考试大纲

考试大纲

计算机图形学考试大纲

时间:2017.08.03 来源:研究生部 字号

一、理解记忆计算机图形学的基本概念,了解图形学的应用和发展动向。

1.  理解记忆计算机图形学的概念。

2.  理解计算机图形学硬件系统的组成、功能和发展趋势。

3.  理解计算机图形学软件系统的组成、常用接口标准。

4.  了解计算机图形学与其它学科的关系。

5.  理解计算机图形学与图像处理的关系。

6.  了解计算机图形学的研究内容。

7.  能举例说明计算机图形学的应用领域。

8.  了解计算机图形学的发展动向。

二、理解光栅扫描图形显示器的工作原理,理解记忆扫描转换的概念,理解基本图形的生成原理和算法,理解区域填充、影线填充的原理和算法,能编程实现上述算法。

1.  能理解图形系统硬件设备的构成,包括CRT、液晶显示器的基本构成和工作原理、光栅显示器工作原理、常用输入输出设备的构成和基本工作原理。

2.  能理解扫描转换的概念并能说明扫描转换的主要工作。

3.  掌握基本图素的绘制原理和方法,包括各种二维直线绘制方法、二维圆弧绘制方法等。

4.  能理解并掌握直线的扫描转换算法,能用伪代码描述数值微分法、中点画线法、Bresenham画线法等算法,并能编程实现上述算法。

5.  能理解并掌握圆的扫描转换算法,能用伪代码描述中点画圆法、Bresenham画圆法等算法,并能编程实现上述算法。

6.  能理解并掌握椭圆的扫描转换算法,能用伪代码描述中点椭圆等算法,能编程实现该算法。

7.  能理解并掌握区域填充算法,能用伪代码描述种子填充算法、扫描线填充算法、圆与椭圆的填充算法、图案填充算法等算法,并能编程实现上述算法。

8.  能理解并掌握影线填充算法,能用伪代码描述该算法原理,能编程实现该算法。

三、理解记忆图形变换的方法、基本的二维变换矩阵和三维变换矩阵、齐次坐标技术,会求二维及三维的组合变换矩阵。

1.    理解和掌握二维比例变换、对称变换、错切变换、旋转变换、平移变换等基本变换,以及二维组合变换。

2.    理解和掌握三维比例变换、对称变换、错切变换、旋转变换、平移变换等基本变换,以及三维组合变换。

3.    理解记忆图形变换的方法。

4.    理解记忆求变换矩阵的两种方法。

5.    理解记忆基本的二维变换矩阵和三维变换矩阵。

6.    理解记忆齐次坐标技术。

7.    会求二维及三维的组合变换矩阵

四、掌握三维物体的表示方法与输出显示处理,了解投影的分类,理解记忆各种投影的概念,会求各种投影的变换矩阵;理解视向变换,会求视向变换矩阵;掌握二维/三维裁剪算法并能编程实现。

1.    掌握不同类型曲面的参数定义、性质及各种表示方法。

2.    理解记忆投影的分类,理解记忆各种投影的概念,会求各种投影的变换矩阵。

3.    理解世界坐标系和观察坐标系,会求视向变换矩阵,能说明使用观察坐标系的理由,能说明进行视向变换的理由。

4.    能说明进行窗口视区变换的理由,会求窗口视区变换矩阵。

5.    掌握直线段编码裁剪法,矢量裁剪法,中点分割裁剪法等裁减算法,并能用伪代码描述这三种算法并能编程实现。

6.    掌握多边形逐边裁剪算法、边界裁剪算法等裁减算法,并能用伪代码描述这三种算法并能编程实现。

五、理解常用曲线和曲面的推导过程,能写出推导步骤和计算公式,能编程实现算法。

1.    理解抛物样条曲线算法的推导过程,能写出绘制抛物样条曲线的步骤和计算公式,能够过三点定义一段抛物线,完成抛物线加权合成,理解抛物样条曲线的端点条件、抛物样条曲线的性质,能用伪代码描述该算法并能编程实现。

2.    理解三次参数样条曲线算法的推导过程,能写出绘制三次参数样条曲线的步骤和计算公式,掌握分段三次参数样条曲线的数学表达式和连续三次参数样条曲线的表达式,能用伪代码描述该算法并能编程实现。

3.    理解贝塞尔曲线算法的推导过程,能写出绘制贝塞尔曲线的步骤和计算公式,掌握二次/三次贝塞尔曲线的数学表达式,能够反算贝塞尔曲线控制点,能用伪代码描述该算法并能编程实现。

4.    理解B样条曲线算法的推导过程,能写出绘制B样条曲线的步骤和计算公式,,掌握二次/三次B样条曲线的数学表达式,能够反求B样条曲线的控制点及其端点性质,以及三次B样条曲线的特殊处理,能用伪代码描述该算法并能编程实现。

5.    掌握常用曲面的数学描述函数,了解二次曲面、扫描曲面、自由曲面、B样条曲面的生成过程。

六、理解光照、消隐等真实感图形显示技术,掌握常用的方法与技术。

1.    掌握光照模型和光线跟踪算法,了解图案、纹理、颜色空间的相关知识。

2.    掌握常用光反射模型及其实现方法,包括简单光反射模型、增量式光反射模型、局部光反射模型等。

3.    掌握光线投射模型和光线跟踪显示技术。

4.    理解消隐概念、消隐的必要性,掌握面消隐、线消隐的相关知识和基本算法。

5.    掌握消隐常用的方法与技术,包括最大最小试验、包含性检验、求平面的法矢和方程、空间两线段在投影面上的交点、深度检测等等。

6.    掌握凸多面体的消隐方法,能利用外法线与视轴的夹角判断凸多面体各面的可见性,能利用立体表面外法矢量与可见性的关系,消去凸多面体的隐藏线。

掌握阴影生成技术与算法,包括阴影扫描线算法、阴影多边形算法、阴影空间算法、阴影深度缓存算法等。