计算机图形学期末复习

目录

第一章 绪论

第二章 图形学编程（试卷不考代码）

第三章 几何对象与变换

第四章 观察

第五章 光照和着色

第六章 纹理映射与阴影

第七章 从几何到像素

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第一章 绪论

1.计算机图形学的定义、研究内容、应用领域，图形的概念、两大要素

（1）CG：计算机图形学是研究通过计算机表示、生成、处理和显示图形的一门学科。

         IOS：计算机图形学是研究通过计算机将数据转换为图形，并在专门显示设备上显示的原理、方法和技术的学科。

（2）研究内容：图形硬件、图形标准、图形交互技术、光栅图形生成算法、曲线曲面造型、实体造型、真实感图形的生成算法、科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。

（3）应用领域：工业（CAD/CAM/CAE），计算机艺术，医学，地理信息系统，电脑游戏等。

（4）图形的概念：从客观世界物体中抽象出来的带有颜色及形状信息的图和形。

（5）两大要素：1.几何要素——几何属性：点、线、面、体

                            2.非几何要素——视觉属性：明暗、灰度、色彩、纹理、透明性

2.基本图形系统的组成、帧缓存

（1）组成：CPU、GPU、帧缓存

（2）帧缓存：一般出小计算

 

3.CRT组成和光栅显示器工作原理

（1）CRT组成：电子枪、阳极、水平和垂直偏转板（偏转系统）、荧光屏、真空玻璃外壳

（2）光栅显示器工作原理：程序计算出每个像素的数值并把它装载到帧缓存区中；扫描控制器负责真正的显示处理过程，它引发帧缓存区通过转换器将每个像素送到显示平面合适的物理位置。转换器接收像素值，然后把它转化为相应的色彩值，并在显示器上生成一个彩色点。

第二章 图形学编程（试卷不考代码）

第三章 几何对象与变换

1.点、标量和向量

·点有确切位置，但是没有大小和方向

·标量：实数是标量的例子

·向量是一个位移，有长度和方向没有固定位置，用带箭头的线段来表示

2.重要几何对象的表示、齐次坐标

3.求交问题

4.物体变换（计算）：二维变换，三维变换

 

 

第四章 观察

1.二维观察

2.裁剪矩形、窗口和视口

3.经典观察

（1）两类投影：平行投影和透视投影

（2）正投影、斜投影

（3）一点透视 、二点透视和三点透视

（4）灭点、主灭点

4.视图变换

定位摄像机：考题一般给出eye、look、up的值求n、u、v

 5.正交投影

 6.透视投影

7.三维观察

（1）几何绘制流水线：

顶点->顶点处理模块->图元装配和裁剪模块->光栅化模块->片元处理模块->像素

（2）顶点处理：视图变换、模型变换、投影变换、裁剪、视口变换

第五章 光照和着色

1.光源：环境光、点光源、聚光灯和远距离光源

2.多边形着色：均匀着色（逐平面着色），平滑着色（逐顶点着色），Phong着色（逐片元着色）

3.WebGL实现光照模型

4.球面模型的着色：递归细分逼近球面

3.Phong模型：

                                                         

答：

 

 

第六章 纹理映射与阴影

1.纹理映射：纹理缩放方法、纹理重复方法

纹理缩放方法：最近临法、双线性插值法

纹理重复方法：平铺、镜像、截断

2.阴影处理：平面阴影、阴影图算法

（1）平面阴影：当物体的阴影被投射到平的表面时，会产生平面阴影。

（2）阴影图算法：以光源作为视点的位置，使用z-buffer算法绘制场景，获得阴影图，并将其结果用于场景的阴影绘制。

第七章 从几何到像素

这章算法很多，挑了几个常考的，大家要根据课本和老师讲的来复习

1.Liang-Barsky算法

 

2.Bresenham算法（会推导会计算）

输入直线的两端点P0(x0,y0)和P1(x1,y1)。

计算初始值△x、△y、D0=△x-2△y、x=x0、y=y0。

绘制点(x,y)。判断D的符号。

若D<0，则(x,y)更新为(x+1,y+1)，D更新为D+2△x-2△y；

否则(x,y)更新为(x+1,y), D更新为D-2△y。

当直线没有画完时，重复上一步骤，否则结束。

3.内外测试法：奇内偶外

内外测试法中的奇偶测试（相交测试，射线法）_Chenglin_Yu的博客-优快云博客_内外测试法

4.扫描算法

 

3.片元处理：隐藏面消除——深度缓存方法

 答案：A

4.走样、反走样、常见的反走样方法

（1）走样：指用离散量表示连续量引起的失真。

（2）反走样：为了提高图形的显示质量。需要减少或消除因走样带来的阶梯型或闪烁效果，用于减少或消除这种效果的方法叫做反走样。

（3）常见的反走样技术：1.前滤波，以较高的分辨率显示对象；2.后滤波，即加权区域取样，在高于显示分辨率的较高分辨率下用点取样方法计算，然后对几个像素的属性进行平均得到较低分辨率下的像素属性。