计算机图形学是一门涵盖广泛的学科,涉及图像的生成、处理和显示。本试卷涉及的知识点主要集中在图形学的基础概念和算法上,包括裁剪、填充、变换矩阵等核心概念。
1. **二维编码裁剪法**:这是一种用于裁剪线段的简单方法,通过将窗口划分为9个区域并为每个端点分配一个四位编码。如果线段的两个端点的编码进行按位或运算的结果为0,说明线段完全在窗口内;若进行按位与运算的结果不为0,表示线段部分在窗口内,需要进一步细分线段。
2. **多边形填充扫描线算法**:这种算法用于填充多边形内部。首先计算扫描线与多边形边的交点,然后按照交点的递增顺序排序,接着对交点进行配对形成相交区间,最后将这些区间内的像素设置为多边形的颜色。
3. **种子填充算法**:它是一种常见的图形填充方法,通过一个起始像素(种子像素)开始,将与其相邻且满足条件的像素加入到填充队列中,直到队列为空。这个过程通常用于图像处理和游戏开发中的区域填充。
4. **齐次坐标与变换矩阵**:齐次坐标允许在三维空间中方便地表示平移、旋转和缩放等几何变换。在矩阵运算中,引入齐次坐标可以将加法和乘法操作统一,简化了变换的表达。
5. **Liang-Barsky裁剪算法**:该算法用于裁剪直线段,将线段与窗口的边界分为入边和出边,根据线段参数确定裁剪后的起点和终点,简化了裁剪过程。
6. **DDA(Digital Differential Analyzer)扫描转换**:DDA算法是一种简单的直线绘制算法,通过连续计算中间点的坐标来绘制直线。在给定的题目中,要求计算从P0(0,0)到P1(10,4)的直线段,需要逐步求解坐标并画出路径。
7. **顶点变换**:对于给定的三角形ABC,需要对其进行逆时针旋转90度。在齐次坐标下,可以构建一个旋转矩阵,应用矩阵变换计算得到新的顶点坐标。
8. **边表与扫描线算法**:在多边形渲染中,边表用于跟踪多边形的边界。对于扫描线y=5,我们需要找到此时有效的边,这涉及到多边形的排序和边界检测。
以上是试卷中涉及的主要计算机图形学知识点。这些内容反映了图形学的基本理论和实际应用,对于理解和实现计算机图形系统至关重要。掌握这些知识可以帮助开发者创建复杂的图形界面、游戏场景或者进行高级的图像处理。