计算机图形学基础模拟试题及解析

"这是一份关于计算机图形学的期末复习试卷，涵盖了计算机图形学的基础概念、裁剪算法、光照模型、走样与反走样、直线扫描转换等核心知识点。" 1. Cohen-Sutherland裁剪方法是计算机图形学中用于处理线条与窗口边界相交问题的算法，它通过定义线条端点的编码来判断是否在窗口内。中点裁剪方法是对Cohen-Sutherland的一种改进，它基于中点判断，减少了判断次数，提高了效率，因为每次只需要检查一个像素，而不是整条线段。 2. Phong模型是光照模型的一种，公式中的n表示表面法线，s表示光源到表面点的向量，p表示观察者位置，d表示表面点到观察者方向的向量，a表示环境光，R表示镜面反射光，Kr是镜面反射系数，L是光源向量，Kd是漫反射系数，I是光源强度，N是表面法线。这个模型考虑了环境光、漫反射和镜面反射三个组成部分，使得物体的渲染更加真实。 3. 直接使用Phong模型对多面体进行光照处理时，可能会出现明显的接缝或不连续性，因为每个面的光照计算是独立的，无法考虑到相邻面的影响。增量式光照明模型如Gouraud着色和Phong着色解决了这个问题。Gouraud着色是在顶点处计算颜色，然后线性插值填充像素，而Phong着色则在每个像素位置进行光照计算，更接近真实效果。两者的主要区别在于计算的精细程度和执行效率。 4. 走样是指图像在显示或打印时，由于分辨率限制导致的细节损失或不连续现象。反走样则是通过各种技术来减少或消除这些不连续和锯齿状边缘，提高图像质量。常见的反走样方法有： supersampling（超采样）、multisampling（多重采样）、MSAA（多重样本抗锯齿）、FXAA（快速近似抗锯齿）和SSAA（超级采样抗锯齿）等。 5. 中点画线法进行直线扫描转换，从(5,5)到(15,11)，经过的象素点按顺序为：(6,5), (7,5), (8,5), (9,5), (10,5), (11,5), (12,5), (13,5), (14,5), (15,5), (10,6), (11,6), (12,6), (13,6), (14,6), (10,7), (11,7), (12,7), (13,7), (10,8), (11,8), (12,8), (10,9), (11,9), (10,10), (10,11)。 6. Ivan E. Sutherland被尊称为图形学之父，他提出了许多计算机图形学的基本概念和技术。 7. 函数在t=1处的连续性为1，即C1连续，意味着函数的一阶导数在该点连续。 8. Warnack消隐算法中，窗口与多边形的关系可能包括内含、相交、包围和分离。 9. 4阶B样条曲线的定义域为(1,4)，根据B样条曲线的性质，控制点P2=Q0意味着这两条曲线可以在P2点精确合并。 10. 光线跟踪算法的主要计算量在于求交计算，即寻找光线与场景中物体的交点。 最后，两条二次Bezier曲线可以精确合并为一条，条件是它们在共享的控制点P2=Q0处的切线相同。这意味着可以通过适当调整其他控制点，使两条曲线在该点连续且平滑地连接在一起，形成一条新的二次Bezier曲线。