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计算机图形练习题
注意：1.标注有“思考”的，无需写在作业本上
2.仔细阅读约定，按约定答题
一．概述章节练习题
1. 术语翻译
2D 二维图像、3D 三维图像、CG计算机图形、DIP(Digital Image Processing) 数字图像处理、real-time rendering、bitmap 实时渲染、CAD 计算辅助设计、CAM计算机辅助制造、CAI 计算机辅助教学、Non-Photorealistic Rendering(NPR) 非真实渲染、pixel 像素、picture element 图片元素、fractals 分形学、GIS( Geographic Information System) 地理信息系统、Motion Sensing Game 体感游戏、GUI 图形用户界面
2. 查资料思考，用1~2个软件名填写下表的每个空格
商业软件
免费/开源软件
2D
raster image
MULISIM
Qcad
vector graphics
Svg-edit
Cairomm
3D
Coreldraw
Inkscap
二、图形系统章节练习题
1. 术语翻译
DC 数码相机、DSLR 单眼数位相机、motion capture(Mocap) 动作捕捉、raster image光栅图象、vector graphics矢量图像、3d scanner 三维扫描仪、3d printer 3d打印机、projector 投影仪、CRT 阴极射线管、LCD 液晶显示屏、Frame Buffer(FB) 帧缓冲器、Lookup Table 查找表
2. 试列举常见的图形系统的IO设备
输入：鼠标、扫描仪、数码相机、跟踪球、空间球、操作杆、触摸板、光笔
输出：显示器、打印机、绘图仪
3. 试比较 "乌克兰建筑物3D投影艺术"和"【巡音ルカ】ダブルラリアットライブ映像"两种显示方式的不同
4. 比较三种图像显示方式：随机、存储式、光栅。
随机: 为了获得稳定的画面，必须不断地重复扫描显示文件
优点：图形修改方便，交互性好,图形可以无级放大不会出现锯齿状
缺点：不能产生多级灰度的真实感显示,图形的复杂程度受显示器扫描速度的限制
存储式: 利用显示管本身来存储信息技术(随机扫描器使用了一个独立的存储器来存储图形信息)优点：图形保持时间长，比较稳定。电路结构简单，成本低。
缺点：显示画面速度慢，不适宜动态修改，一次擦除整屏图形，交互性差。
不能进行区域填充，图形复杂度受到限制。
光栅:把对应于屏幕上每个像素的信息都用存储器存起来，然后按地址顺序逐个刷新显示在屏幕上。 优点：不仅可以显示物体轮廓还可进行区域填充。可生成真实感图像
缺点：从应用程序将图形的描述转换成帧缓存像素信息的过程比较费时，相应软件比较复杂。在显示斜线时会出现走样
5. FB的计算
对于光栅显示系统，如果每个像素可多达24位(红、绿、蓝三基色，每种基色占8位：83=24位)，那么每个像素可以显示的颜色总数是多少？如果系统的分辨率是1024*768，那么显卡的FB至少应该是多少？N=224 FB=1024768log224=18M
6. 列举常用的颜色模型及适用范围。
RGB：面向硬件，适用于显示设备
CMY(K):适用于打印，绘制设备
HSV：适用于画家本色原理直观的颜色描述
HSL：基于颜色参数的模型
7. 列举并比较：现在编程时，可以适用到得图形支撑软件(图形库)。
openGL:用来描述场景的面向对象函数。
VRML：可用来建立因特网上虚拟世界的三维图形。
JAVA2D：创建JAVA applet中的二维场景。
JAVA3D：创建三维web显示。
Renderman Interface：可用来显示生成各种光照模型下的场景。
三、基本图形元素章节练习题
1. 术语翻译
DDA 数字微分分析器、anti-aliasing 反走样、convex polygon 凸多边形、convcave polygon 凹多边形、Vector image 矢量图像、raster image 光栅图象、Edge Table 边表、Active Edge Table 活化边表、Flood fill algorithm 泛滥填充算法、seed fill algorithm 种子填充算法
2. 使用DDA算法，
1) 填写下表，绘制(0，0)-(5,10)之间的直线段。约定：a)对于浮点数运算，只取到小数点后2位，从第3位起直接舍弃；b)对于取整运算，只接取整数部分，舍弃小数点后的数字。
2) m=10-0/5-0=2 △y=1 xk+1=xk+1/m
步骤
计算坐标
画点坐标
xi
yi
xi
yi
1
0
0
0
0
2
0.5
1
0
1
3
1
2
1
2
4
1.5
3
1
3
5
2
4
2
4
6
2.5
5
2
5
7
3
6
3
6
8
3.5
7
3
7
9
4
8
4
8
10
4.5
9
4
9
11
5
10
5
10
2) 考虑如何绘制(-5,10)-(0，0)之间的直线段(不用写在作业本上)
3. 中点法与Bresenham画线法
1)使用中点法，填写下表，绘制(0，0)-(5,10)之间的直线段。约定直线段恰好通过中点时，去水平方向的下一个点。
步骤
x
y
判据d
1
0
0
0
2
0
1
10
3
1
2
0
4
1
3
10
5
2
4
0
6
2
5
10
7
3
6
0
8
3
7
10
9
4
8
0
10
4
9
10
11
5
10
0
2) 约定下一候选点只能在四邻域上选取，推导Bresenham画线法，绘制斜率大于1的直线段(不用写在作业本上)
3) 思考：中点法与Bresenham画线法有何关系？
4. 使用扫描线填充算法，填充闭合多边形
约定边结构为(以C语言描述)
typedef struct {
int ymax; float xcurrent; float deltax; struct Edge *nextEdge; }Edge;
1) 填充由顺次链接的如下顶点构成的闭合多边形：(3,3)-(3,9)-(7,7)-(13,11)-(13,5)-(7,1)。要求a)列出ET；b)写出y=5时，AET赋值的过程；c)填写下表。约定：a)对于浮点数运算，只取到小数点后2位，从第3位起直接舍弃；b)对于取整运算，只接取整数部分，舍弃小数点后的数字
2) 思考：扫描线填充算法与上面2题，有何关系。
y
AET
填充
1
3,7.00，-2.00->5，7.00，1.50
(7,1)-(7,1)
2
5. 使用泛滥填充算法，填充闭合多边形
1) 约定a)像素领域读取方向如下图左；b)堆栈中已有像素不重复入栈；c)初始种子点选为6号点。填写下表
2) 思考：泛滥填充算法，第一步需要判断种子点是否在多边形内部。如何判断？
3) 思考：如果约定像素领域为8邻域，会如何？
步骤
堆栈
填充像素编号
低高
1
6
2
6
6
3
7→4
4
4
7→5→s→3
3
5
7→5→s→2
2
6
7→5→s→8
8
7
7→5→s→9
9
8
7→5→s
S
9
7→5
5
10
7
7
6. 思考：扫描线填充法和种子填充法，分别适合于什么场合？
7. 关于光栅图像、矢量图像
1)思考：如何实现光栅图形的反走样？
1．提高分辨率。2区域采样。3半色调技术。
2)查阅更多资料思考：给出光栅图像，如何做到无极放大？
3)查阅更多资料思考：光栅图像、矢量图像有何区别？如何将光栅图像转换为矢量图像？光栅图也叫做位图、点阵图、像素图，简单的说，就是最小单位由像素构成的图，缩放时会失真。每个像素有自己的颜色，类似电脑里的图片都是像素图，你把它放很大就会看到点变成小色块了。这种格式的图适合存储图形不规则，而且颜色丰富没有规律的图，比如照片。
矢量图也叫做向量图，记录的是点、线、面的位置和颜色信息，这样，图形放大不会失真，适合存储像标志、线路图、设计图等，这种格式的优势是放大不失真、占空间小等优点，比如很多flash动画就是矢量绘图。
8. 思考：windows操作系统广泛使用的TureType Font轮廓字形，属于点阵字库还是矢量字库？如何使用该字库绘制实心的文字？
7
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