2025年大學(xué)《信息與計算科學(xué)》專業(yè)題庫——計算機(jī)圖形學(xué)與圖像處理考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）1.在2D圖形系統(tǒng)中，將世界坐標(biāo)系中的點轉(zhuǎn)換到屏幕坐標(biāo)系中的過程，通常涉及以下哪些變換？（）A.視圖變換B.投影變換C.模型變換D.窗口到視口的變換E.仿射變換2.下列哪種圖像色彩模型最適合進(jìn)行圖像分割中的閾值操作？（）A.RGB色彩模型B.CMYK色彩模型C.HSV色彩模型D.YCbCr色彩模型3.在計算機(jī)圖形學(xué)中，光照模型Phong模型主要解決了什么問題？（）A.圖像的幾何造型B.圖像的紋理映射C.圖像的光照計算與渲染D.圖像的壓縮存儲4.使用Sobel算子進(jìn)行邊緣檢測時，其主要檢測的是圖像的哪種邊緣信息？（）A.水平邊緣B.垂直邊緣C.任意方向邊緣D.曲率邊緣5.對于一個8位深度的灰度圖像，其像素值的范圍是？（）A.[0,255]B.[0,1023]C.[-128,127]D.[0,1]6.在圖像插值方法中，最近鄰插值的主要缺點是什么？（）A.計算量小B.實現(xiàn)簡單C.易產(chǎn)生鋸齒效應(yīng)D.適用于放大7.將圖像從低分辨率轉(zhuǎn)換到高分辨率的過程稱為？（）A.圖像采樣B.圖像量化C.圖像放大D.圖像編碼8.在計算機(jī)圖形學(xué)中，用于描述物體形狀的參數(shù)化曲線或曲面常用的數(shù)學(xué)工具是？（）A.多項式B.微分方程C.概率論D.線性代數(shù)9.圖像的分辨率通常指的是？（）A.圖像的色彩深度B.圖像的尺寸大?。ㄏ袼財?shù)量）C.圖像的文件大小D.圖像的壓縮率10.以下哪項技術(shù)不屬于計算機(jī)圖形學(xué)的范疇？（）A.3D建模B.圖像渲染C.圖像壓縮D.物理引擎模擬二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在題后的橫線上）1.將三維場景中的點投影到二維屏幕上，主要使用________變換。2.圖像增強的目的是改善圖像的________或________，使其更適合人或機(jī)器分析。3.在RGB色彩模型中，R、G、B分別代表紅、綠、________三種基色。4.圖像分割是將圖像劃分為若干個互不重疊的區(qū)域的________過程。5.數(shù)字圖像處理的基本單元是________。6.圖像的模糊通常由________或運動引起。7.NURBS是一種常用的________曲面表示方法，它可以精確表示Bézier曲面片。8.線性變換可以用________矩陣來表示。9.圖像噪聲是圖像信號中混入的________部分。10.常用的圖像銳化濾波器有Sobel算子、________算子和Laplacian算子。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述圖像分辨率和圖像清晰度的區(qū)別。2.簡述Bézier曲線的定義及其主要性質(zhì)。3.簡述計算機(jī)圖形系統(tǒng)中，一個基本的渲染管線通常包含哪些主要步驟。4.簡述圖像噪聲對圖像質(zhì)量可能產(chǎn)生哪些負(fù)面影響。四、計算題（每題10分，共20分）1.已知點P在世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為(3,2,5)，視圖變換矩陣V為：V=[[1,0,0,-1][0,1,0,-2][0,0,1,-3][0,0,0,1]]計算點P經(jīng)過視圖變換后的坐標(biāo)。2.設(shè)有一個3x3的圖像模糊濾波器如下：[[1/9,1/9,1/9][1/9,1/9,1/9][1/9,1/9,1/9]]現(xiàn)在有一幅灰度圖像，其中某像素點p的鄰域像素值（從左到右，從上到下）依次為：10,20,30,40,50,60,70,80,90。請計算濾波器作用于該像素點p后的輸出值。五、算法設(shè)計題（15分）設(shè)計一個簡單的圖像閾值分割算法流程，用于將灰度圖像二值化。要求說明算法的基本思想，并描述主要的步驟。試卷答案一、選擇題1.B,D2.C3.C4.A,B5.A6.C7.C8.A9.B10.C二、填空題1.投影2.可見性，可理解性3.藍(lán)4.劃分5.像素6.模糊，運動7.參數(shù)化8.仿射9.無用10.Prewitt三、簡答題1.解析思路：區(qū)分分辨率（圖像由多少像素構(gòu)成，是度量圖像的精細(xì)程度）和清晰度（圖像細(xì)節(jié)的銳利程度，受分辨率、對比度、噪聲等多種因素影響）。高分辨率圖像不一定是清晰圖像，但清晰圖像通常需要足夠的分辨率。2.解析思路：Bézier曲線由控制點定義，曲線起點和終點分別與第一個和最后一個控制點重合。曲線被控制點局部影響。主要性質(zhì)包括：幾何不變性、凸包性、變差律。3.解析思路：描述渲染管線步驟：頂點處理（變換、光照）、圖元組裝（光柵化）、片段處理（紋理映射、陰影、混合）、像素處理（最終顏色計算）?？梢院喕癁椋耗Ｐ鸵晥D投影變換->光柵化->光照與著色。4.解析思路：噪聲會降低圖像的對比度，使圖像細(xì)節(jié)模糊不清，引入虛假邊緣或紋理，降低圖像整體的可讀性和分析準(zhǔn)確性。四、計算題1.解析思路：將點P表示為齊次坐標(biāo)P'=(3,2,5,1)。計算P'*V。結(jié)果為(-1,-1,-2,1)，對應(yīng)的笛卡爾坐標(biāo)為(-1,-1,-2)。計算過程：(3,2,5,1)*[[1,0,0,-1],[0,1,0,-2],[0,0,1,-3],[0,0,0,1]]=(3*1+2*0+5*0+1*0,3*0+2*1+5*0+1*(-2),3*0+2*0+5*1+1*(-3),3*(-1)+2*(-2)+5*(-3)+1*1)=(3,2-2,5-3,-3-6+1)=(3,0,2,-8)=(-1,-1,-2,1)(除以w=1)2.解析思路：將濾波器與鄰域像素值進(jìn)行卷積（或逐元素乘加）。即(1/9)*(10+20+30)+(1/9)*(20+40+50)+(1/9)*(30+50+60)+(1/9)*(40+60+70)+(1/9)*(50+70+80)+(1/9)*(60+80+90)+(1/9)*(70+90+?)+(1/9)*(80+?+?)+(1/9)*(90+?+?)。由于題目只給定了8個數(shù)字，第7、8、9個位置未知，通常此類題目假設(shè)邊界像素外值為0或重復(fù)邊界值。按重復(fù)邊界值處理，即70,80,90。計算(1/9)*(10+20+30+20+40+50+30+50+60+40+60+70+50+70+80+60+80+90+70+80+90+80+90+?)。求和得到930。結(jié)果為930/9=103。五、算法設(shè)計題算法基本思想：閾值分割算法根據(jù)預(yù)設(shè)的閾值T，將圖像中每個像素點的灰度值與其比較。如果像素灰度值大于或等于T，則將其設(shè)置為最大灰度值（通常為255，表示白色）；如果小于T，則將其設(shè)置為最小灰度值（通常為0，表示黑色）。主要步驟：1.輸入：灰度圖像f(x,y)和閾值T。2.初始化：創(chuàng)建與輸入圖像