计算机图形学期末考试重点概览

"这是一份计算机图形学期末考试试卷C卷，涵盖了计算机图形学的基础知识，包括判断题、填空题、简答题等题型，涉及图形生成、几何变换、消隐算法、软件标准、图形表示方法、模型描述、颜色理论等多个方面。" 计算机图形学是一门研究如何用计算机生成、处理和显示图形的学科。这份期末考试试卷着重考察了学生对以下几个关键知识点的理解： 1. 计算机图形生成的基本单位：不仅是线段，还包括点、线、面等几何元素以及非几何要素如灰度、色彩、线型和线宽。这些都是构成图形的基本元素。 2. 齐次坐标和几何变换：在齐次坐标系中，比例和旋转可以通过矩阵乘法表示，而平移则通过矩阵加法实现。齐次坐标的表示形式允许更简洁地表达变换。 3. 消隐算法：Z-Buffer消隐算法是一种常见的硬件加速技术，它无需预先排序就能处理深度信息，确保正确绘制物体前后关系。 4. Bezier曲线和B样条曲线：它们都是曲线表示的重要方法，但控制点的性质不同，Bezier曲线通过控制多边形的端点来定义形状，而B样条曲线则更复杂，可以更好地控制曲线的形状。 5. 向量的齐次坐标：虽然一般向量有三个坐标，但在齐次坐标系中，可以增加一个额外的坐标值（通常为1），使得某些变换更容易表示。 6. 计算机图形技术与硬件的关系：图形技术的发展与硬件设备的进步密切相关，例如，更强大的图形处理器（GPU）推动了图形学的快速发展。 7. 图形软件标准：图形软件标准如OpenGL和DirectX，提高了图形软件的互操作性和用户体验。 8. Phong和Gouraud着色：Phong算法提供了更精确的光照效果，但计算量相对较大；Gouraud着色则通过简化计算，牺牲了一定的精确度，以换取更高的效率。 9. 二维图形缩放变换：将图形放大2倍，对应的变换矩阵通常是一个2x2的矩阵，元素为2的倍数。 10. 图形表示方法：包括参数表示和图像表示，前者如Bezier曲线，后者如像素阵列。 试卷的填空题部分涉及了多边形填充原则（扫描转换）、基本几何变换（缩放、旋转、平移）、像素、分辨率、图形软件标准（如SVG、PostScript）、模型描述方法（线框模型、表面模型、体素模型）以及颜色的三要素（色相、饱和度、亮度）。 简答题部分则深入探讨了计算机图形学的核心概念，如计算机图形学的研究内容（包括图形生成、渲染、交互等）、齐次坐标的概念及其与笛卡尔坐标的对应关系、帧缓存容量计算（基于分辨率和颜色深度）、走样和反走样的概念及反走样技术（如超采样、区域采样、多重采样抗锯齿等）、简单光照模型的组成（环境光、漫反射光、镜面反射光）以及明暗处理技术（Gouraud着色和Phong着色）。 最后的大题涉及到二次Bezier曲线的计算和编码裁剪算法的应用，这些都是图形学中基本的数学运算和算法实践。 这份试卷全面覆盖了计算机图形学的基础理论和应用，旨在评估学生对这个领域的理解和掌握程度。