Брундасов. Компьютерная графика. Лекции / Экзаменационные вопросы по дисциплине Компьютерная графика

Список экзаменационных вопросов по дисциплине «Компьютерная графика»

для студентов специальности 010503 «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем»

Теоретические вопросы:

1. Предмет КГ. Направления КГ. Области применения КГ. Современные тенденции развития КГ.

2. История развития КГ. Современные тенденции развития КГ.

3. Основные понятия КГ. Аппаратное обеспечение КГ (видеоадаптеры, дисплеи, типы дисплеев). Принципы формирования изображения на дисплее.

4. Архитектура графических рабочих станций. Графический ускоритель. API (Application Program Interface). Графический ускоритель: устройство, виды видеоакселерации, основные возможности.

5. Архитектура графических рабочих станций. Технологии 3D графики: текстурирование, mip-mapping, билинейная, трилинейная и анизотропная фильтрация текстур, anti-aliasing, z-buffer, туман, прозрачность.

6. Архитектура графических рабочих станций. Принципы конвейерной архитектуры.

7. Общие положения алгоритмов сжатия изображений. Актуальность задачи, основные вопросы, классы изображений, классы приложений, требования приложений к алгоритмам компрессии, критерии сравнения алгоритмов. Сравнительная характеристика алгоритмов.

8. Общие положения алгоритмов сжатия изображений. Алгоритмы архивации без потерь: RLE, LZ/LZW, Хаффман.

9. Общие положения алгоритмов сжатия изображений. Алгоритмы архивации с потерями, проблемы алгоритмов архивации с потерями. Основные идеи алгоритмов: JPEG, фрактальный алгоритм, волновой алгоритмов.

10. Геометрическое моделирование и решаемые им задачи. Виды подобия в КГ. Понятия модели, геометрической модели. Задание объектов в координатной системе, понятие параметрического числа. Способы представления объектов: аналитические и координатные модели.

11. Представление геометрических моделей. Полигональные сетки и способы их задания.

12. Аффинные преобразования, их свойства, однородные координаты.

13. Аффинные преобразования на плоскости. Использование матричного представления. Составные аффинные преобразования на плоскости.

14. Аффинные преобразования в пространстве. Использование матричного представления. Составные аффинные преобразования в пространстве.

15. Проецирование. Общий вид преобразований в пространстве. Виды проекций. Проецирование в OpenGL.

16. Этапы создания графического объекта. Преобразование положения объекта. Понятие камеры Особенности матричных преобразований.

17. Понятие растрового алгоритма. Понятие связности. Основные требования, предъявляемые к растровым алгоритмам.

18. Растровое представление отрезка: постановка задачи, простейший алгоритм, алгоритм ЦДА.

19. Растровое представление отрезка: постановка задачи, алгоритм Брезенхейма.

20. Растровое представление отрезка: построение сглаженной линии (метод Флойда-Стейнберга, модификация алгоритма Брезенхейма, сглаживание всей сцены).

21. Растровое представление окружности: постановка задачи, простой алгоритм, алгоритм Брезенхейма.

22. Алгоритмы закраски области, заданной цветом границы.

23. Задача отсечения. Отсечение отрезков: алгоритм Коэна-Сазерленда, двумерный FC-алгоритм. Обобщение этих алгоритмов для трехмерного случая.

24. Задача отсечения. Отсечение отрезков: двумерный алгоритм Лианга-Барски. Обобщение алгоритма для трехмерного случая.

25. Задача отсечения. Отсечение отрезков: двумерный алгоритм Кируса-Бека. Обобщение алгоритма для трехмерного случая.

26. Задача отсечения. Обобщение алгоритмов Коэна-Сазерленда, Лианга-Барски, Кируса-Бека для трехмерного случая.

27. Задача отсечения. Проверка выпуклости и определения нормалей. Отсечение многоугольника (основные положения).

28. Задачи вычислительной геометрии: задача рационального поиска, задача локализации. Принадлежность точки многоугольнику. Уникальный запрос. Массовый запрос.

29. Задачи вычислительной геометрии: построение выпуклой оболочки. Простейший алгоритм построения выпуклой оболочки. Построение выпуклой оболочки по Грехему (метод обхода Грехема). Диаметр множества.

30. Задачи вычислительной геометрии: задача о ближайшей паре. Метод «Разделяй и властвуй для плоского случая».

31. Пересечение луча со сферой.

32. Пересечение луча с плоскостью и многоугольником.

33. Пересечение луча с прямоугольным параллелепипедом.

34. Удаление скрытых линий и поверхностей: классификация алгоритмов, понятие когерентности, отсечение нелицевых граней, алгоритмы удаления линий.

35. Удаление скрытых линий и поверхностей. Методы оптимизации, понятие когерентности.

36. Удаление скрытых линий и поверхностей: алгоритм удаления поверхностей с Z-буфером, построчный Z-буфер, иерархический Z-буфер, Z-пирамида.

37. Удаление скрытых линий и поверхностей: алгоритм разбиения области Варнока.

38. Удаление скрытых линий и поверхностей: алгоритм трассировки лучей (прямая и обратная, методы оптимизации).

39. Удаление скрытых линий и поверхностей, алгоритмы упорядочивания: сортировка граней, алгоритм художника, построение BSP деревьев.

40. Построение реалистических изображений: глобальная и локальная модели освещения (модель Фонга).

41. Построение реалистических изображений: вычисление векторов нормалей, модели закраски (однотонная, Гуро и Фонга), реализация закрашивания в OpenGL .

42. Построение реалистических изображений: прозрачность, тени, текстурирование, Mip-mapping.

43. Построение реалистических изображений – глобальные модели освещения: трассировка лучей и метод излучательности.

44. Интерактивные системы машинной графики. Виды графических языков. Графические языки высокого уровня. Синтаксические расширения языков программирования высокого уровня. Процедурные графические языки (API – Application Program Interface).

45. Стандартизация в машинной графике: стандарты, структура прикладной графической системы, переносимость, этапы преобразования координатной информации, метафайлы.

Список экзаменационных вопросов рассмотрен и утвержден на заседании кафедры «Информатика и программное обеспечение» № 1 от 31 августа 2010г.

Ведущий лектор Брундасов С.М.

Зав. кафедрой Подвесовский А.Г.

Секретарь Лагерев Д.Г.