2025年大學(xué)數(shù)字媒體技術(shù)（計算機圖形學(xué)）試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______一、選擇題（總共10題，每題3分，每題只有一個正確答案，請將正確答案填入括號內(nèi)）1.計算機圖形學(xué)中，多邊形填充時，下述論述錯誤的是（）A.多邊形被兩條掃描線分割成許多梯形，梯形的底邊在掃描線上，腰在多邊形的邊上，并且相間排列B.多邊形與掃描線相交得到偶數(shù)個交點，這些交點間構(gòu)成的線段分別在多邊形內(nèi)、外，并且相間排列C.在判斷點是否在多邊形內(nèi)時，一般通過在多邊形外找一點，然后根據(jù)該線段與多邊形的交點數(shù)目為偶數(shù)即可認為在多邊形內(nèi)部，若為奇數(shù)則在多邊形外部，而且不需考慮任何特殊情況D.邊的連貫性告訴我們，多邊形的某條邊與當(dāng)前掃描線相交時，很可能與下一條掃描線相交2.下列關(guān)于曲線和曲面的論述，錯誤的是（）A.三次樣條曲線通過給定的型值點B.Bezier曲線的起點和終點與控制多邊形的起點和終點重合C.B樣條曲線具有局部性，改變一個控制頂點只會影響一段曲線D.NURBS曲線可以精確表示二次曲線和二次曲面3.在三維圖形的表示方法中，哪一種表示方法可以很容易地進行圖形的幾何變換（）A.線框模型B.表面模型C.實體模型D.以上都不是4.關(guān)于圖形的裁剪，下列說法正確的是（）A.多邊形裁剪時，裁剪窗口可以是任意多邊形B.線段裁剪可以使用Cohen-Sutherland算法C.多邊形裁剪只能使用Sutherland-Hodgeman算法D.圖形裁剪的目的只是為了去除圖形中不需要顯示的部分5.計算機圖形學(xué)中，顏色模型有多種，其中用于電視系統(tǒng)的顏色模型是（）A.RGBB.CMYC.YUVD.HSV6.對于二維圖形的幾何變換，下列變換矩陣表示平移變換的是（）A.\(\begin{bmatrix}1&0&tx\\0&1&ty\\0&0&1\end{bmatrix}\)B.\(\begin{bmatrix}cosθ&-sinθ&0\\sinθ&cosθ&0\\0&0&1\end{bmatrix}\)C.\(\begin{bmatrix}sx&0&0\\0&sy&0\\0&0&1\end{bmatrix}\)D.\(\begin{bmatrix}1&0&0\\0&-1&0\\0&0&1\end{bmatrix}\)7.紋理映射的主要目的是（）A.使物體表面看起來更光滑B.增加物體表面的細節(jié)C.提高圖形的繪制效率D.以上都不是8.在圖形渲染管線中，哪個階段負責(zé)將頂點坐標變換到屏幕坐標（）A.頂點著色器B.幾何著色器C.光柵化階段D.片段著色器9.下列關(guān)于三維空間中物體的表示，正確的是（）A.八叉樹表示法適合表示具有復(fù)雜形狀的物體B.體素表示法可以精確表示物體的幾何形狀C.邊界表示法主要關(guān)注物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)D.構(gòu)造實體幾何表示法通過布爾運算組合簡單幾何形體來表示復(fù)雜物體10.計算機圖形學(xué)中，常用的圖形加速技術(shù)不包括（）A.紋理映射B.反走樣C.頂點緩存對象D.提高顯示器分辨率二、多項選擇題（總共5題，每題4分，每題至少有兩個正確答案，請將正確答案填入括號內(nèi)，多選、少選或錯選均不得分）1.以下哪些是計算機圖形學(xué)中常用的圖形繪制算法（）A.掃描線填充算法B.種子填充算法C.光線跟蹤算法D.深度緩沖算法E.快速排序算法2.對于Bezier曲線，以下說法正確的是（）A.具有幾何不變性B.曲線的形狀僅由控制多邊形決定C.具有凸包性D.可以進行升階操作E.次數(shù)越高，曲線越接近控制多邊形3.在圖形的幾何變換中，哪些變換是線性變換（）A.平移變換B.旋轉(zhuǎn)變換C.縮放變換D.錯切變換E.投影變換4.以下關(guān)于圖形顯示的論述，正確的有（）A.幀緩沖用于存儲圖形的像素信息B.顯示器的分辨率影響圖形的顯示質(zhì)量C.刷新頻率越高，圖形閃爍越明顯D.顏色深度決定了每個像素能夠表示的顏色數(shù)量E.圖形顯示的過程包括圖形的繪制和顯示輸出5.下列哪些屬于圖形的交互技術(shù)（）A.鼠標操作B.鍵盤輸入C.菜單技術(shù)D.拾取技術(shù)E.語音交互三、判斷題（總共10題，每題2分，請判斷下列說法的對錯，在括號內(nèi)打“√”或“×”）1.計算機圖形學(xué)主要研究如何在計算機中表示圖形、以及利用計算機進行圖形的計算、處理和顯示的相關(guān)原理、方法和技術(shù)。（）2.二維圖形的幾何變換中，旋轉(zhuǎn)變換的旋轉(zhuǎn)方向是順時針為正。（）3.多邊形的重心坐標一定在多邊形內(nèi)部。（）4.紋理映射是將紋理圖像映射到物體表面，從而增加物體表面細節(jié)的技術(shù)，紋理圖像只能是二維的。（）5.三維空間中的物體可以用多種表示方法，如線框模型、表面模型、實體模型等，實體模型能夠準確表示物體的所有幾何信息和拓撲信息。（）6.在圖形渲染中，頂點著色器負責(zé)對頂點進行操作，片段著色器負責(zé)對每個像素進行操作，它們的功能是完全獨立的，沒有任何關(guān)聯(lián)。（）7.反走樣技術(shù)可以減少圖形在顯示時的鋸齒現(xiàn)象，提高圖形的顯示質(zhì)量，但會增加圖形繪制的時間開銷。（）8.對于三維圖形的投影，正投影和斜投影的區(qū)別在于投影方向與投影平面的夾角不同，正投影的投影方向垂直于投影平面。（）9.計算機圖形學(xué)中的圖形處理只涉及二維圖形，不涉及三維圖形。（）10.圖形用戶界面（GUI）中的各種組件，如圖標、按鈕等，都是通過計算機圖形學(xué)技術(shù)實現(xiàn)的。（）四、簡答題（總共3題，每題10分）1.簡述掃描線填充多邊形的基本原理。2.什么是B樣條曲線？它有哪些優(yōu)點？3.說明圖形渲染管線的主要階段及其功能。五、綜合題（總共2題，每題15分）1.已知一個三角形的三個頂點坐標分別為\(A(1,1)\)，\(B(3,2)\)，\(C(2,4)\)，要求對該三角形進行平移變換，平移向量為\((2,-1)\)，然后再進行旋轉(zhuǎn)變換，旋轉(zhuǎn)角度為\(90°\)逆時針，求變換后的三角形頂點坐標。2.設(shè)計一個簡單的圖形交互程序，要求實現(xiàn)通過鼠標點擊在屏幕上繪制一個矩形，并且能夠?qū)L制的矩形進行平移和縮放操作。請描述實現(xiàn)該程序的主要步驟和關(guān)鍵技術(shù)點。答案：一、選擇題1.C2.A3.C4.B5.C6.A7.B8.C9.D10.D二、多項選擇題1.ABCD2.ABCD3.ABCD4.ABDE5.ABCDE三、判斷題1.√2.×3.×4.×5.√6.×7.√8.√9.×10.√四、簡答題1.掃描線填充多邊形的基本原理是：從多邊形的最上一條掃描線開始，順序處理每條掃描線與多邊形的交點，將交點兩兩配對，形成一系列的梯形，然后對這些梯形進行填充。通過掃描線與多邊形邊的交點判斷規(guī)則，確定哪些部分屬于多邊形內(nèi)部，從而完成填充。2.B樣條曲線是一種基于控制點定義的參數(shù)曲線。它具有局部性，改變一個控制頂點只會影響一段曲線；具有凸包性，曲線始終在控制多邊形的凸包內(nèi)；可以進行升階操作，提高曲線的逼近精度；并且可以精確表示二次曲線等。3.圖形渲染管線主要階段及其功能包括：頂點輸入階段，接收頂點數(shù)據(jù)；頂點著色器階段，對頂點進行變換和光照等操作；幾何著色器階段，對幾何圖元進行處理；光柵化階段，將幾何圖元轉(zhuǎn)換為片段；片段著色器階段，對片段進行顏色等計算；測試與混合階段，進行深度測試、模板測試等，并將片段顏色與幀緩沖中的顏色混合。五、綜合題1.平移變換：-\(A(1,1)\)平移后為\(A'(1+2,1-1)=(3,0)\)-\(B(3,2)\)平移后為\(B'(3+2,2-1)=(5,1)\)-\(C(2,4)\)平移后為\(C'(2+2,4-1)=(4,3)\)旋轉(zhuǎn)變換：-旋轉(zhuǎn)矩陣\(R=\begin{bmatrix}0&-1&0\\1&0&0\\0&0&1\end{bmatrix}\)-\(A'(3,0)\)旋轉(zhuǎn)后為\(A''(0\times3-1\times0,1\times3+0\times0,0)=(0,3)\)-\(B'(5,1)\)旋轉(zhuǎn)后為\(B''(0\times5-1\times1,1\times5+0\times1,1)=(-1,5)\)-\(C'(4,3)\)旋轉(zhuǎn)后為\(C''(0\times4-1\times3,1\times4+0\times3,3)=(-3,4)\)2.實現(xiàn)步驟：-監(jiān)聽鼠標點擊事件，記錄點擊位置作為