计算机图形学基础：习题与算法解析

"计算机图形学第二版(陆枫)课后习题答案部分.doc" 计算机图形学是一门涉及计算机生成和处理图形的学科，它在众多领域如游戏开发、建筑设计、科学研究、影视特效等方面有着广泛的应用。陆枫的《计算机图形学》第二版是深入学习该领域的教材之一，其课后习题旨在帮助学生巩固理论知识并实践关键算法。 第一章介绍了计算机图形学的基本概念，包括图形、图像、点阵法和参数法的区别。图形通常指由线条、形状和颜色组成的抽象或具象的几何表示，而图像则更倾向于像素的集合，即数字图像处理的对象。点阵法基于像素阵列表示图形，参数法则通过参数来定义图形的位置和形状。此外，还讨论了计算机图形学与计算机视觉的关系，以及计算机图形系统的功能和结构，包括图形输入和输出设备。 第二章聚焦于图形设备，提到了不同的输入设备，如鼠标、数字化仪等，以及图形显示设备，特别是CRT显示器。CRT（阴极射线管）的工作原理是通过电子束在荧光屏上扫描产生图像，分为随机扫描和光栅扫描两种类型。彩色CRT的结构和工作原理也有所提及，它通过红、绿、蓝三种基色的混合实现色彩显示。 第三章讲述了交互式技术，强调了输入模式的概念，例如鼠标点击、手势识别等，这些都是用户与计算机图形系统交互的方式。 第四章涉及图形的表示与数据结构，这部分可能包含图形如何在计算机内存中存储和组织，以及用于表示复杂图形的数据结构，如链表、树等。 第五章是核心内容，讲解基本图形生成算法。其中包括点阵字符和矢量字符的差异，前者依赖像素阵列，后者基于数学描述。直线和圆的扫描转换算法是将几何对象转化为像素的过程，Bresenham算法是其中经典的一种。多边形的扫描转换通常用到有效边表算法，区域填充则涉及4/8连通边界填充和泛填充算法，它们通过边界检测来填充内部区域。内外测试，如奇偶规则和非零环绕数规则，用于判断点是否在图形内部。反走样技术用来提高图像质量，通过过取样和区域取样减少像素边缘的锯齿现象，书中的中点Bresenham算法和改进版本详细描述了不同斜率情况下如何决定下一步像素位置。 这份文档提供了对计算机图形学基础理论和实践算法的详尽解答，是学习和复习这门课程的重要参考资料。通过理解和掌握这些知识，学生能够具备创建和操作计算机图形的基本能力。