计算机图形学作业答案

一、选择题

1.第一个图形软件标准是___B_____；

A. OpenGL

B. GKS

C. DirectX

D. PHIG

2.CRT显示器需要不断刷新的原因是__D___________;

A.电子束强度不够

B. 显示的图像在不断变化

C. 荧光物质的亮度不够

D. 荧光物质的亮度会逐渐衰减

3.如果用一个单位立方体来表示RGB颜色空间，那么坐标(1,0,1)表示的颜色是______C____色；

A．青 B.黄 C.品红 D.洋红

4.位面数为16，分辨率为1024*1024的光栅扫描图形显示器，帧缓存容量为_______C____; A．512KB B. 1MB C. 2MB D 3MB

5.下列关于光栅扫描显示器的性能指标的说法，错误的是___B______；

1) 分辨率越高，相邻像素点之间的距离越小，显示的字符或图像就越清晰

2) 刷新频率越高，图像闪烁和抖动的就越厉害

3) 点距越小，显示出来的图像越细腻，其成本越高

4) 行频是指电子枪每秒在屏幕上扫描过的行数，行频越大越好，至少要达到50KHz

5) 亮度等级范围的提升可以使图像看上去更加柔和自然

6) 显示速度指显示字符、图形，特别是动态图像的速度，与显示图形的复杂程度有关A．1),3),6) B.2),4),6) C.3),4),5) D.1),2),5)

6.中点算法生成圆，第i个点的坐标位置为（xi，yi），当决策变量di>0时，第i+1个点的坐标位置和决策变量分别为_____B________;

A．（xi+1，yi+1）=（xi+1，yi），di+1=di+2(xi-yi)+5；

B．（xi+1，yi+1）=（xi+1，yi-1），di+1=di+2(xi-yi)+5；

C．（xi+1，yi+1）=（xi+1，yi），di+1=di+2xi+3；

D．（xi+1，yi+1）=（xi+1，yi-1），di+1=di+2xi+3；

7. 下列对于ET表的描述，正确的是____C_________;

1) ET表是根据AET表生成的；

2) 在做奇异点处理时，当该边最大y值对应的顶点为局部极值点时，边记录的第一项：ymax=ymax-1；

3) ET表的第二项为某边的最小的y对应的x值；

4) ET表对水平边不需要进行登记；

A．1),2) B. 2),4) C.3),4) D. 1),3)

8. 能比较容易地找到通过一个点或和一个圆相切的直线的位置的交互技术是____C______；

A．约束技术 B. 网格技术 C. 橡皮筋技术 D. 操作柄技术

9. 在____C___模式下，输入过程和应用程序并发运作。所有输入数据都被存放在一个队列中；

A．请求 B. 样本 C. 事件 D. 混合

10. 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____B____；

A. (x,y) = (16,13)，p = 9

B. (x,y) = (16,12)，p = 9

A. (x,y) = (16,13)，p = -21 D. (x,y) = (16,12)，p = -21

11. 如果用一个单位立方体来表示RGB颜色空间，那么坐标(1,1,0)表示的颜色是_______B___色；

A．青 B.黄 C.品红 D.洋红

12. 具有8位帧缓存和10位颜色查找表的光栅显示器,每次有____D_____个不同灰度等级可用

A．1024 B.512 C.768 D.256

13. 下列关于光栅扫描显示器的性能指标的说法，错误的是___B______；

1) 分辨率越高，相邻像素点之间的距离越小，显示的字符或图像就越清晰

2) 刷新频率越高，图像闪烁和抖动的就越厉害

3) 点距越小，显示出来的图像越细腻，其成本越高

4) 行频是指电子枪每秒在屏幕上扫描过的行数，行频越大越好，至少要达到50KHz

5) 亮度等级范围的提升可以使图像看上去更加柔和自然

6) 显示速度指显示字符、图形，特别是动态图像的速度，与显示图形的复杂程度有关A．1),3),6) B.2),4),6) C.3),4),5) D.1),2),5)

14. 用中点圆生成圆算法生成R=6时的圆，下列各点坐标不在圆弧上的是____C__；A．(-6,0) B.(2,-6) C.(4,5) D.(-5,-3)

15. 下列对于ET表的描述，错误的是_____B________;

1) AET表是根据ET表生成的；AET表中要删掉ymax＝yj的边；

2) ET表的第二项为某边斜率的倒数；

3) 在做奇异点处理时，当该边最大y值对应的顶点为非极值点时，边记录的第一项：ymax=ymax+1；

4) ET表对水平边不需要进行登记；

A．1),2) B. 2),3) C.3),4) D. 1),4)

16. 下列说法正确的是____C____；

A．请求模式下，应用程序和输入设备可以并行工作；

B．等离子显示器需要不断刷新；

C．采用射线穿透法的彩色CRT显示器主要用于画线显示器，只能产生有限几种颜色；D．4连通区域也可理解成8连通区域，两者的边界完全相同

二、问答题

计算机图形系统主要具有哪些功能？分别是怎样的？

答：计算功能：图形的描述、分析和设计；图形的平移、旋转、投影、透视等几何变换；曲线、曲面的生成；图形之间相互关系的检测等；

存储功能：图形数据库可以存放各种图形的几何数据及图形之间的相互关系，并能快速方便地实现对图形的删除、增加、修改等操作；

输入功能：通过图形输入设备可将基本的图形数据（如点、线等）和各种绘图命令输入到计算机中，从而构造更复杂的几何图形；

输出功能：图形数据经过计算后可在显示器上显示当前的状态以及经过图形编辑后的结果，同时还能通过绘图仪、打印机等设备实现硬拷贝输出，以便长期保存；

交互功能：设计人员可通过显示器或其他人机交互设备直接进行人机通信，对计算结果和图形利用定位、拾取等手段进行修改，同时对设计者或操作员输入的错误给以必要的提示和帮助。

2．阴极射线管由哪些部分组成？它们的功能分别是什么？

答：阴极射线管主要由阴极、电平控制器（即控制极）、聚焦系统、加速系统、偏转系统和阳极荧光粉涂层组成。

阴极被灯丝加热后，会发出电子（带负电荷）并形成发散的电子云。如果不加控制，电子受到带正电荷的阳极的吸引轰击荧光粉涂层时，将漫射整个荧光屏，形成明亮的白光。但是在聚焦系统的作用下，电子云会聚焦成很细的电子束，在荧光屏的中心形成一个单一的亮点。

电平控制器用来控制电子束的强弱，通过改变阴极和控制电平之间的电位差，可调节电子束的电流密度，改变所形成亮点的明暗程度。

聚焦后的电子束通过加速系统达到轰击荧光屏应有的速度后，利用偏转系统（包括水平方向和垂直方向的偏转板）可将电子束精确定位在屏幕的任意位置上。3．什么叫刷新？为什么要进行刷新？

答：要保持屏幕上有稳定的图像就必须不断地发射电子束。刷新一次指电子束从上到下将荧光屏扫描一次。

CRT内侧的荧光粉在接受电子束的轰击时，只能维持短暂的发光，根据人眼视觉暂留的特性，需要不断地进行刷新才能有稳定的视觉效果。

4. 液晶显示器的原理是什么？

答：在液晶显示器中，液晶是灌入两个列有沟槽的上下夹层之间的。这两个夹层上的槽互相垂直（相交成90度）。接近上部夹层的液晶分子按照上部沟槽的方

向来排列，而接近下部夹层的液晶分子按照下部沟槽的方向来排列，因此位于两个夹层之间的液晶分子被强迫处入一种90°扭转的状态。由于光线顺着分子的排列方向传播，所以光线经过液晶时最终也被扭转90°, 从而可以形成一条完整的光线穿透路径。但当液晶上加一个电压时，分子不再按照正常的方式排列，而变成竖立的状态，使光线不发生任何扭转而无法通过。

5.简述彩色CRT显示器的工作原理

答：射线穿透法：这种CRT的荧光屏内表面通常涂有两层荧光物质，一层是受电子束激励而发出红色色光的荧光物质，另一层则是发出绿色色光的荧光物质。当电子束以高速撞击荧光屏时，实际能够产生的颜色取决于该电子束穿透荧光层深浅的能力，即电子束所具有的能量。

孔板映射法：在这种CRT的荧光屏上，分布着显示的基本单元—像素，而在荧光屏后安装着被称为荫罩的金属板，在金属板上布满了对应于每个像素的小孔。在CRT内按三角形排列安装了三只电子枪，发射三条电子束，它们由一个共同的偏转系统控制，使三条电子束聚焦于荫罩板的同一个小孔内，并穿过小孔轰击荧光屏。调节各个电子枪的电流强度，可改变相应荧光点的亮度，即合成色中所占的比例，达到改变颜色的效果。

6.结合下图说明图形的基本处理流程；

利用各种图形输入设备及软件或其他交互设备将图形输入到计算机中，以便进行处理；

在计算机内部对图形进行各种变换（如几何变换、投影变换）和运算（如图形的并、交、差运算等）；

处理后，将图形转换成图形输出系统便于接受的表示形式，并在输出设备上输出；

在交互式的系统中上述过程可重复进行多次，直至产生满意的结果。

7.请叙述三种输入控制模式的流程。

答：请求模式下，用户在接收到应用程序请求后才输入数据；应用程序等待用户

输入数据，输入结束，才进行处理。程序与输入串行运行。

样本模式下，应用程序与输入设备将各自独立运行，信息的输入和程序中的输入

命令无关。设置为取样模式的设备将源源不断地把信息送入数据缓存区，取代原

有数据，而不必等待应用程序的输入语句。当应用程序执行到输入指令时，就会

把相应物理设备当前的输入值作为取样值加以处理。

事件模式下，输入过程和应用程序并发运作。所有输入数据（或事件）都被存放

在一个事件队列中，该队列以事件发生的时间排序。用户在输入设备上完成一个

输入动作（如按一下按钮等）便产生一个事件，输入数据及该设备的编号等信息

便被存放到事件队列的节点中。应用程序可到队列中来查询和提取与其相关的事件。

三、名词解释

1.图形：广义的图形概念：凡是能够在人的视觉系统中形成视觉印象的客观对

象都称为图形。计算机图形学中的图形概念是指由点、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.RGB模型：由红、绿、蓝三种颜色组成的原色系统称为RGB模型。它是定

义于某个红绿蓝颜色坐标系统中的单位立方体。坐标原点代表黑色，坐标点(1,1,1)代表白色。坐标轴上的顶点代表三个基色，余下的顶点则代表每一个基色的补色

3.扫描转换：将图形的几何信息转换成存储在帧缓存中的光栅（点阵）图像并

以一定格式的视频图像显示的过程

4.刷新：电子束从上到下将荧光屏扫描一次

5.隔行扫描技术：每一帧分为两个场显示，每个场只包含一半画面。两个场是

交错的，一个场包含所有的奇数扫描行，另一个场包含所有的偶数扫描行，两个场以1/60秒的时间间隔交替显示

6.位面：光栅中的每个像素在帧缓存中至少要1位,每个像素1位的存储容量

称为位面

7.分辨率：指显示器在屏幕水平(垂直)方向可显示多少像素

8.圆的八分对称性：圆心位于原点的圆有四条对称轴x=0、y=0、y=x和y=－x，

从而若已知圆弧上一点P(x，y)，就可以得到其关于四条对称轴的七个对称点

9.区域填充：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

10.反走样：为了提高图形的显示质量，需要减少或消除因走样带来的阶梯形或

闪烁效果，用于减少或消除这种效果的方法称为反走样

11.人机交互:是指用户与计算机系统之间的通信，它是人与计算机之间各种符

号和动作的双向信息交换

四、计算题

1. 写出DDA画线算法生成起点A（-5，5），终点B（2,13）的直线的各点坐标；解：第一步：计算初值：x B?x A=2?(-5)=7，y B?y A=13?5)=8，由于8>7，所以选定y轴方向作为步进方向；L=|y B?y A |=8

第二步：在y轴方向上每次的变化量为?y=(y B?y A)/L=1，在x轴方向的变化量为?x=(x B?x A)/L=0.875；

2. 写出Bresenham画线算法生成起点（3,2），终点（12,8）的直线的各点坐标；

3.写出中点圆生成算法画线算法生成R=6时所生成的圆弧在第一象限内的各点

坐标

解：

4. 如下图所示多边形，若采用扫描线算法对多边形进行填充，试写出该多边形的ET表和当扫描线Y=4时的AET表

ET表:

GF EF DE AG CD

当扫描线Y=4时的AET 表: