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《计算机图形学》

课 程 学 习 指 导 书

作者：李春雨

本课程主要讲授计算机图形学基础知识及其实际应用。主要包括计算机图形学基本知识、基本图形的生成和计算、图形变换与输出、图形输入与交互技术、图形数据结构、数据接口与交换标准、造型技术、真实感图形显示等。本课程配有上机实践环节，要求学生具有阅读、编辑、调试VC＋＋语言程序的能力。

第1章 绪论

（一）本章学习目标

了解计算机图形学的概念、处理对象、计算机图形学的发展简史、它的实际应用和最新发展方向。 （二）本章重点、要点

图形、图像的区别，实际应用。

要充分理解图形图像的区别，观摩典型的图形软件、图像处理软件。 （三）章节练习题

一、 判断题：

1、 计算机图形学是近40年来迅速发展起来的具有广泛应用前景的一门新兴学科。（） 2、 计算机图形学的研究内容涉及到用计算机对图形数据进行处理的软件技术。（） 3、 计算机图形学是真实物体或虚构物体的图形综合技术。（）

4、 图像处理是景物或图像的分析技术，它所研究的是计算机图形学的逆过程。（） 5、 计算机图形学的发展历史应追溯到50年代末期，当时的计算机主要用于仿真。（） 6、 基于电视技术的光栅扫描显示器的出现极大地推动了计算机图形学的发展。（） 二、 单选题：

1、 确定了计算机图形学作为一个崭新的科学分支的独立地位的是什么：（）

a、 Sketchpad b、DAC—I c、Graphic-1 d、CADAM 2、 光栅扫描显示器较之随机扫描显示器有以下缺点（）

a、价格贵 b、不可显示填充的图形 c、刷新过程与图形的复杂程度有关 d、直线有锯齿 3、 基本体素的定义及输入属于：（）

a、科学计算可视化 b、三维几何造型技术 c、自由曲线 d、三维形体的实时显示 4、 图像处理是景物或图像的分析技术它并不研究：（）

a、图像增强 b、模式识别 c、虚拟现实环境的生成 d、计算机视觉 5、 CAD成为工业设计部门不可缺少的工具和热门技术,标志着图形学的：（）

a、推广应用阶段 b、系统使用化阶段 c、标准化阶段 d、智能化阶段 6、 规则形体用欧氏几何加以定义,以下哪一种属于规则形体的方法：（）

a、分形理论 b、随机插值模型 c、基于文法的模型 d、特征造型

三、 多选题：

1、 在光源照射下，根据物体表现的不同性质产生（）

a、反射b、折射c、阴影d、高光

2、 计算机图形系统与一般计算机系统相比，具体区别是：（）

a、图形运算要求CPU有强大的浮点运算能力b、图形显示要求有功能强大的显示能力c、要配备摄像机 d、要配备数字化仪和扫描仪 3、 计算机图形学的应用包括：（）

a、图形用户界面b、计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）c、地形地貌和自然资源的图形显示d、

过程控制及系统环境模拟

4、 计算机图形系统要求程序设计语言具有较强的图形图像处理能力，以下语言适用（）

a、C b、C++ c、VC d、FORTRAN

5、 CAD技术可应用于产品设计和工程设计，范围包括：（）

a、飞机 b、汽车 c、服装 d、建筑设计 e、集成电路 6、 计算机图形学的研究内容（）

a、基于图形设备的基本图形元素的生成算法 b、三维几何造型技术 c、三维形体的实时显示

d、科学计算可视化 e、图像压缩算法 四、 思考题：

1．计算机图形学的研究内容有哪些？ 2．计算机图形学与图像处理的关系是什么？ 3．计算机图形学的发展动向有哪些？ 4．真实图形生成技术的研究内容有哪些？ 5．计算机图形系统有什么特殊性？

第2章基本的图形生成与计算

（一）本章学习目标

掌握直线的生成算法，掌握圆弧、二次曲线的拟合算法， Hermite曲线、三次参数样条曲线、Bezier曲线、B样条曲线的生成算法、型值点和矩阵表示。理解曲线的光滑、一阶连续性、二阶连续性。

了解字符的生成，点阵字符、矢量字符的存储和显示。

了解区域填充方法，重点是种子填充法和扫描线填充法，种子填充法要能编程实现。 了解图形裁剪的原理、方法和实现过程，重点掌握Cohen-Sutherland编码裁剪法的原理、方法。

了解三种字符裁剪的方法，掌握多边形裁剪的方法。

（二）本章重点、要点

1、直线的生成算法。 2、曲线的生成算法。 3、理解扫描线填充实现原理。 （三）章节练习题

一、 判断题：

1、 在光栅显示器的荧光屏上生成一个对象，实质上是往帧缓存寄存器的相应单元中填入数据。（） 2、 理想的直线是没有宽度的，由无数个点构成的集合。（）

3、 使用DDA算法，每生成一条直线做两次除法，每画线中一点做两次加法。因此，用DDA法生成直

线的速度是相当快的。（）

4、 直线的Bresenham算法中，直线方向限于1a象限的情况下，当直线光栅化时，y每次都增加1

个单元。（）

5、 二次曲线包括圆、椭圆、抛物线、双曲线等。（）

6、 拟合二次曲线的基本技术是将曲线离散成小直线段，通过连接各直线段来逼近所要的曲线。（） 7、 对于一般的二次多项式，从理论上讲，必定存在着对应的参数方程。（）

8、 在汽车、飞机、轮船等的计算机辅助设计中，复杂曲线和曲面的设计是一个主要问题。（） 9、 完全通过给定点列(称型值点)来构造曲线的方法称为曲线的离散。（）

10、活性边表的采用将多边形的边分成两个子集：与当前扫描线相交的边的集合，以及与当前的扫描

线不相交的边的集合。（）

11、扫描线填充算法中，put_in_sides_list子程序的主要功能是按照输入的多边形，建立起活性边

表。（）

12、四邻法的缺点是有时不能通过狭窄区域，因而不能填满多边形。（）

13、矢量式字符将字符表达为一个点坐标的序列，相邻两点表示一条矢量，字符的形状便由矢量序列

刻划。（）

14、轮廓字型法采用直线的集合来描述一个字符的轮廓线。（） 15、多边形的剪裁中，如果s, p均在窗边之外侧，那么，保存p。（） 二、 单选题：

1、 直线光栅化是指（）

a、 在有限个像素组成的矩阵中，确定最佳逼近于该直线的一组像素 b、确定理想的直线 c、

发现逼近直线的像素序列 d、都不是

2、 xi+1=xi+Dx ；yi+1=yi+Dy在数学上称为：（）