计算机图形学答案

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1、第三章习题答案3．1计算机图形系统的主要功能是什么？答：一个计算机图形系统应具有计算、存储、输入、输出、交互等基本功能，它们相互协作，完成图形数据的处理过程。1.计算功能计算功能包括：1）图形的描述、分析和设计；2）图形的平移、旋转、投影、透视等几何变换；3）曲线、曲面的生成；4）图形之间相互关系的检测等。2.存储功能使用图形数据库可以存放各种图形的几何数据及图形之间的相互关系，并能快速方便地实现对图形的删除、增加、修改等操作。3.输入功能通过图形输入设备可将基本的图形数据（如点、线等）和各种绘图命令输入到计算机中，从而构造更复杂的几何图形

2、。4.输出功能图形数据经过计算后可在显示器上显示当前的状态以及经过图形编辑后的结果，同时还能通过绘图仪、打印机等设备实现硬拷贝输出，以便长期保存。5.交互功能设计人员可通过显示器或其他人机交互设备直接进行人机通信，对计算结果和图形利用定位、拾取等手段进行修改，同时对设计者或操作员输入的错误给以必要的提示和帮助。3．2阴极射线管由哪些部分组成？它们的功能分别是什么？答：CRT主要由阴极、电平控制器（即控制极）、聚焦系统、加速系统、偏转系统和阳极荧光粉涂层组成，这六部分都在真空管内。阴极（带负电荷）被灯丝加热后，发出电子并形成发散的电子云。这些

3、电子被电子聚集透镜聚焦成很细的电子束，在带正高压的阳极（实际为与加速极连通的CRT屏幕内侧的石墨粉涂层，从高压入口引入阳极高电压）吸引下轰击荧光粉涂层，而形成亮点。亮点维持发光的时间一般为20～40mS。电平控制器是用来控制电子束的强弱的，当加上正电压时，电子束就会大量通过，在屏幕上形成较亮的点，当控制电平加上负电压时，依据所加电压的大小，电子束被部分或全部阻截，通过的电子很少，屏幕上的点也就比较暗。所以改变阴极和控制电平之间的电位差，就可调节电子束的电流密度，改变所形成亮点的明暗程度。利用偏转系统（包括水平方向和垂直方向的偏转板）可将电子

4、束精确定位在屏幕的任意位置上。只要根据图形的几何坐标产生适当的水平和垂直偏转磁场（或水平和垂直偏转板静电场），控制电于束的偏转，就可以在CRT荧光屏上得到发亮的图形轨迹。3．4分辨率为800×600，能显示216种颜色的显示器，至少需要选用帧缓存的容量为（1）512K（2）1M（3）2M（4）3M。答：1MB3．7灰度等级为256，分辨率为1024×768的显示器，至少需要选用帧缓存的容量为（1）512K（2）1M（3）2M（4）3M。答：1MB93．9说明显卡主要部分的功能。答：常见显卡的结构中包括：显卡的BIOS芯片、图形处理芯片、显存

5、、数模转换器（RandomAccessMemoryDigital-to-AnalogConverter，RAMDAC）芯片、接口等。显卡的工作原理如图2.16所示。1.显卡BIOS芯片显卡BIOS芯片主要用于保存VGA（VideoGraphicsArray，视频图形阵列）BIOS程序。VGABIOS是视频图形卡基本输入、输出系统（VideoGraphicsAdapterBasicInputandOutputSystem），它的功能与主板BIOS功能相似，主要用于显卡上各器件之间正常运行时的控制和管理，所以BIOS程序的技术质量（合理性和功能

6、）必将影响显卡最终的产品技术特性。2.图形处理芯片图形处理芯片是显卡的核心，显卡的性能基本上取决于图形处理芯片的技术类型和性能。可将它看做是完成图像生成与操纵的、独立于CPU的一个本地处理器，它管理与系统总线的接口，这个接口应具有零等待的猝发式传送能力。图形处理芯片的主要功能是依据设定的显示工作方式，自主地、反复不断地读取显示存储器中的图像点阵数据，将它们转换成R、G、B三色信号并配以同步信号送至显示器，即刷新屏幕。图形处理芯片还要提供一个由系统总线至显示存储器总线的通路，以支持CPU将主存中已修改好的点阵数据写入到显示存储器，即修改或更新

7、屏幕，这些修改数据写入显示存储器，一般都利用扫描回程的消隐时间进行，因此显示屏幕不会出现凌乱；或者显示存储器的容量足够大，保存不止一屏图像数据；待一屏数据修改完再用于刷新显示。图形处理芯片还有颜色查找表的功能。颜色查找表是由高速的随机存储器组成，用来存储表达像素色彩的代码。配置了颜色查找表的帧缓存中的每一像素对应单元的代码不再代表该像素的色彩值，而是代表了颜色查找表的地址索引。根据这一索引值读出的颜色查找表中所储存的像素色彩，经D/A转换后送至显示器。颜色查找表每个单元所包括的位数一般大于帧缓存的色彩值位数，从而采用颜色查找表可以起到丰富色

8、彩的作用。现在的图形处理芯片都具有图形加速功能，也就是说它提供图形函数的计算功能，专门用来执行图形加速任务，可以大大减少CPU所必须处理的图形函数，使CPU可以执行更多其他的任务