量?dMB=2(xi+1)-2yj+5=dB+d1+d2; dj较之于di，x部分增量增加相同的量，y部分两种情况 1.取T点，yj不减1，y部分增量的增量无变化 2.取B点，yj减1，y部分增量的增量加 2. 所以当y—时，d2=d2+2 因此，d<0, d=d+dT+d1; d>0, d=d+dB+d1+d2; 3.Brensenham算法 1.基本思想： 当|D(Ti)|≥|D(Bi)|，则Bi更接近于圆周，选择Bi； 当|D(Ti)|＜|D(Bi)|，则Ti更接近于圆周，选择Ti； 若令D=|D(Ti)|-|D(Bi)| 则D≥0，取Bi； D＜0，取Ti； 2.三种情况 A.设x0=0，y0=R；则T1为(1,R)，B1为(1,R-1)， d1=(12+R2-R2)+[(12+(R-1)2-R2]=3-2R B．若di＜0，则取Ti作为下一点，即Pi(xi-1+1,yi-1)； d(i+1)=di+4xi-1+6 C.若di≥0，则取Bi作为下一点，即Pi(xi-1+1,yi-1-1)， d(i+1)=di+4(xi-1-yi-1)+10 4.椭圆的中点算法
北交20春《计算机图形学》在线作业二答案
(单选题)1: 在下列有关曲线和曲面概念的叙述语句中，错误的论述为( ) A: 实体模型和曲面造型是CAD系统中常用的主要造型方法，曲面造型是用参数曲面描述来表示一个复杂的物体 B: 在曲线和曲面定义时，使用的基函数应有两个重要性质：凸包性和仿射不变性 C: 从描述复杂性和形状灵活性考虑，最常用的参数曲面是3次有理多项式的曲面 D: 参数形式和隐含形式都是精确的解析表示法，在计算机图形学中，它们一样好用 正确答案: D (单选题)2: 触摸屏是( )设备 A: 只是输入 B: 只是输出 C: 输入输出 D: 既不是输入也不是输出 正确答案: C (单选题)3: 要将一个“Symbol”保存下来在其它软件中使用，必须选中“Symbol”后对文档进行什么操作( ) A: “File-Save”存储文档 B: “File-Close”关闭文档 C: “File-Print”打印文档 D: “File-Export”导出文档 正确答案: D (单选题)4: 分别用编码裁剪算法和中点分割裁剪算法对一条等长的直线段裁剪，下面那一个说法是正确的( ) A: 编码裁剪算法的速度快于中点分割裁剪算法的裁剪速度 B: 编码裁剪算法的速度慢于中点分割裁剪算法的裁剪速度 C: 编码裁剪算法的速度和中点分割裁剪算法的裁剪速度一样 D: 编码裁剪算法的速度和中点分割裁剪算法的裁剪速度哪一个快，无法确定 正确答案: D (单选题)5: 在光亮度插值算法中，下列论述哪个是错误的( ) A: Gouraud明暗模型计算中，多边形与扫描平面相交区段上每一采样点的光亮度值是由扫描平面与多边形边界交点的光亮度插值得到的 B: Phong明暗处理模型中，采用了双线性插值和构造法向量函数的方法模拟高光 C: Gouraud明暗模型和Phong明暗处理模型主要是为了处理由多个平面片近似表示曲面物体的绘制问题 D: Phong明暗模型处理的物体表面光亮度呈现不连续跃变 正确答案: D (单选题)6: 在多边形的逐边裁剪算法中，对于某条多边形的边（方向为从端点S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4种情况，分别须输出一些顶点。请问哪种情况下输出的顶点是错误的( ) A: S和P均在可见的一侧，则输出S和P
计算机图形学实验三报告
计算机科学与通信工程学院 实验报告 课程计算机图形学 实验题目二维图形变换 学生姓名 学号 专业班级 指导教师 日期
成绩评定表
二维图形变换 1. 实验内容 完成对北极星图案的缩放、平移、旋转、对称等二维变换。 提示：首先要建好图示的北极星图案的数据模型（顶点表、边表）。另外，可重复调用“清屏”和“暂停”等函数，使整个变换过程具有动态效果。 2. 实验环境 软硬件运行环境：Windows XP 开发工具：visual studio 2008 3. 问题分析
4. 算法设计 程序框架： //DiamondView.h class CDiamondView : public CView { …… public: //参数输入和提示对话框 void Polaris();//北极星 …… }; //DiamondView.cpp void CDiamondView::OnMenuDiamond() { IsCutting = FALSE; if(dlgDiamond.DoModal()==IDOK) DrawDiamond(dlgDiamond.m_nVertex,dlgDiamond.
m_nRadius,100);//调用绘制金刚石的函数 } //北极星 void CDiamondView::Polaris() {......} 5. 源代码 //北极星 void hzbjx(CDC* pDC,long x[18],long y[18]) { CPen newPen1,*oldPen; newPen1.CreatePen(PS_SOLID,2,RGB(255,0,0)); oldPen = pDC->SelectObject(&newPen1); POINT vertex1[11]={{x[1],y[1]},{x[2],y[2]},{x[3],y[3]},{x[4],y[4]},{x[5],y[5]},{x[3],y[3]},{x[1],y[1]}, {x[6],y[6]},{x[3],y[3]},{x[7],y[7]},{x[5],y[5]}}; pDC->Polyline(vertex1, 11); newPen1.DeleteObject(); newPen1.CreatePen(PS_SOLID, 2, RGB(0,255,0)); oldPen = pDC->SelectObject(&newPen1); POINT vertex2[5]={{x[6],y[6]},{x[8],y[8]},{x[9],y[9]},{x[3],y[3]},{x[8],y[8]}}; pDC->Polyline(vertex2, 5); POINT vertex3[5]={{x[4],y[4]},{x[10],y[10]},{x[11],y[11]},{x[3],y[3]},{x[10],y[10]}}; pDC->Polyline(vertex3, 5);
计算机图形学实验
实验1 直线的绘制 实验目的 1、通过实验，进一步理解和掌握DDA和Bresenham算法； 2、掌握以上算法生成直线段的基本过程； 3、通过编程，会在TC环境下完成用DDA或中点算法实现直线段的绘制。实验环境 计算机、Turbo C或其他C语言程序设计环境 实验学时 2学时，必做实验。 实验内容 用DDA算法或Besenham算法实现斜率k在0和1之间的直线段的绘制。 实验步骤 1、算法、原理清晰，有详细的设计步骤； 2、依据算法、步骤或程序流程图，用C语言编写源程序； 3、编辑源程序并进行调试； 4、进行运行测试，并结合情况进行调整； 5、对运行结果进行保存与分析； 6、把源程序以文件的形式提交； 7、按格式书写实验报告。 实验代码：DDA： # include
void DDALine(int x0,int y0,int x1,int y1,int color) { int dx,dy,epsl,k; float x,y,xIncre,yIncre; dx=x1-x0; dy=y1-y0; x=x0; y=y0; if(abs(dx)>abs(dy)) epsl=abs(dx); else epsl=abs(dy); xIncre=(float)dx/(float)epsl; yIncre=(float)dy/(float)epsl; for(k=0;k<=epsl;k++) { putpixel((int)(x+0.5),(int)(y+0.5),4); x+=xIncre; y+=yIncre; } } main(){ int gdriver ,gmode ;
《计算机图形学》答案,第六章
第六章曲线和曲面 3、参照Hermite三次曲线的几何形式，试用B[P 0 P 1 P u P 1 u P uu P 1 uu]T , 推导相 应五次曲线的调和函数和系数矩阵M。 解：设Hermite五次曲线的几何形式为： P(t)=a5t5 + a4t4 + a3t3 + a2t2 + a1t + a0其中 t∈[0,1] 按题意，已知曲线两端点的坐标值P0 P1 曲线两端点的一阶导数值P0u P1u 曲线两端点的二阶导数值P0uu P1uu 则求出系数a5,a4,a3,a2,a1,a0 则P(t)就可确定； 由于P(t)= a5t5 + a4t4 + a3t3 + a2t2 + a1t + a0其中 t∈[0,1] P’(t)=5a5t4 + 4a4t3 + 3a3t2 + 2a2t + a1 P”(t)=20a5t3+12a4t2+6a3t+2a2 P0=P(0)=a0 P1=P(1)=a5+a4+a3+a2+a1+a0 P0’=P’(0)=a1 P1’=P’(1)=5a5+4a4+3a3+2a2+a1 P0”=P”(0)=2a2 P1”=P”(1)=20a5+12a4+6a3+2a2 所以 a0 = P(0) a1 =P’(0) a2 =P”(0)/2 a3 = 10P(1)- 10P(0) - 4P’(1) - 6P’(0) + P”(1)/2 - 3P”(0)/2 a4 =-15P(1)+ 15P(0) + 7P’(1) + 8P’(0) - P”(1) - 3P”(0)/2 a5 = 6P(1)- 6P(0) - 3P’(1) - 3P’(0) - P”(0)/2 + P”(1)/2 => P(t)=[ -6P(0) + 6P(1) - 3P’(0) - 3P’(1) - P”(0)/2 + P”(1)/2] t5 +[+15P(0) - 15P(1) + 8P’(0) + 7P’(1) + 3P”(0)/2 ] t4 +[-10P(0) + 10P(1) - 6P’(0) - 4P’(1) - 3P”(0)/2 + P”(1)/2] t3 + [ P”(0)/2] t2 + [P’(0)] t +P(0) 整理得： P(t) = (-6t5 + 15t4 - 10t3 + 1) P(0) + (6t5-15t4+10t3) P(1) + (-3t5 + 8t4 -6t3 + t) P’(0) + (-3t5 +7t4-4t3) P’(1) + (-t5/2+ 3t4/2-3t3/2+t2/2) P”(0) + (t5/2-t4+t3/2) P”(1) 故调和函数为： F(0)= -6t5 + 15t4 - 10t3 + 1 F(1)= 6t5 - 15t4 + 10t3 F(2)= -3t5 + 8t4 - 6t3 + t F(3)= -3t5 + 7t4- 4t3 F(4)= -t5/2 + 3t4/2 -3t3/2 + t2/2
计算机图形学实验报告
《计算机图形学》实验报告姓名：郭子玉 学号：2012211632 班级：计算机12-2班 实验地点：逸夫楼507 实验时间：15.04.10 15.04.17
实验一 1 实验目的和要求 理解直线生成的原理；掌握典型直线生成算法；掌握步处理、分析实验数据的能力； 编程实现DDA 算法、Bresenham 中点算法；对于给定起点和终点的直线，分别调用DDA 算法和Bresenham 中点算法进行批量绘制，并记录两种算法的绘制时间；利用excel 等数据分析软件，将试验结果编制成表格，并绘制折线图比较两种算法的性能。 2 实验环境和工具 开发环境：Visual C++ 6.0 实验平台：Experiment_Frame_One （自制平台） 3 实验结果 3.1 程序流程图 （1）DDA 算法 是 否 否 是 是 开始 计算k ，b K<=1 x=x+1;y=y+k; 绘点 x<=X1 y<=Y1 绘点 y=y+1;x=x+1/k; 结束
（2）Mid_Bresenham 算法 是 否 否 是 是 是 否 是 否 开始 计算dx,dy dx>dy D=dx-2*dy 绘点 D<0 y=y+1；D = D + 2*dx - 2*dy; x=x+1; D = D - 2*dy; x=x+1; x 3.2程序代码 //-------------------------算法实现------------------------------// //绘制像素的函数DrawPixel(x, y); (1)DDA算法 void CExperiment_Frame_OneView::DDA(int X0, int Y0, int X1, int Y1) { //----------请实现DDA算法------------// float k, b; float d; k = float(Y1 - Y0)/float(X1 - X0); b = float(X1*Y0 - X0*Y1)/float(X1 - X0); if(fabs(k)<= 1) { if(X0 > X1) { int temp = X0; X0 = X1; X1 = temp; } 计算机图形学作业题 1. 计算机中由图形的形状参数(方程或分析表达式的系数，线段的端点坐标等)加属性参数(颜色、线型等)来表示图形称图形的参数表示；枚举出图形中所有的点称图形的点阵表示，简称为图像（数字图像） 2. 什么是计算机图形学？计算机图形学有哪些研究内容? 3. 计算机图形学有哪些应用领域? 4. 计算机图形学有哪些相关学科分支？它们的相互关系是怎样的? 5. 图形系统的软件系统由哪些软件组成？举例说明。 6. 了解计算机图形系统的硬件。 7. 什么是显示器的分辨率、纵横比、刷新率？ 8. 什么是像素、分辨率、颜色数？分辨率、颜色数与显存的关系？ 分辨率M ?N 、颜色个数K 与显存大小V 的关系： 例：分辨率为1024像素/行?768行/ 帧，每像素24位（bit ）颜色（224种颜色）的显示器，所需的显存为：1024?768?24位（bit ）=1024?768?24/8=2359296字节（byte ）。或：每像素16777216种颜色（24位真彩色），1024?768的分辨率，所需显存为：1024?768?log 216777216位显存=2359296字节显存。 9. 什么是图元的生成？分别列举两种直线和圆扫描转换算法。 10. OpenGL 由核心库GL(Graphics Library)和实用函数库GLU(Graphics Library Utilities)两个库组成。 11. 区域填充算法要求区域是连通的，因为只有在连通区域中，才可能将种子点的颜色扩展到区域内的其它点。 区域可分为 向连通区域和 向连通区域。区域填充算法有 填充算法和 填充算法。 12. 字符生成有哪两种方式？ 点阵式（bitmap fonts 点阵字——raster 光栅方法）：采用逐位映射的方式得到字符的点阵和编码——字模位点阵。 笔画式（outline fonts 笔画字——stroke 方法）：将字符笔画分解为线段，以线段端点坐标为字符字模的编码。 13. 图形信息包含图形的 和 。 14. 什么是图形变换？图形变换只改变图形的 不改变图形的 。图形变换包括 和 （ ）。 15. 熟练掌握二维图形的齐次坐标表示、平移、比例、旋转、对称变换以及复合变换的方法和原则。 16. 图形的几何变换包括 、 、 、 、 ；图形连续作一次以上的几何变换称 变换。 17. 试写出图示多边形绕点A(xo,yo)旋转的变换矩阵。要求写出求解过程及结果。 18. 试写出针对固定参考点、任意方向的比例变换矩阵。 19. 试写出对任意直线y=mx+b 的对称变换矩阵。 20. 什么是窗口？什么是视区？什么是观察变换？ 21. 简述二维观察变换的流程。 22. 试述窗口到视区的变换步骤，并推出变换矩阵。 ??—（位） —K N M V 2log ??≥ 第三章图形标准 3.1 图形标准的分类 建立图形标准的目的是使图形与计算机硬件无关，实现程序的可移植和数据的可交换。 图形标准的分类： 应用程序接口 图形数据交换 3.2 应用程序接口标准 1）GKS（Graphics Kernel System） 1985年，第一个ISO国际计算机图形信息标准，图形核心系统（GKS），正式颁布。 GKS提供了在应用程序和图形输入输出设备之 间的功能接口，定义了一个独立于语言的图形核 心系统。 GKS是一个二维图形标准，使用GKS编制出来 的应用程序可方便地在具有GKS的不同图形系统 之间移植。以后又开发出了三维图形核心系统（GKS-3D）。 2）PHIGS （Programmer’s Hierarchical Interactive Graphics System） PHIGS（ Programmer's Hierarchical Interactive Graphics System ）是ISO于1986年公布的计算机图形系统标准。PHIGS是为具有高度动态性，交互性的三维图形应用而设计的图形软件工具库，其最主要的特点是能够在系统中高效率地描述应用模型，迅速修改图形模型的数据，并能绘制显示修改后的图形模型，它也是在程序与图形设备之间提供了一种功能接口。 3.3 图形数据交换标准 1）CGM （Computer Graphic Metafile） 1980年开始，美国国家标准委员会ANSI和国 际标准化组织ISO专门成立了标准化组着手计算机 图元文件（CGM）标准的制定，并于1987年正式成为ISO标准， CGM提供了一个在虚拟设备接口上存贮与传输图形数据及控制信息的机制。它具有广泛的适用性，大部分的二维图形软件都能够通过CGM进行信息存贮和交换。CGM标准是由一套标准的与设备无关的定义图形的语法和词法元素组成。 中南大学信息科学与工程学院 实验报告实验名称 实验地点科技楼四楼 实验日期2014年6月 指导教师 学生班级 学生姓名 学生学号 提交日期2014年6月 实验一Window图形编程基础 一、实验类型：验证型实验 二、实验目的 1、熟练使用实验主要开发平台VC6.0； 2、掌握如何在编译平台下编辑、编译、连接和运行一个简单的Windows图形应用程序； 3、掌握Window图形编程的基本方法； 4、学会使用基本绘图函数和Window GDI对象； 三、实验内容 创建基于MFC的Single Document应用程序（Win32应用程序也可，同学们可根据自己的喜好决定），程序可以实现以下要求： 1、用户可以通过菜单选择绘图颜色； 2、用户点击菜单选择绘图形状时，能在视图中绘制指定形状的图形； 四、实验要求与指导 1、建立名为“颜色”的菜单，该菜单下有四个菜单项：红、绿、蓝、黄。用户通过点击不同的菜单项，可以选择不同的颜色进行绘图。 2、建立名为“绘图”的菜单，该菜单下有三个菜单项：直线、曲线、矩形 其中“曲线”项有级联菜单，包括：圆、椭圆。 3、用户通过点击“绘图”中不同的菜单项，弹出对话框，让用户输入绘图位置，在指定位置进行绘图。 五、实验结果： 六、实验主要代码 1、画直线：CClientDC *m_pDC;再在OnDraw函数里给变量初始化m_pDC=new CClientDC(this); 在OnDraw函数中添加： m_pDC=new CClientDC(this); m_pDC->MoveTo(10,10); m_pDC->LineTo(100,100); m_pDC->SetPixel(100,200,RGB(0,0,0)); m_pDC->TextOut(100,100); 2、画圆： void CMyCG::LineDDA2(int xa, int ya, int xb, int yb, CDC *pDC) { int dx = xb - xa; int dy = yb - ya; int Steps, k; float xIncrement,yIncrement; float x = xa,y= ya; if(abs(dx)>abs(dy)) 《计算机图形学》2020年秋季学期在线作业（二）下列算法用于裁剪二维线段的有（）。 A:字符裁剪 B:中点分割裁剪法 C:逐边裁剪 D:双边裁剪法 答案：B 多边形填充时，下述论述错误的是（）。 A:多边形被两条扫描线分割成许多梯形，梯形的底边在扫描线上，腰在多边形的边上，并且相间排列 B:多边形与某扫描线相交得到偶数个交点，这些交点间构成的线 段分别在多边形内、外，并且相间排列 C:在判断点是否在多边形内时，一般通过在多边形外找一点，然 后根据该线段与多边形的交点数目为偶数即可认为在多边形内部，若 为奇数则在多边形外部，而且不需考虑任何特殊情况 D:边的连贯性告诉我们，多边形的某条边与当前扫描线相交时， 很可能与下一条扫描线相交 答案：C 在光亮度插值算法中，下列论述错误是（）。 A:Gouraud明暗模型计算中，多边形与扫描平面相交区段上每一采样点的光亮度值是由扫描平面与多边形边界交点的光亮度插值得到的 B:Phong明暗处理模型中，采用了双线性插值和构造法向量函数的方法模拟高光 C:Gouraud明暗模型和Phong明暗处理模型主要是为了处理由多个平面片近似表示曲面物体的绘制问题 D:Phong明暗模型处理的物体表面光亮度呈现不连续跃变 答案：A 下列有关平面几何投影的叙述语句中，正确的论述为（）。 A:在平面几何投影中，若投影中心移到距离投影面无穷远处，则成为平行投影 B:透视投影与平行投影相比，视觉效果更有真实感，而且能真实地反应物体的精确的尺寸和形状 C:透视投影变换中，一组平行线投影在投影面上一定产生灭点 D:在三维空间中的物体进行透视投影变换，可能产生三个或者更多的主灭点 答案：A 第一章：P56 1、列出在你过去学习工作中用过与计算机图形学有关的程序c语言： #include 大学实验报告 学院：计算机科学与技术专业：计算机科学与技术班级：计科131 如果 d<0,则M在理想直线下方,选右上方P1点； 如果 d=0,则M在理想直线上,选P1/ P2点。 由于d是xi和yi的线性函数，可采用增量计算提高运算效率。 1.如由pi点确定在是正右方P2点(d>0).，则新的中点M仅在x方向加1,新的d值为: d new=F(xi+2,yi+0.5)=a(xi+2)+b(yi+0.5)+c 而 d old=F(xi+1,yi+0.5)=a(xi+1)+b(yi+0.5)+c d new=d old+a= d old-dy 2.如由pi点确定是右上方P1点(d<0)，则新的中点M在x和y方向都增加1,新的d值为 d new=F(xi+2,yi+1.5)=a(xi+2)+b(yi+1.5)+c 而 d old=F(xi+1,yi+0.5)=a(xi+1)+b(yi+0.5)+c d new=d old+a+b= d old-dy+dx 在每一步中,根据前一次第二迭中计算出的d值的符号,在正右方和右上方的两个点中进行选择。d的初始值: d0=F(x0+1,y0+0.5)=F(x0,y0)+a+b/2=a+b/2=-dy+dx/2 F(x0,y0)=0，(x0,y0)在直线上。 为了消除d的分数,重新定义 F(x,y)=2(ax+by+c) 则每一步需要计算的d new 是简单的整数加法 dy=y1-y0，dx=x1-x0 d0=-2dy+dx d new=d old-2*dy，当 d old>=0 d new=d old-2(dy-dx)，当d old<0 Bresenham画线算法 算法原理： 与DDA算法 相似，Bresenham 画线算法也要在 每列象素中找到 与理想直线最逼 近的象素点。 根据直线的 斜率来确定变量 在x或y方向递 增一个单位。另 一个方向y或x 太原工业学院 实验拓展：绘制颜色渐变的三角形和四边形。 void CTriangle::Draw(CDC* pDC)//画出来一个三角形 { pDC->MoveTo(point0.x,point0.y); pDC->LineTo(point1.x,point1.y); pDC->LineTo(point2.x,point2.y); pDC->LineTo(point0.x,point0.y); } void CTriangle::GouraudShader(CDC* pDC) { SortVertex();//point0点为y坐标最小的点,point1点为y坐标最大的点,point2点的y坐标位于二者之间。如果y值相同，取x最小的点//定义三角形覆盖的扫描线条数 int nTotalScanLine = point1.y - point0.y + 1; //定义span的起点与终点数组 SpanLeft = new CPoint2[nTotalScanLine];//跨度左边数组 SpanRight = new CPoint2[nTotalScanLine];//跨度右边数组 //判断三角形与P0P1边的位置关系，0-1-2为右手系 int nDeltz = (point1.x - point0.x) * (point2.y - point1.y) - (point1.y - point0.y) * (point2.x - point1.x);//点矢量叉积的z坐标 if(nDeltz > 0)//三角形位于P0P1边的左侧 { nIndex = 0; DDA(point0, point2, TRUE); DDA(point2, point1, TRUE); nIndex = 0; DDA(point0, point1, FALSE); } 2016年北京大学现代远程教育《计算机图形学》作业题 注意事项： 1.本作业题中所标注的章节均以学习指导和课件为准； 2.作业请独立自主完成，不要抄袭。 一、填空题 1．（第1章）图形是由点、线、面、体等几何要素和明暗、灰度（亮度）、色彩等非几何要素构成的，从现实世界中抽象出来的带有灰度、色彩及形状的图或形。 2.（第2章）一个计算机图形系统至少应具有计算、存储、输入、输出、交互等基本功能； 3.（第2章）光栅扫描图形显示器是画点设备，显示一幅图像所需要的时间等于显示整个光栅所需的时间，而与图像的复杂程度无（填“有”或“无”）关； 4.（第3章）在计算机图形学中，多边形有两种重要的表示方法：顶点表示和点阵表示。 5.（第3章）多边形填充的扫描线算法先求出扫描线与多边形边的交点，利用____扫描线的连续性求出多边形与扫描线相交的连续区域，然后利用多边形边的连续性，求出下一条扫描线与多边形的交点，对所有扫描线由下到上依次处理。 6.（第3章）将区域内的一点(种子)赋予给定的颜色，然后将这种颜色扩展到整个区域内的过程叫区域填充；区域的表示方法有内点表示和 边界表示两种。 7.（第4章）常用坐标系一般可以分为世界坐标系、局部坐标系、观察坐标系、设备坐标系、标准化设备坐标系。 8.（第4章）对于基本几何变换，一般有平移、旋转、反射和错切等。这些基本几何变换都是相对于 坐标原点 和 坐标轴 进行的几何变换。 9.（第4章）在三维空间中的物体进行透视投影变换，最多可能产生 3 个主灭点。 10.（第6章）根据输入数据的不同性质，图形核心系统(GKS)和三维图形系统 (PHIGS)把输入设备在逻辑上分成以下几类： 定位___设备、 笔画__设备、 定值 设备、 选择 设备、 拾取 设备、 字符串 设备。 11.（第7章）隐藏面和隐藏线的消除有两种基本的算法，一种是基于 图像空间 的方法，一种是基于 物体空间 的方法。 12.（第7章）扫描线z 缓冲器算法所用到的数据结构包括一个 多边形y 筒 、一个 边y 筒 、一个 多边形活化表__、一个 边活化表___； 13.（第8章）通常，人们把反射光考虑成3个分量的组合，这3个分量分别是_ 环境光 反射、 漫 反射和 镜面 反射。 14.（第8章）为了解决由多个平面片近似表示曲面物体的绘制问题，人们提出了各种的简单算法，其中最具代表性的两种方法： Gouraud 光亮度插值技术 和 Phong 法向量插值技术 。 15.（第9章）对于三次多项式曲线，常用四个几何条件进行描述：两端点的位置P 0=P (0)和P 1=P (1)；两端点的切矢量和；那么参数曲线的多项式表示为，其中，F 0(t )=___13223+-t t __，F 1(t )=__2332t t +-___，G 0(t )=__t t t +-232___， G 1(t )=____23t t -___。 二、选择题 1.（第2章）下列不属于图形输入设备的是____D____； A ．键盘 B. 鼠标 C. 扫描仪 D. 打印机 目录 实验一直线的DDA算法 一、【实验目的】 1.掌握DDA算法的基本原理。 2.掌握DDA直线扫描转换算法。 3.深入了解直线扫描转换的编程思想。 二、【实验内容】 1.利用DDA的算法原理，编程实现对直线的扫描转换。 2.加强对DDA算法的理解和掌握。 三、【测试数据及其结果】 四、【实验源代码】 #include #include计算机图形学作业题
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