图形学之父与计算机图形学基础概念

"这是一份2018-2019第二学期关于计算机图形学的试卷A的答案，涵盖了选择题、填充题和论述题，主要涉及计算机图形学的基础概念、颜色模型、曲线性质、明暗处理算法、扫描线填充算法以及窗口裁剪多边形的Sutherland-Hodgman算法等知识点。" 计算机图形学是计算机科学的一个重要分支，它研究如何使用计算机生成和处理图形。这份试卷A主要测试了学生对这一领域的理解和应用能力。在选择题部分，第一题提到了"图形学之父"，答案是Ivan Edward Sutherland，他在计算机图形学领域做出了开创性的工作。第二题涉及颜色模型，印刷业通常使用CMY模型，区别于RGB模型，后者用于显示器。第三题考查曲线性质，挠率是描述曲线扭曲程度的几何量。第四题Phong明暗处理中采用法向量插值来实现平滑效果。最后一题讨论了填充算法，4连通和8连通在填充效果上的差异。 扫描线填充算法是计算机图形学中的经典算法，用于将图形边界内的区域像素化。其输入是矢量化的图形边界，输出是内部的像素表示。关键数据结构包括关键Y值有序列表和活动边表。算法步骤包括顶点Y坐标的排序、计算边的斜率、处理关键扫描线、更新交点位置以及根据奇偶策略填充内部像素。 窗口裁剪多边形的Sutherland-Hodgman算法是基于分而治之的策略，通过逐边裁剪将多边形与窗口边界相对应的部分保留下来。对于非凸多边形，这个算法同样适用，因为它考虑了多边形边与裁剪线的四种可能情况，可以处理任意形状的多边形。即使窗口边界是非凸的，只要窗口边界是连续的，算法依然可以正确裁剪多边形，因为算法的核心在于判断边点相对于裁剪线的位置，而非窗口的具体形状。 这份试卷涵盖了计算机图形学的基础理论和核心算法，包括基本概念、颜色模型、几何量分析、光照模型、扫描线填充以及多边形裁剪等关键知识点，全面评估了学生对计算机图形学的理解和实践操作能力。