Вопросы к экзамену по дисциплине Компьютерная Графика
1. К задачам компьютерной графики относятся: Визуализация, построение изображения графического объекта по его описанию (прикладной модели), преобразование и распознавание изображений.
2. Геометрические характеристики растра – это Разрешающая способность, Размер, Форма пикселов
3. Диапазон длин волн для видимого света составляет: от 380 (фиолетовый) до 780 нм (красный)
4. К характеристикам цвета относятся: Цветовой тон, Яркость, Насыщенность (или чистота тона)
5. Наука, изучающая цвет и его измерения, называется: колориметрия
6. Цвет имеет следующую размерность: Цвет - трехмерен
7. Формулировка первого закона колориметрии включает следующую фразу: Цвет трехмерен— для его описания необходимы три компоненты. Любые четыре цвета находятся в линейной зависимости, хотя существует неограниченное число линейно независимых совокупностей из трех цветов.
8. Что общего у цветовых моделей RGB и CMY? Если смешать два RGB-цвета, то получится CMY-значение; если же, наоборот, смешать два CMY-цвета, то на этот раз получится RGB-значение
Какими цветовыми характеристиками описывают цвет в модели HSV?
10. К частным случаям аффинных преобразований на плоскости относятся: Движения (это параллельные переносы, повороты, различные симметрии и их комбинации), растяжения и сжатия относительно прямой.
11. С помощью каких преобразований можно выполнить поворот точки P на угол Alpha относительно точки A? аффинных
12. Аксонометрическую проекцию можно отнести к: (это способ изображения геометрических предметов на чертеже при помощи параллельных проекций.)
13. Что такое графические примитивы? Это минимальные графические объекты, которые составляют векторный рисунок.
14. Какой принцип положен в основу алгоритмов Брезенхейма? (используется только целочисленная арифметика)
15. Понятие четырёхсвязности формулируется следующим образом: (соседними считаются точки, отличающиеся на 1 по одной координате)
16. При построении окружности какая её часть непосредственно строится в алгоритме Брезенхейма? Строится только 1/8 часть окружности — от π/2 до π/4, причём по часовой стрелке. Вся остальная окружность получается путём отражения этой части относительно центра окружности, горизонтальной и вертикальной осей, а также прямых y = x + b и y = –x + b, проходящих через центр окружности.
17. Где используются сплайны? создание сложных трехмерных моделей, применяются в качестве линий траектории движения объектов при анимации.
18. В аналитической модели используются следующие описания поверхностей:
z=f(x,y) – описание с помощью функции, ^ F(x,y,z)=0 – описание с помощью неявного уравнения.
Часто используется параметрическая форма описания поверхности:
,где s и t – параметры, которые изменяются в определенном диапазоне, а функции Fx, Fy и Fz определяют форму поверхности.
19. К элементам векторной полигональной модели относятся: вершины, отрезки прямых (векторы), полилинии, полигоны, полигональные поверхности.
20. К достоинствам векторной полигональной модели относятся:
● удобство масштабирования объектов. При увеличении или уменьшении объекты выглядят более качественно, чем при растровых моделях описания. Диапазон масштабирования определяется точностью аппроксимации и разрядностью чисел для представления координат вершин;
● небольшой объем данных для описания простых поверхностей, которые адекватно аппроксимируются плоскими гранями;
● необходимость вычислять только координаты вершин при преобразованиях систем координат или перемещении объектов;
● аппаратная поддержка многих операций в современных графических видеосистемах, которая обусловливает достаточно высокую скорость для анимации.
21. Где обычно применяется воксельная модель? для визуализации и анализа медицинской и научной информации
22. Принцип действия алгоритма Z-буфера следующий:
Идея z- буфера является простым обобщением идеи о буфере кадра. Буфер кадра используется для запоминания атрибутов (интенсивности) каждого пиксела в пространстве изображения, z-буфер - это отдельный буфер глубины, используемый для запоминания координаты z или глубины каждого видимого пиксела в пространстве изображения. В процессе работы глубина или значение z каждого нового пиксела, который нужно занести в буфер кадра, сравнивается с глубиной того пиксела, который уже занесен в z -буфер. Если это сравнение показывает, что новый пиксел расположен впереди пиксела, находящегося в буфере кадра, то новый пиксел заносится в этот буфер и, кроме того, производится корректировка z -буфера новым значением z. Если же сравнение дает противоположный результат, то никаких действий не производится. По сути, алгоритм является поиском по х и у наибольшего значения функции z (х, у).
23. Интенсивность отражённого света по модели Фонга вычисляется следующим образом:
,
где r − расстояние от точки отражения до наблюдателя, а 
− некоторая константа. Иногда, для ускорения вычислений, берут не вторую, а первую степень расстояния r.
(2 вариант ответа: 
, где 
— вектор нормали, 
— направление проецирования, 
— коэффициент фонового освещения, 
— коэффициент зеркального освещения, 
— коэффициент диффузного освещения)
24. Закон Ламберта применяется для: теоретических исследований и для приближённых фотометрических и светотехнических расчётов.
25. Чем отличаются алгоритмы закрашивания Гуро и Фонга? алгоритм Фонга обеспечивает более высокое качество при меньшем количестве полигонов, дает более точные результаты при затенении полигонов по сравнению с затенением Гуро, но более медленный.
26. Чаще всего, какую триангуляцию используют в задачах компьютерной графики? триангуляция Делоне
27. Нормаль – это прямая, ортогональная (перпендикулярная) касательному пространству (касательной прямой к кривой, касательной плоскости к поверхности и т. д.)
28. Видовая система координат – это: В видовой системе координат (ВСК) View направление осей зависит от того, какая в данный момент выбрана проекция
29. В чём заключается эффект полос Маха? – это эффект, представляющий собой краевой контраст, возникающий при рассматривании двух равномерно окрашенных серых или цветных пятен, которые имеют разную яркость и разделены плавным переходом от одной яркости к другой. При этом субъективно воспринимается не плавный переход между пятнами, а иллюзорные полосы. Так, в области светлого пятна воспринимается еще более светлая полоса, а темного - еще более темная
30. В компьютерной графике применяется закон Снеллиуса. Где? закон Снеллиуса описывает преломление света на границе двух прозрачных сред
31. Все известные цветовые модели можно отнести к следующим классам: аппаратно-зависимые (RGB, CMYK), аппаратно-независимые (XYZ, Lab) и психологические (HSB, HSV, HSL)
32. Положительными чертами метода трассировки лучей являются:
а) возможность рендеринга гладких объектов без аппроксимации их полигональными поверхностями (например, треугольниками); б) вычислительная сложность метода слабо зависит от сложности сцены; в) высокая алгоритмическая распараллеливаемость вычислений — можно параллельно и независимо трассировать два и более лучей, разделять участки (зоны экрана) для трассирования на разных узлах кластера и т.д; г) отсечение невидимых поверхностей, перспектива и корректное изменения поля зрения являются логическим следствием алгоритма.
33. В каком диапазоне измеряются величины R, G, B в одноимённой модели? R - 620—740 нм, G - 500—565 нм, B - 440—485 нм (иногда диапазон указывают шире — 420—490)
34. Антиалиасинг – это
35. Каркасные изображения – это изображения каркасов, состоящие из отрезков прямых (иногда и кривых) линий (соответствующие многограннику), и ближние, и дальние ребра всегда видны
36. Единицей измерения разрешающей способности является: кол-во пикселей на единицу длины (dpi)
37. С какой целью вводятся однородные координаты? путем введения однородных координат унифицируют все геометрические преобразования. Введены Плюккером в качестве аналитического подхода к принципу двойственности Жергонна — Понселе
38. Определением текстуры можно считать следующее:
39. К платоновым телам относятся: выпуклые многогранники, состоящие из одинаковых правильных многоугольников и обладающие пространственной симметрией.(тетраэдр, октаэдр, икосаэдр, гексаэдр (куб), додекаэдр)
40. С какой целью добавлена буква K в системе CMYK?
41. Кто впервые сформулировал основные законы колориметрии? Герман Грассман
42. В чём заключается отличие экранной системы координат от мировой? Мировые координаты описывают истинное положение объектов в пространстве с заданной точностью, а экранные – это координаты устройства изображения, в котором осуществляется вывод изображения объектов в заданной проекции.
43. Какая наименьшая степень сплайна для описания формы? третья
44. Центральные проекции могут быть: одноточечными, двухточечными (очень редко трехточечные)
45. Какую модель описания поверхностей лучше всего использовать в медицинских исследованиях?
Воксельную модель
46. Какие недостатки имеет метод сортировки по глубине?
- из-за малой точности буфера будет нарисован неправильный пиксель,
- необходимо очищать Z-буфер перед каждым кадром,
- избыточность (несколько граней могут перекрываться, что приводит к неоднократному выводу некоторых пикселей);
47. Почему файлы формата JPG обладают большей популярностью, чем BMP?
JPEG занимает на диске места обычно намного меньше, чем другие форматы, служит для хранения и передачи изображений в Интернете
48. Для того чтобы синтезировать карту местности, что нужно сделать с позиции компьютерной графики?
49. Какие из перечисленных программных продуктов Вы отнесёте к системам компьютерной графики?
50. Что из перечисленных вариантов, по Вашему мнению, относится к различиям между технологиями Microsoft DX3D и OpenGL?
OpenGL. Поскольку эта библиотека разрабатывалась группой компаний, она является мультиплатформенной и поддерживается большим количеством языков программирования (включая Java, Perl, Python), операционных систем (Windows, Macintosh, *nix).
DirecX. Это детище одной лишь Microsoft, и соответственно официальная поддержка только операционных систем семейства Windows и платформы XBox.
DirectX оптимально подходит для создания игр и других графических приложений под операционной системой Windows (что чаще всего и происходит), OpenGL же лучше всего проявляет себя на мощных рабочих станциях и там, где требуется совместимость приложений с различными платформами (как программная, так и аппаратная). Хотя и в сфере игр эта библиотека так же достаточно востребована