圖形學(xué)與可視化計(jì)算復(fù)習(xí)題

圖形學(xué)與可視化計(jì)算復(fù)習(xí)題20141簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的含義計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是利用計(jì)算機(jī)研究圖形的表示、生成、處理和顯示的學(xué)科。2計(jì)算機(jī)圖形主要分哪兩類？線框圖與真實(shí)感圖形各有什么特點(diǎn)？圖形主要分為兩類，一類是由線條組成的圖形，如工程圖、等高線地圖、曲面的線框圖等，另一類是類似于照片的明暗圖()，也就是通常所說的真實(shí)感圖形。3簡(jiǎn)述科學(xué)計(jì)算可視化的含義科學(xué)計(jì)算可視化是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將科學(xué)計(jì)算過程中或計(jì)算結(jié)果的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形或圖像在屏幕上顯示出來并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。4三維數(shù)據(jù)可視化有哪幾類主要的繪制方法？第一類是面繪制方法，首先由三維空間數(shù)據(jù)場(chǎng)構(gòu)造出中間幾何圖元（如物體表面、等值面等），再由傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)面繪制第二類是體繪制方法，不需要構(gòu)造中間幾何圖元，直接由三維數(shù)據(jù)生成屏幕上的二維圖像，稱為體繪制（）算法，或稱為直接體繪制（）方法第三類是混合繪制方法。在可視化應(yīng)用中，有時(shí)需要將幾何形體與體數(shù)據(jù)場(chǎng)在一幅圖像中混合顯示，將面繪制和體繪制技術(shù)結(jié)合起來，如通過面繪制表現(xiàn)骨骼，而通過直接體繪制表現(xiàn)肌肉、血管等結(jié)構(gòu)，稱為混合繪制（）。5光柵掃描顯示器有什么特點(diǎn)？有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？光柵掃描方式將需要顯示的圖形點(diǎn)陣分解成紅、綠、藍(lán)三基色，并將各像素對(duì)應(yīng)的色彩編碼儲(chǔ)存在幀緩存器內(nèi)，用來控制電子束在每一像素點(diǎn)的亮度，因而可在屏幕上產(chǎn)生一幅絢麗多彩的圖像光柵掃描顯示器則依靠幀緩存實(shí)現(xiàn)對(duì)屏幕圖形的刷新。光柵掃描顯示器最突出的優(yōu)點(diǎn)是：它不僅可以顯示物體的輪廓線，而且可以對(duì)每一象素的灰度或色彩進(jìn)行控制，能夠進(jìn)行面積填充，為真實(shí)感圖形的顯示提供了技術(shù)基礎(chǔ)。6簡(jiǎn)述光柵圖形的特點(diǎn)光柵圖也叫做位圖、點(diǎn)陣圖、像素圖，簡(jiǎn)單的說，就是最小單位由像素構(gòu)成的圖,只有點(diǎn)的信息.縮放時(shí)會(huì)失真。每個(gè)像素有自己的顏色，7．簡(jiǎn)述圖形學(xué)中光柵化的含義為了顯示三角形的三條邊，圖形系統(tǒng)必須生成一組像素，使這組像素看起來像三角形的邊線。將幾何形體的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為像素在幀緩存里的位置和顏色的過程稱為光柵化或掃描轉(zhuǎn)換。8簡(jiǎn)述圖形學(xué)中幀緩存的含義 這里“幀”是指整個(gè)屏幕范圍，該存儲(chǔ)器保存一組對(duì)應(yīng)于屏幕所有像素點(diǎn)的顏色值，電子束在屏幕上逐點(diǎn)移動(dòng)時(shí)從幀緩存中取出對(duì)應(yīng)的值，控制像素點(diǎn)的顏色和亮度。9屏幕坐標(biāo)系的原點(diǎn)，x軸及y軸的方向一般是怎么規(guī)定的？10屏幕上的圖形坐標(biāo)系(笛卡爾坐標(biāo)系)的x軸及y軸的方向一般是怎么規(guī)定的？右手系的笛卡爾坐標(biāo)系中給出對(duì)象的幾何描述。11簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中建模坐標(biāo)系、世界坐標(biāo)系以及觀察坐標(biāo)系的基本概念以及它們之間的聯(lián)系。通常，在構(gòu)造或顯示一個(gè)場(chǎng)景的過程中會(huì)使用幾個(gè)不同的笛卡爾坐標(biāo)系。為了建模的方便，首先在各自的坐標(biāo)系統(tǒng)中構(gòu)造每一個(gè)對(duì)象的形狀，這些坐標(biāo)系稱為建模坐標(biāo)系或局部坐標(biāo)系。指定了單個(gè)物體的形狀后，就可以將所有對(duì)象放到一個(gè)統(tǒng)一的世界坐標(biāo)系中，構(gòu)造用戶設(shè)定的場(chǎng)景，這一步涉及從各自的建模坐標(biāo)系到統(tǒng)一的世界坐標(biāo)系的變換。如可以在各個(gè)獨(dú)立的建模坐標(biāo)系中分別定義自行車的零件(車輪、車架、坐墊、把手、齒輪、鏈條、踏板等)，然后將這些零件在世界坐標(biāo)系中裝配起來。也可以直接在世界坐標(biāo)系中建立各對(duì)象的形狀，從而跳過建模坐標(biāo)和建模變換兩步，但對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景，建模過程會(huì)很復(fù)雜。12計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中基本圖元一般包括哪些？包括字符串和幾何單元，如點(diǎn)、直線、曲線、填充區(qū)域(通常為多邊形)等13中所有幾何圖元最終都由頂點(diǎn)來描述，將每組頂點(diǎn)放在函數(shù)()和()之間，由()的參數(shù)來指定相應(yīng)的幾何圖元，參數(shù)、、各有什么含義？ 獨(dú)立的點(diǎn) 一對(duì)頂點(diǎn)表示一條線段 三個(gè)頂點(diǎn)構(gòu)成的三角形每相鄰的兩個(gè)兩點(diǎn)組成一對(duì)，在該兩點(diǎn)之間繪直線14絕大多數(shù)函數(shù)都遵循一種命名約定，解釋函數(shù)3f（）中、、3及f的含義。如3f的根名稱是，前綴表示函數(shù)庫，后綴3f表示這個(gè)函數(shù)接受3個(gè)浮點(diǎn)類型的參數(shù)。15直線段掃描轉(zhuǎn)換的數(shù)字微分法中，當(dāng)線段斜率的絕對(duì)值小于1或大于1時(shí)，掃描轉(zhuǎn)換的方式有什么不同？為什么要這么做？注意上述分析的算法僅適用于≤1的情形。在此情況下，x每增加1，y至多增加1。當(dāng)>1時(shí)，必須把x，y的地位互換：1=1該算法能在有限的線段長(zhǎng)度內(nèi)，根據(jù)斜率的不同合理確定盡可能多的像素來逼近該直線段。16直線段掃描轉(zhuǎn)換的算法中，當(dāng)線段斜率的絕對(duì)值小于1或大于1時(shí)，掃描轉(zhuǎn)換的方式有什么不同？為什么要這么做？ 斜率小于1的直線的掃描轉(zhuǎn)換過程，沿線段路徑的像素位置由以單位x間隔的采樣來確定。從給定線段的左端點(diǎn)(x0,y0)開始，逐步處理每個(gè)后繼列(x位置)，并在其掃描線y值最接近線段的像素上繪出一點(diǎn)。當(dāng)斜率大于1時(shí)，也必須把x，y的地位互換。思路：固定直線的兩個(gè)端點(diǎn)，控制總體誤差。17簡(jiǎn)述凸多邊形的掃描線填充算法掃描線填充算法的原理是：待填充區(qū)域按y方向(或x方向)掃描線的順序，計(jì)算掃描線與多邊形的相交區(qū)間，再用指定的顏色填充這些區(qū)間的像素，區(qū)間的端點(diǎn)可以通過計(jì)算掃描線與多邊形邊界的交點(diǎn)求得。18為什么圖形系統(tǒng)一般將多邊形限定為凸多邊形，最簡(jiǎn)單的凸多邊形是什么？對(duì)凹多邊形的填充判斷比較復(fù)雜。對(duì)于凸多邊形，掃描線填充過程可以簡(jiǎn)化，每一條掃描線與多邊形至多有兩個(gè)交點(diǎn)，可以使用坐標(biāo)范圍來確定哪些邊與掃描線相交，當(dāng)掃描線與單個(gè)頂點(diǎn)相交時(shí)，僅繪出該點(diǎn)本身，當(dāng)有兩個(gè)交點(diǎn)時(shí)，兩交點(diǎn)之間的部分都是多邊形內(nèi)部的點(diǎn)。19一個(gè)多邊形有幾個(gè)面？中下列函數(shù)定義了多邊形的哪一種環(huán)繞方向?yàn)檎颍?)；()一個(gè)多邊形有兩個(gè)面，正面和背面。頂點(diǎn)的指定次序以及排列方向稱為環(huán)繞()定義順時(shí)針環(huán)繞的多邊形為正面，參數(shù)定義逆時(shí)針環(huán)繞的多邊形為正面。20字符圖元中的字體有哪兩種表示方法？第一種稱為位圖字體(或光柵字體)，每個(gè)字符都由一個(gè)二值形式的點(diǎn)陣圖案表示。第二種表示方法稱為輪廓字體，又稱筆畫字體或向量字體。每個(gè)字符的外形輪廓均由直線和曲線段來描述，21什么是圖形的走樣？引起走樣的原因是什么？圖形光柵化的過程中由于圖元的坐標(biāo)點(diǎn)離散化為整數(shù)像素位置，因此光柵化后生成的圖元具有鋸齒形或階梯狀的外觀。當(dāng)我們把對(duì)象的連續(xù)表示(無限的分辨率)變換為對(duì)象的離散表示時(shí)，不可避免地會(huì)出現(xiàn)這類誤差，這種由于低頻采樣(不充分采樣)而造成的圖形失真稱為走樣()。22圖形的反走樣主要有哪些方法？一種簡(jiǎn)單、直接的反走樣方法，就是把屏幕看成由比實(shí)際更細(xì)的網(wǎng)格所覆蓋，從而增加采樣頻率，然后根據(jù)這種更細(xì)網(wǎng)格，使用采樣點(diǎn)來確定每個(gè)屏幕像素的合適亮度。這種在高分辨率下對(duì)對(duì)象進(jìn)行采樣并在較低分辨率上顯示其結(jié)果的技術(shù)稱為過采樣()，也稱為后濾波()另一種方法是通過計(jì)算待顯示的每個(gè)像素在對(duì)象上的覆蓋區(qū)域來確定像素的亮度。計(jì)算覆蓋區(qū)域的反走樣稱為區(qū)域采樣()，也稱為前濾波()。23圖形反走樣中過采樣方法的原理是什么?后濾波則首先從原始連續(xù)信號(hào)獲取離散采樣值，然后再用這些采樣值計(jì)算像素值(在采樣之后進(jìn)行濾波)。24圖形反走樣中區(qū)域采樣方法的原理是什么?前濾波就是在采樣前對(duì)原始連續(xù)信號(hào)進(jìn)行處理直接獲取各個(gè)像素應(yīng)有的亮度(在采樣之前進(jìn)行濾波)。25圖形學(xué)中幾何變換與坐標(biāo)變換的概念，兩者有什么聯(lián)系？第一種是物體相對(duì)于一個(gè)固定的坐標(biāo)系進(jìn)行變換，即對(duì)物體的每一個(gè)頂點(diǎn)進(jìn)行變換，改變它的位置、大小或方向，稱為幾何變換。第二種觀點(diǎn)將物體看做固定不動(dòng)，而坐標(biāo)系則相對(duì)于物體做變換，稱為坐標(biāo)變換。26圖形學(xué)中基本的幾何變換包括哪些？平移、旋轉(zhuǎn)、縮放。26什么是齊次坐標(biāo)，圖形學(xué)中采用齊次坐標(biāo)有什么優(yōu)點(diǎn)？二維坐標(biāo)(x,y)擴(kuò)充為三維表示(,,w)，稱為齊次坐標(biāo)，其中齊次參數(shù)w是一個(gè)非零值，利用齊次坐標(biāo)，就可以用統(tǒng)一的矩陣相乘的形式來表示所有的幾何變換，這27下列變換矩陣哪個(gè)是平移變換？哪個(gè)是旋轉(zhuǎn)變換；哪個(gè)是縮放變換？矩陣中個(gè)參數(shù)的含義？28怎么由基本幾何變換得到復(fù)合變換的合成矩陣？復(fù)合變換的結(jié)合是每次的變換矩陣相乘，即將多個(gè)基本變換進(jìn)行串乘；29寫出兩個(gè)連續(xù)的平移變換、旋轉(zhuǎn)變換及平移變換的表達(dá)式（X’）()-（Y’）()（X’）()+（Y’）()30在二維圖形變換中，若圖形軟件包僅提供繞坐標(biāo)系原點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)函數(shù)時(shí)，繞任意基準(zhǔn)點(diǎn)(,)的旋轉(zhuǎn)可以通過哪幾步復(fù)合變換來實(shí)現(xiàn)？寫出復(fù)合變換矩陣的簡(jiǎn)要形式。1、平移對(duì)象使基準(zhǔn)點(diǎn)位置移動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)；2、繞坐標(biāo)原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)；3、平移對(duì)象使基準(zhǔn)點(diǎn)回到其原來的位置。31在二維圖形變換中，若圖形軟件包僅提供相對(duì)于坐標(biāo)系原點(diǎn)的縮放函數(shù)時(shí)，要實(shí)現(xiàn)相對(duì)于任意基準(zhǔn)點(diǎn)(,)的縮放，可以通過哪幾步復(fù)合變換來實(shí)現(xiàn)？寫出復(fù)合變換矩陣的簡(jiǎn)要形式。1、平移對(duì)象使固定點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)重合；2、相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)行縮放；3、平移對(duì)象使固定點(diǎn)返回到原來的位置。32對(duì)于二維圖形變換，在坐標(biāo)系中，有一個(gè)原點(diǎn)在(x0,y0)、方向角為的xy坐標(biāo)系。為了將對(duì)象描述從坐標(biāo)系變換到xy坐標(biāo)系，可以通過哪幾步復(fù)合變換來實(shí)現(xiàn)？寫出復(fù)合變換矩陣的簡(jiǎn)要形式。(1)將x'y'坐標(biāo)系的原點(diǎn)(x0,y0)平移到坐標(biāo)系的原點(diǎn)(0,0);(2)將x'軸旋轉(zhuǎn)到x軸上。33三維平移變換的矩陣形式為：解釋參數(shù),,的含義。平移34三維空間相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)縮放變換的矩陣形式為：解釋參數(shù),,的含義縮放比例35中，函數(shù)(,,)有什么功能，其參數(shù)有什么含義？平移變換函數(shù)。函數(shù)名后綴*為參數(shù)類型，為f(浮點(diǎn)型)或d(雙精度型)。平移參數(shù),,可賦予任意實(shí)數(shù)，對(duì)于二維平移，=0；36中，函數(shù)(,,,)有什么功能，其參數(shù)有什么含義？旋轉(zhuǎn)變換函數(shù)。需要設(shè)定經(jīng)過坐標(biāo)系原點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)軸的角度和方向，向量(,,)的分量可以是任意的浮點(diǎn)數(shù)。函數(shù)名后綴*為參數(shù)類型，為f(浮點(diǎn)型)或d(雙精度型)，參數(shù)賦以旋轉(zhuǎn)角度，由該函數(shù)將其轉(zhuǎn)換成弧度后再進(jìn)行三角計(jì)算。如：(90.0,0.0,0.0,1.0);表示繞z軸旋轉(zhuǎn)90度。37中，函數(shù)(,,)有什么功能，其參數(shù)有什么含義？縮放變換函數(shù)：縮放變換中需要設(shè)定相對(duì)于坐標(biāo)系原點(diǎn)的三個(gè)坐標(biāo)縮放系數(shù)。函數(shù)名后綴*為參數(shù)類型，為f(浮點(diǎn)型)或d(雙精度型)，縮放參數(shù)可以賦以任何實(shí)數(shù)。如：(2.0,-3.0,1.0);表示在x方向縮放兩倍，在y方向縮放3倍，且相對(duì)于平面鏡像反射。38要繪制兩個(gè)球體，以下一段代碼：();();(0.0f,10.0f,0.0f);(1.0f,15,15);();再次復(fù)位模型視圖矩陣(10.0f,0.0f,0.0f);(1.0f,15,15);最終會(huì)得到圖A還是圖B的結(jié)果？為什么？ABA圖。再次復(fù)位模型視圖矩陣，球體重新移動(dòng)到源點(diǎn)。39什么是裁剪窗口，什么是視口，視口變換的含義是什么？往往在圖形顯示時(shí)只需要顯示圖形的某一部分，這時(shí)可以在投影面上定義一個(gè)窗口。只有在窗口內(nèi)的圖形才顯示，而窗口外的部分則不顯示。在屏幕上也可以定義一個(gè)矩形，稱為視口二維場(chǎng)景中要顯示的部分稱為裁剪窗口()，因?yàn)樗性诖藚^(qū)域之外的場(chǎng)景都要被裁去，只有在裁剪窗口內(nèi)的場(chǎng)景才能顯示在屏幕上。40簡(jiǎn)述模型變換、視圖變換以及模型視圖變換的含義。模型變換的目的是設(shè)置模型的位置和方向，平移、旋轉(zhuǎn)和縮放是模型變換中常用的操作，視圖變換把觀察點(diǎn)放在任何期望的位置上，并從任何設(shè)定的方向進(jìn)行觀察。向后移動(dòng)對(duì)象(視線指向遠(yuǎn)方)和向前移動(dòng)觀察點(diǎn)效果是一樣的，把這兩種變換割裂開來是沒有意義的，有時(shí)使用一種變換比使用另一種變換要方便的多。在中，將這兩種變換組合為模型視圖變換41在三維觀察中，將對(duì)象從從世界坐標(biāo)系變換到觀察坐標(biāo)系可通過哪幾步復(fù)合變換來實(shí)現(xiàn)？(1)平移觀察坐標(biāo)系原點(diǎn)到世界坐標(biāo)系原點(diǎn)。(2)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，分別讓，和軸對(duì)應(yīng)到世界坐標(biāo)系的，和軸。42透視投影矩陣為：其中參數(shù)d的物理含義是什么？稱d為非均勻透視投影縮放因子：即離投影中心越遠(yuǎn)，對(duì)象的圖像越小；離投影中心越近，對(duì)象的圖像越大。43在三維觀察中裁剪窗口與正投影觀察體的關(guān)系是什么？在中指定正投影觀察體的函數(shù)為(,,,,,)解釋其中6個(gè)參數(shù)的含義。?裁剪窗口用投影函數(shù)設(shè)定：?(,,,,);?參數(shù)、指定x方向的最小最大值，、指定y方向的最小最大值，、指定z方向的最小最大值。

44在三維觀察中裁剪窗口與透視投影觀察體的關(guān)系是什么？在中指定透視投影棱臺(tái)觀察體的函數(shù)為：(,,,);解釋其中4個(gè)參數(shù)的含義。(,,,);其中參數(shù)均為雙精度浮點(diǎn)數(shù)。前兩個(gè)參數(shù)定義近裁剪平面上的裁剪窗口尺寸和位置，后兩個(gè)參數(shù)指定從觀察點(diǎn)(坐標(biāo)系原點(diǎn))到近和遠(yuǎn)裁剪平面的距離。參數(shù)表示視場(chǎng)角，即上下裁剪平面之間的夾角，該角可賦以0到180度之間的任何角度。參數(shù)為裁剪窗口的縱橫比(寬度/高度)。近和遠(yuǎn)裁剪平面必須永遠(yuǎn)位于負(fù)軸，和都必須賦以正值，且近和遠(yuǎn)平面的位置為=,=。45在中指定透視投影棱臺(tái)觀察體的函數(shù)為：(,,,,,)解釋其中6個(gè)參數(shù)的含義.所有參數(shù)均為雙精度浮點(diǎn)數(shù)，近平面是觀察平面，且投影參考點(diǎn)位于觀察坐標(biāo)系原點(diǎn)。該函數(shù)與正交平行投影函數(shù)有相同的參數(shù)，但近和遠(yuǎn)裁剪平面的距離必須是正的，前四個(gè)參數(shù)設(shè)定近平面上裁剪窗口的坐標(biāo)，后兩個(gè)參數(shù)指定從坐標(biāo)系原點(diǎn)沿負(fù)軸到近和遠(yuǎn)裁剪平面的距離，=,=。46平面的一般方程為：+++D=0其中參數(shù)A、B、C的幾何含義是什么？由此可見，平面方程中的參數(shù)A、B、C就是這個(gè)平面的法向量N的分量。47簡(jiǎn)述可見性判別中深度緩存算法的基本原理。首先將深度緩存器和顏色緩存器初始化，把深度緩存器中所有單元設(shè)置為一個(gè)最大可能的深度值，把顏色緩存器中各單元設(shè)置為背景顏色，然后將場(chǎng)景中的物體不分次序地投影到像平面上去。對(duì)于每個(gè)投影點(diǎn)(像素)，將投影物體在該點(diǎn)處的深度與深度緩存器中保存的深度值進(jìn)行比較，如果前者小于后者，那么就將當(dāng)前被投影物體的顏色寫到顏色緩存器中去，同時(shí)用當(dāng)前投影物體的深度去更新深度緩存器中記錄的深度值；否則不做任何操作。48簡(jiǎn)述可見性判別中深度緩存算法的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)：深度緩存算法中物體投影到象平面上的次序是任意的，無須將場(chǎng)景中的表面進(jìn)行排序，物體之間的遮擋關(guān)系是通過深度緩存器進(jìn)行深度比較加以確定的，在算法上易于實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)一：深度緩存算法只能顯示距離視點(diǎn)最近的物體，而且這些物體都是不透明的，無法看到被遮擋的物體。缺點(diǎn)二：深度緩存算法經(jīng)常執(zhí)行一些最終不起作用的中間計(jì)算過程。由于對(duì)象按任意次序進(jìn)行處理，因此有些表面進(jìn)行了顏色計(jì)算但事后又被更近的表面所代替，浪費(fèi)了計(jì)算資源。49簡(jiǎn)述可見性判別中畫家算法的原理。初始時(shí)，把顏色緩存器置成背景顏色，在執(zhí)行過程中，物體按距視點(diǎn)由遠(yuǎn)到近的次序投影到象平面上。由于后投影的物體遮擋先投影的物體，所以后投影到象平面上的物體將覆蓋顏色緩存器中的顏色。如果當(dāng)前投影的物體是不透明的，它將完全覆蓋對(duì)應(yīng)的投影像素，顏色緩存器中該像素的值就寫入這個(gè)物體的顏色。如果當(dāng)前投影的物體是半透明的，它將部分覆蓋對(duì)應(yīng)的投影像素，這就需要把該物體顏色和顏色緩存器中的顏色合成起來，并用合成的顏色更新顏色緩存器中的顏色值。50繪制真實(shí)感三維圖形主要包括哪些技術(shù)？51光照明模型包括哪幾種光，各有什么特點(diǎn)？環(huán)境光：環(huán)境光是經(jīng)過場(chǎng)景中的物體多次散射，沒有明確來源（好象來自四面八方）的光。只有環(huán)境光是不能產(chǎn)生真實(shí)感圖形的。漫反射光：漫反射光來自某個(gè)明確的方向，被物體表面均勻地反射。盡管漫反射光被均勻地反射回去，但在相同光源條件下，被垂直照射的物體表面比從某個(gè)角度斜照過來時(shí)要亮，這說明垂直照射時(shí)漫反射光的強(qiáng)度比傾斜照射時(shí)要大，物體表面上某點(diǎn)漫反射光的強(qiáng)度既與材質(zhì)有關(guān)，也與光源相對(duì)于該點(diǎn)的位置有關(guān)，表現(xiàn)為與該點(diǎn)入射光的角度有關(guān)。高亮區(qū)域是由鏡面反射光所造成。在粗糙表面產(chǎn)生漫反射光，而在光滑表面則產(chǎn)生鏡面反射光。下圖給出了表面某點(diǎn)處的鏡面反射方向。鏡面反射角等于入射角，52光照明模型中環(huán)境光、漫射射光、鏡面反射光各有什么特點(diǎn)？粗糙或顆粒狀表面將反射光向各個(gè)方向發(fā)散出去。這種發(fā)散稱為漫反射()。有些反射光會(huì)集中成醒目的或明亮的一個(gè)點(diǎn)，這稱為鏡面反射()。這種醒目效果在光亮表面比灰暗表面要明顯得多。場(chǎng)景中的環(huán)境光是該場(chǎng)景各個(gè)表面的反射光綜合的光照效果。53描述漫反射光強(qiáng)度的公式為：=簡(jiǎn)述各參數(shù)的含義。入射光方向與表面法線方向之間的夾角為入射角()，記為q，設(shè)物體表面的漫反射系數(shù)()為，入射光強(qiáng)度為，54描述鏡面反射光強(qiáng)度的公式為：簡(jiǎn)述各參數(shù)的含義。設(shè)鏡面反射系數(shù)為，光源強(qiáng)度為，觀察方向V與鏡面反射方向R之間的夾角為f。指數(shù)稱為鏡面的高光系數(shù)，光滑表面的值較大(如100或更大)，粗糙表面的值較小(小到1)55簡(jiǎn)述多邊形內(nèi)光照計(jì)算中明暗處理的基本原理。首先計(jì)算多邊形各頂點(diǎn)的光強(qiáng)，再用雙線性插值，求出多邊形內(nèi)部各點(diǎn)的光強(qiáng)算法步驟：計(jì)算多邊形頂點(diǎn)的平均法向用簡(jiǎn)單光照明模型計(jì)算頂點(diǎn)的光強(qiáng)插值計(jì)算多邊形各邊上各點(diǎn)的光強(qiáng)沿掃描線插值計(jì)算多邊形內(nèi)各點(diǎn)的光強(qiáng)。56簡(jiǎn)述多邊形內(nèi)光照計(jì)算中明暗處理的基本原理。提出雙線性法向插值，以時(shí)間為代價(jià)，解決鏡面反射的馬赫帶效應(yīng)問題保留雙線性插值，對(duì)多邊形邊上的點(diǎn)和內(nèi)域各點(diǎn)，對(duì)頂點(diǎn)的法向量進(jìn)行插值，而原頂點(diǎn)的法向量，仍用相鄰多邊形的法向作平均。由插值得到各點(diǎn)法向，計(jì)算多邊形內(nèi)每個(gè)像素點(diǎn)的光強(qiáng)。57光照計(jì)算中，材質(zhì)的顏色反映什么特性？材質(zhì)本身有屬于自己的顏色，材質(zhì)的顏色由它所反射的光的顏色決定。材質(zhì)也具有不同的環(huán)境光、散射光和鏡面光顏色，他們決定了材質(zhì)對(duì)紅、綠、藍(lán)光的反射率，材質(zhì)的環(huán)境光反射屬性與光源的環(huán)境光成分組合，散射光反射屬性與光源的散射光成分組合，鏡面光反射屬性與光源的鏡面光成分組合。58簡(jiǎn)述二維等值線生成中單元剖分法的基本原理。算法的基本思想是利用對(duì)角線將矩形單元分成四個(gè)三角形單元，見圖6，求出中心點(diǎn)的函數(shù)值，等值線的抽取直接在每個(gè)三角片中進(jìn)行。由于每一個(gè)三角片至多只包含一條等值線，因而在由三角片的三個(gè)點(diǎn)決定的平面內(nèi)，可直接用直線段連接等值線。59簡(jiǎn)述三維等值面生成中（移動(dòng)立方體）方法的基本原理。假定原始數(shù)據(jù)是離散的三維空間規(guī)則數(shù)據(jù)，一個(gè)體元定義為由相鄰層上的8個(gè)頂點(diǎn)組成的一個(gè)長(zhǎng)方體。為了在三維數(shù)據(jù)中構(gòu)造等值面，應(yīng)先給定所求等值面的值，該方法的基本原理是逐個(gè)處理所有的體元，將體元各頂點(diǎn)處的值與給定的閾值進(jìn)行比較，首先找出與等值面相交的體元，然后通過插值求等值面與體元棱邊的交點(diǎn)，并將各交點(diǎn)連成三角形來構(gòu)成等值面片，所有體元中的三角形集合就構(gòu)成了等值面。由于這一方法是逐個(gè)處理所有的體元，60．直接體繪制方法中，光線吸收與發(fā)射模型的表達(dá)式為：簡(jiǎn)述該公式的物理含義2.8式表達(dá)了背景光I0與所賦顏色為C的光源在透明度T(D)的作用下合成的光強(qiáng)度。其中第1項(xiàng)代表從背景處射入的光經(jīng)過三維數(shù)據(jù)場(chǎng)的吸收以后(即乘以數(shù)據(jù)場(chǎng)的透明度)到達(dá)觀察點(diǎn)的光強(qiáng)，第2項(xiàng)表示