湖北大学计算机图形学考试题目解析与知识点概述

计算机图形学是一门研究如何通过计算机生成、处理和显示图像的学科，其核心目标是创造逼真的视觉效果，包括二维和三维图形的设计、渲染以及交互。以下是一些关键知识点的详细解释： 1. 图像存储容量计算: 显示器分辨率为1024×768像素，灰度级别为256，一个128×100大小的图像理论上需要128×100×1/8 = 16000字节（因为灰度图像每个像素占用1比特）。真彩色图像使用RGB三原色表示，每个像素需3个字节，所以同样分辨率下，真彩色图像需要1024×768×3 = 2359296字节。 2. 圆的几何判断: 计算机图形学中，判断点p(xp, yp)与半径为r的圆的位置关系，根据距离公式，若圆心到点p的距离小于半径（xp + yp - r < 0），则点在圆内；反之，点在圆外。 3. 基本图形算法: 在图形算法中，形状表示和变换是非常重要的概念。它们涉及形状的描述（如点、线、面）、变换操作（如旋转、缩放、平移）以及对这些基本元素的组合和操作。 4. 比例变换: 这种变换不仅可以调整图形的尺寸大小，改变物体在屏幕上的实际大小，还可能影响其比例关系，使得物体看起来更符合真实世界的比例。 5. 曲线属性: 曲线的两个重要属性是方向性和曲率。方向性反映了曲线的变化趋势，曲率则衡量了曲线弯曲程度的快慢，是描述曲线平滑度的重要参数。 6. 裁剪窗口: 线段裁剪涉及到图形空间中的窗口定义，即裁剪区域的边界，通常由左、右边界和上、下边界构成，用于限制图形的绘制范围，避免超出可视区域。 7. 线宽绘制: 根据线条的斜率，可以选择不同的线刷子，如线刷子适合描绘连续的线条，而方形刷子可能更适合边缘清晰的线条绘制。 8. 字符表示: 字符的形状存储有两种方式：矢量表示法使用数学公式来描述字符轮廓，可以根据需要精确缩放且不失真；标量表示法则是通过预先存储不同大小的位图来表示字符，适合于小字体或复杂形状。 9. 齐次坐标系统: 在三维图形中，齐次坐标是一种扩展坐标系统，(x, y, z, h)表示点的位置，其中h为一个额外的分量，归一化后的齐次坐标为(x, y, z, 1)，简化了变换计算。 10. 反走样技术: 提高分辨率和区域采样是常见的反锯齿技术，前者通过增加屏幕分辨率来改善图像细节，后者通过在屏幕上选择多个样本点来减少边缘锯齿，提供更平滑的过渡效果。 简答题部分深入探讨了图形图像处理领域的细分学科，如计算机图形学（生成逼真图像）、数字图像处理（图像处理和增强）、计算机视觉（模仿人类视觉感知）。此外，光点、象素点和分辨率的概念也被解释，光点是显示器最小的显示单元，象素点是图像的基本组成单元，而分辨率则是指显示器能够显示的水平和垂直像素数量。