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计算机图形学基础教程习题课1(第二版)(孙家广-胡事民编著)

1.列举计算机图形学的主要研究内容。

计算机中图形的表示方法、图形的计算、图形的处理和图形的显示。

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、真实感图形计算与显示算法,以及科学计算可视化、计算机动画、自然景物仿真、虚拟现实等。

2.常用的图形输出设备是什么?
显示器(CRT、LCD、等离子)、打印机、绘图仪等。

2.常用的图形输入设备是什么?
键盘、鼠标、跟踪球、空间球、数据手套、光笔、触摸屏、扫描仪等。

3.列出3种图形软件工具。

AutoCAD、SolidWorks、UG、ProEngineer、CorelDraw、Photoshop、PaintShop、Visio、3DMAX、MAYA、Alias、Softimage等。

错误:CAD
4.写出|k|>1的直线Bresenham画线算法。

d
d
d
d
设直线方程为:y=kx+b,即x=(y-b)/k,有x i+1=x i+(y i+1-y i)/k=x i+1/k,其中k=dy/dx。

因为直线的起始点在象素中心,所以误差项d的初值d0=0。

y下标每增加1,d的值相应递增1/k,即d=d+1/k。

一旦d≥1,就把它减去1,这样保证d在0、1之间。

●当d≥0.5时,最接近于当前象素的右上方象素(xi+1,y i+1),x方向加1,d减
去1;
●而当d<0.5时,更接近于上方象素(x i,yi+1)。

为方便计算,令e=d-0.5,e的初值为-0.5,增量为1/k。

●当e≥0时,取当前象素(x i,y i)的右上方象素(xi+1,y i+1),e减小1;
●而当e<0时,更接近于上方象素(xi,yi+1)。

voidBresenhamline (int x0,int y0,intx1, inty1,int color) { int x,y,dx,dy;
float k,e;
dx= x1-x0, dy = y1-y0,k=dy/dx;
e=-0.5, x=x0, y=y0;
for (i=0; i≤dy; i++)
{drawpixel(x, y,color);
y=y+1,e=e+1/k;
if (e≥0)
{ x++, e=e-1;}
}

4.写出|k|>1的直线中点画线算法。

构造判别式:d=F(M)=F(xp+0.5,y p+1)=a(x p+0.5)+b(yp+1)+c
●当d<0,M在Q点左侧,取右上方P2为下一个象素;
●当d>0,M在Q点右侧,取上方P1为下一个象素;
●当d=0,选P1或P2均可,约定取P1为下一个象素;
增量计算:
●若d 0,取正上方象素P1(x p, y p+1),要判下一个象素位置,应计算
d1= F(M1)=F(xp+0.5, y p+2)=a(x p+0.5)+b(yp+2)+c=d+b
增量为b。

●若d<0,取右上方象素P2 (xp+1, y p+1)。

要判断再下一象素,则要计算
d2= F(M2)=F(x p+1.5,y p+2)=a(xp+1.5)+b(y p+2)+c=d+a+b
增量为a+b。

●d的初值d0=F(x0+0.5,y0+1)=F(x0, y0)+0.5a+b=0.5a+b 用2d代替d的算法:
void Midpoint Line (int x0,int y0,int x1, int y1,int color)
{ int a,b,d1, d2, d, x, y;
a=y0-y1, b=x1-x0, d=a+2*b;
d1=2*b,d2=2*(a+b);
x=x0, y=y0;
drawpixel(x,y, color);
while (y<y1)
{ if (d<0){x++,y++,d+=d2; }
else{y++,d+=d1;}
drawpixel (x, y,color);
} /* while*/
}/* midPointLine*/
5.写出下图中多边形的边表(新边表)。

5.写出下图中多边形的边表(新边表)。

6. 写出以原点为球心,半径为2的球体的旋转生成算法。

算法一:以点为基本图元 for(j =0;j<72;j++)
{ﻩ 绕Y轴逆时针旋转5度,⎥⎥⎥
⎥⎥⎥⎦⎤
⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=1000
036cos 036sin
0010
036sin
036cos π
π
π
πy R ;ﻩ
//画出半圆
画点(0,2,0); for(i=0;i<36;i++)
{
将当前点绕Z轴逆时针旋转5度,⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣
⎡-=100001000036cos 36sin
0036
sin
36cos π
π
π
πz R ;
ﻩ 画变换后的点⎥⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅⋅=⎥⎥⎥⎥

⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡'''10201z
y R R z y x ;}} 算法二:以圆弧为基本图元 fo r(j=0;j <72;j ++)
{ 绕Y 轴逆时针旋转5度,⎥⎥⎥
⎥⎥⎥⎦⎤
⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=1000
036cos 036sin
0010
036sin
036cos π
π
π
πy R ;
画半圆;}。

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