计算机图形学第三版孙家广课后答案

第一章：P56

1、 列出在你过去学习工作中用过与计算机图形学有关的程序

c 语言：

#include <graphics.h>

main()

{

int graphdriver = VGA, graphmode=VGAHI;

floodfill(250,450,WHITE);

setcolor(LIGHTGREEN);

rectangle(450,400,500,450);

floodfill(470,420,LIGHTGREEN);

getch();

closegraph();

}

JAVA 语言：

例 1、画点

int by;

public point(int ax, int ay, int bx, int by)

{

float k ; //计算斜率

float b;

k=(by-ay)/(bx-ax);

b=ay-ax*k;

system.out.println(“直线的方程为：y=”+k+”x”+”+”+b);

}

}

Graphics2D g2= (Graphics 2D);

Double leftx=200;

Double topy=200;

Double width=300;

Double height=250;

Rectangle2D rect= new Rectangle2D.double(leftx,topy,width,height);

G2.draw(rect);

2、 列出你所用过的窗口系统中与观感有关的元素的功能，如图标、滚动棒、菜单等

使用滚动条

当文档、 网页或图片超出窗口大小时， 会出现滚动条， 可用于查看当前处于视图之外的

信息。

下面的图片显示滚动条的组成部分。

使用菜单

大多数程序包含几十个甚至几百个使程序运行的命令（操作）。很多这些命令是组织在菜

单

3、 列出你所用过的图形输入、显示及输出设备的名称、型号、生产厂商、出厂时间及其

略

4、 比较个人计算机与工作站的图形功能

个人计算机仅限于符合二维，又是单任务操作方式

工作站可处理二、三维，多任务操作方式

区别 个人计算机 工作站

显示分别率 640 X 480 1024 X 900 以上

具有 8 个以上位面

显示器尺寸 12 ~ 14 英寸 16、19、27 英寸

图形处理能力 符号或二维 具有反走样、线和面消隐、

光照模型等处理硬件；同时

还具有丰富的图形生成和

处理软件

操作方式 单任务 多任务、多进程

 个人计算机的主要功能是字符处理，而工作站不仅有字符处理功能，还有较强的图

作站为了满足强大的图形处理，显示分辨率为一般为 1024x1024 的二维或三维图形

 个人计算机的显示器相对工作站较小

 个人计算机的图形系统是由个人计算机加上图形输入输出设备和有关的图形支撑

软件集成起来的系统，其性能取决于个人计算机所采用的微处理器芯片，个人计算

机的图形功能由于受到软件和硬件的限制，只适合处理比较简单的事情；个人计算

机的显示分辨率一般在 640X480 的图形处理符号或二维图形

 而工作站在处理器、总线设计、存储器、操作系统等多个方面都有比个人计算机优

越的地方，它配有专业的图形输入输出设备，并配有图形处理器以处理大量的复杂

的图形运算；它可以处理多任务进程、处理显示分辨率为 1024x1024 的二维或三维

图形、具有高速的科学计算能力、丰富的图形处理、灵活的窗口及网络管理功能的

交互式计算机系统，它的图形功能比个人计算机图形系统强德多，但在造价上远高

于个人计算机。

冲对应一个电子枪即对应一种颜色；对每个颜色的电子枪可以通过增加帧缓存位面来提

高颜色种类和灰度级，通过三种原色的组合可以产生不同种类的颜色。

种颜色，也可以通过颜色查找表查找，故帧缓存位数至少 24 位。

黑白：

黑白光栅显示器的帧缓存是一块连续的计算机存储器，每个像素需 1 位存储器，每

个存储器只有 0 或 1 两个状态。因此一个位面的帧缓存只能产生黑白图形。可以增加象

素点的位面数，通过多个位面显示出多种灰度级。

7、在光栅显示器上显示斜线的 45º 角时常会发生锯齿状，请考虑减少锯齿状效果的各种方

法并说明采用这些方法的代价。

在光栅图形显示器上显示斜线时常会发生锯齿， 这是由于直线或多边形边界在光栅图形

显

示器的对应图形都是由一系列相同亮度的离散象素构成的。 这种用离散量表示连续亮引起

的

失真称为走样，而用于减少或消除这种效果的技术，称为反走样。

率是不经济的方法，它只能减轻，不能消除锯齿。

（2） 简单的区域取样

在直线扫描算法假定象素是数学上的一个点，象素的颜色是由对应于象素中心的

一个象素单位的线条。因此，把屏幕上的直线看成是长方条形更为合理。在绘制

直线条时，所有与该长方条相交的象素都采用适当的宽度给予显示。这要求显示

器各象素可以用多灰度显示。例，设象素中心是在网格点上的不相交的正方形，

象素的灰度与它落在直线条内的面积成正比。在多灰度黑白显示器上，若一个象

素整个落在线条上，则将它置成前景色。若一个象素与线条部分相交，根据相交

部分的大小来选择不同的灰度，相交部分大的象素前景色成分更多一些，相交部

分小的象素前景色成分更少一些。这种方法将产生模糊的边界，以此来减轻锯齿

效应。在实际应用中，常采用盒式滤波器

（3） 加权区域取样

加权区域取样方法采用更为优化的圆锥形滤波器。圆锥的底圆中心在当前象素中

心，底圆半径为一个单位，锥高为 1。当直线条经过该象素时，该象素的灰度值是

在二者相交区域上对滤波器进行积分的积分值。用这种圆锥形滤波器有如下特点：

一是接近理想直线的象素将被分配更多的灰度值。二是相邻两个象素的滤波器相

交，所以直线条经过该相交区域时，将对这两个象素分配给适当的灰度值，这有

第二章：P128

1、为什么要制定和采用计算机图形标准？已经 ISO 批准的计算机图形标准软件有哪些？

已获 ISO 批准的计算机图形标准软件有：

 计算机图形核心系统（GKS）及其语言联编

 程序员层次交互式图形系统（PHIGS）及其语言联编

 三维图形核心系统（GKS-3D）及其语言联编

 计算机图形元文件（CGM）

 计算机图形接口（CGI）

 基本图形转换规范（IGES）

 产品数据转换规范（STEP）等

2、CGI 标准的主要功能是什么？试用 CGI 中的图形输出功能绘制一副机械零件图。

CGI 的目的是提供控制图形硬件的一种与设备无关的方法，它可以看成是图形设备驱动

程序的一种标准。CGI 在用户程序和虚拟设备之间，以一种独立于设备的方式提供图形信

息

 图段功能集

 输入和应答功能集  产生修改、检索和显示以像素数据形式存储的光栅功能集

元文件的存储结构，它不是应用程序员的标准，而是为系统和系统开发而设计的，与 CGI

配套供用户使用。

优点是：它具有通用性，即 CGM 应能广泛适应各种设备、应用系统。例如同一个文件即

可在低分辩率的单色图形终端上输出，也可在高分辨率的多笔绘图仪上输出，或在高性能

的

光栅图形显示器上输出。

这种结构的缺点是：它只是一个静态的图形生成元文件，即它不能产生和定义图形的动

态效果，例如不能实现动态的几何变换。

4、GKS、PHIGS、GI 在应用程序中起的作用？试比较它们在输入输出功能上的相同和不

同之

处？

GKS 在应用程序和图形输入输出设备之间提供了功能接口，包括：控制功能、输出功能、

输出属性、变换功能、图段功能、输入功能、询问功能、实用程序、元文件处理和出错处

GL 是工作站或 UNIX 上广泛应用的一个工业标准图形程序库，和 PHIGS 同样是提供用户

与程序图形系统接口。包括基本图素、坐标变换、设置属性和显示方式、输入/输出处理、

相同点：

三个都是提供用户与输入输出设备之间的图形系统接口的标准图形程序库。

不同点：

不同的数据结构

可修改性

属性的存储

输出流水线等

具体而言：

 GKS 有 6 种输入功能和 6 种输出图素，在输入功能上可对各种设备初始化，设

定设备工作方式、确定请求采样和事件输入；在输出功能上，可确定输出图形

的类型

 PHIGS 的输出流水线有 5 个坐标系；具有高度的动态性、输出交互性的三维图

形，可以在系统中高效率地描述应用模型，迅速修改图形模型的数据，并能绘