图形编程技术中国大学mooc网课答案-新全讯2网

第1章 计算机图形学与图形流水线

作业1：freeglut环境配置及第一个opengl程序的运行

1、（1）在自己的机器上配置好freeglut的编程环境； （2）运行02-openglstarter程序。该程序是一个在vs2015平台上的win32 console application，采用freeglut来辅助完成opengl编程。 （3）读懂该程序，学习并思考以下问题： a. 理解freeglut进行opengl编程的基本模式，体会消息驱动和回调函数； b. 函数myreshape(), display()都是什么时候调用？ c. 如何实现键盘控制物体旋转平移的？ e. glutidlefunc()有什么用？ f. display()函数中为什么需要调用： gltranslatef(0.0, 0.0, -g_fdistance); g. 从中找找图形流水线 h. 理解gluperspective(60.0, 1.0*(glfloat)w/(glfloat)h, 1.0, 30.0); i. 理解glviewport(0, 0, w, h); 注意：除完成程序外，还需用文字逐条说明自己作业中的要点。 更详细描述可见第一章中的视频及课件“作业1-freeglut配置”； 作业1附件.zip中包括： （1）针对vs2015的相关的类库，freeglut-glew-for-vs2015.zip； （2）针对vs2010的相关的类库，freeglut-glew-for-vs2010.zip； （3）例子程序02-openglstarter。

第3章 变换的秘密

作业2 太阳系

1、基本功能： 完成一个初步的太阳系程序。场景中有三个球体，一个表示太阳，一个表示地球，一个表示月亮；地球不停地绕太阳旋转，月亮绕地球旋转。 进一步扩展功能（选作下面的1项或几项功能）： 如果地球有两个月亮呢？ 画上轨道线； 让轨道倾斜； 提示： 画球体的函数： glutwiresphere(1.0, 20, 16); 如何让物体不停运动呢？ void gluttimerfunc( ) glutpostredisplay()或glutidlefunc() 注意：除完成程序外，还需用文字逐条说明自己作业中的要点。 更详细论述可见所附文件：作业2-太阳系.pdf

作业3 whynothing

1、打开程序whynothing，找找看为什么什么也没有画出来？修改使之能画出东西来。 撰写的作业文档中： （1）详细分析为何源程序没有显示出物体； （2）修改程序使得能够画出物体；效果请附图； 修改后的程序请打包后作为附件上传 打包文件名为：作业3-whynothing 姓名 作业附件包括： （1）程序whynothing; （2）作业3-whynothing.pdf;

作业4 机器人手臂

1、参考太阳系与机器人手臂.pdf文档（来自红宝书），实现自己的机器人手臂。你能操作手臂进行运动。 所撰写的作业文档中包括 （1）程序功能的描述，效果请附图； （2）遇到的问题及思考。 程序请打包后作为附件上传 打包文件名为：作业4-机器人手臂 姓名 作业附件中包括： （1）太阳系与机器人手臂.pdf （2）作业4-机器人手臂.pdf

第4章 光照

作业5 光照太阳系

1、在“作业2-太阳系”程序的基础上添加光照效果： （1）宇宙中加一盏泛光 （2）太阳自发光 （3）太阳系中加一艘飞碟，飞碟沿椭圆轨道绕地球或太阳运行，其上有一个spot light始终照耀着地球。 （4）可以加你想到的任何光照效果…… 撰写的作业文档中包括： （1）程序功能的描述，效果请附图； （2）自己添加的额外功能的描述（如果有的话），效果请附图； （3）遇到的问题及思考。 程序请打包后作为附件上传 打包文件名为：作业5-光照太阳系 姓名 作业附件中包括： 作业5-光照太阳系.pdf

作业6 三维场景漫游

1、具体要求： （1）构建一个三维场景： 可利用glut提供的各种简单形体来搭建；或者读入别的模型来构成场景。 加入光照效果。 （2）用键盘操纵一个物体（如一艘飞船，或一个机器人）在三维场景中漫游。 视点可以放在物体上，或跟随物体；可利用glulookat( )函数来实现对视点的控制。 撰写的作业文档中包括 （1）程序功能的描述，效果请附图； （2）论述实现漫游的程序思路； （3）漫游操作顺畅，效果良好。 程序请打包后作为附件上传 打包文件名为：作业6-三维场景漫游 姓名 作业附件中包括： 作业6-三维场景漫游.pdf，其中有作业提示，可参考。 作业6-问题讨论与思考.pdf，其中有学生在编程中遇到的几个场景问题，可学习参考。

第5章 帧缓冲区与片元运算

作业7：加载并显示obj格式的模型

1、1. 题目：加载并显示obj格式的模型 （1）了解obj模型的格式 可用记事本或写字板程序打开obj模型文件观察，并百度查查其格式规范。 （2）参考例子程序理解读取obj模型的过程 提供了两个例子程序：objloader和objrenderer-mfc。 （3）实现读取外部obj模型并进行绘制的功能 具体要求： l 可以用键盘或鼠标控制物体旋转 l 从网上搜索一些obj模型文件读读试试看 l 模型应当显示在屏幕中央 l 求模型的法向（有了法向就可以打上光照了） l 模型文件如果带有材质信息---读取材质、纹理，进行纹理映射（选作） 撰写的作业文档中包括 （1）程序功能的描述，效果请附图； （2）论述程序思路，包括模型读取、法向计算、模型居中、纹理材质等等功能的具体实现方法； 程序请打包后作为附件上传 打包文件名为：作业7-加载并显示obj格式的模型 姓名 作业附件中包括： 作业7-加载并显示obj模型.pdf，其中有作业提示，可参考。 例子程序1：objloader-freeglut.zip 例子程序2：objrenderer-mfc-vs2015.zip 几个obj模型：几个obj模型.zip

第6章 纹理

作业8：带纹理的三维场景漫游

1、具体要求： （1）场景带有天空球或天空盒 （2）场景中有半透明纹理表示的物体，如树木或动态火焰或流水等 可用记事本或写字板程序打开obj模型文件观察，并百度查查其格式规范。 （3）可额外加分的点：（选作） 凹凸纹理、环境映射、置换纹理（displacement map） 撰写的作业文档中包括 （1）程序功能的描述，效果请附图； （2）遇到的问题及思考； 程序请打包后作为附件上传 打包文件名为：作业8-带纹理的三维场景漫游 姓名

第8章 vertex shader与fragment shader

作业9：基于shader的光照计算

1、具体要求： （1） 实现方向光源的逐顶点光照计算和逐像素光照计算； （2） 实现两个光源的逐像素光照计算。 撰写的作业文档中包括 （1）程序功能的描述，效果请附图； （2）遇到的问题及思考； 程序请打包后作为附件上传 打包文件名为：作业9-基于shader的光照计算 姓名 作业附件为： 作业9-基于shader的光照计算.pdf，可参考。 例子程序：09-shader-vertlighting；09-shader-fraglighting。

作业10：用纹理实现物体表面的镂空效果

1、具体要求： 具体的实现效果和实现方法提示，可参见附件中的pdf文档。 撰写的作业文档中包括 （1）程序功能的描述，效果请附图； （2）遇到的问题及思考； 程序请打包后作为附件上传 打包文件名为：作业10-用纹理实现镂空 姓名 作业附件为： 作业10-用纹理实现镂空.pdf，可参考。

期末考试-最终

期末考试试卷

1、帧缓冲器的每个单元存放对应像素的（ ）；深度缓冲器(z-buffer) 的每个单元存放对应像素的（ ），模板缓冲区的每个单元存放对应像素的（ ）。 ①颜色值；②模板缓冲中的对应值；③深度值；④ z坐标值；⑤模板缓冲的ref值; ⑥rgba值；
    a、①④③
    b、⑥③②
    c、①③②
    d、①③⑤

2、平行投影的投影中心在：
    a、坐标原点
    b、（0，0，1）
    c、用户定义的任意点
    d、无穷远处

3、图形流水线的主要流程依次为：（ ）、（ ）和（ ），之后每个像素点的颜色会存储在（ ）内并最终显示在屏幕上。 ①几何变换；②裁剪；③片元处理(fragment operations); ④ 帧缓冲区; ⑤ 深度缓冲区；⑥ 投影变换；⑦顶点处理(vertex operations); ⑧光栅化（rasterization）;
    a、⑦⑧③④
    b、①⑥②④
    c、⑦①⑧⑤
    d、①⑥③⑤

4、如图所示一个三角面片abc，其三个顶点a, b, c的坐标向量分别为va, vb, vc。如果是采用顶点的逆时针排列来标识正向面的话，此三角面片的法向可以计算为：
    a、va × (vc-vb)
    b、(vc-va) × (vb-va)
    c、(vb-va) × (vc-va)
    d、va × vb × vc

5、如下是一段关于opengl模型变换的伪程序段，则执行此段程序后，物体a的变换矩阵为：（ ）；物体b的变换矩阵为：（ ）；执行此段程序后模型变换堆栈中的栈顶矩阵变为：（ ）。（假定每次新的矩阵都乘在原矩阵的右边） glloadidentity(); transformation tc; //施加一个模型变换，变换矩阵为tc; glpushmatrix(); transformation t1; transformation t2; primitive a; //定义图元物体a glpopmatrix(); glpushmatrix(); transformation t3; transformation t4; primitive b; //定义图元物体b glpopmatrix(); ①tc；② tc*t3*t4；③t4*t3*tc; ④ t2*t1*tc; ⑤ tc*t1*t2；⑥ tc*t1*t2*t3*t4；
    a、①②⑥
    b、⑤②①
    c、④③①
    d、⑤②⑥

6、求图（a）中三角形a变换到图(b)中的位置b所需的几何变换步骤。（注意：图中的物体只在oxy平面上发生了位置变换，即变换中物体顶点的z坐标值都没有变化）
    a、gltranslatef ( m, n, 0 ); glrotatef (φ, 0, 0, 1);
    b、glrotatef (90-φ, 0, 0, 1); gltranslatef ( m, n, 0 );
    c、glrotatef (φ-90, 0, 0, 1); gltranslatef ( m, n, 0 );
    d、gltranslatef ( m, n, 0 ); glrotatef (φ-90, 0, 0, 1);

7、求图（a）中三角形a变换到图(b)中的位置b所需的齐次坐标变换矩阵m，即求出矩阵m使得b=ma成立。（注意：图中的物体只在oxy平面上发生了位置变换，即变换中物体顶点的z坐标值都没有变化；假定这里采用了行优先矩阵，每次新的矩阵都乘在原矩阵的右边）
    a、
    b、
    c、
    d、

8、z缓冲器算法（z-buffer算法）是最简单的消除隐藏面算法之一。若用这种算法进行消隐，在把显示对象的每个面上每一点的属性（颜色或灰度）值填入帧缓冲器相应单元前，要把这点的（ ）值和（ ）的值进行比较。只有（ ）时才改变帧缓冲器的那一单元的值，同时z缓冲器中相应单元的值也要改成这点的（ ）值。 ①z缓冲器中相应单元；②前者大于后者；③前者小于后者; ④深度; ⑤ z坐标；
    a、①④③④
    b、④①③④
    c、④①②⑤
    d、④①②④

9、下面哪些函数是opengl中的投影函数?
    a、glortho( )；
    b、gluprojective( )；
    c、glfrustum( )；
    d、gluperspective( );
    e、gltranslatef( );

10、图形流水线中，光栅化阶段的任务包括：
    a、计算每个顶点的颜色；
    b、根据顶点颜色计算片元颜色；
    c、计算出每个三角形所覆盖的片元;
    d、对片元进行几何变换；
    e、进行三维投影计算
    f、插值计算片元的纹理坐标

11、下面哪些操作是在顶点处理（vertex operations）阶段进行的：
    a、几何变换；
    b、投影变换；
    c、深度检测；
    d、顶点的光照计算；
    e、顶点的纹理坐标计算；
    f、alpha检测；
    g、光栅化;

12、vertex shader中可以进行的工作包括：
    a、几何变换；
    b、投影变换；
    c、裁剪；
    d、视口变换
    e、计算顶点的法向；
    f、计算顶点的纹理坐标；
    g、光照计算;

13、fragment shader中可以进行的工作包括：
    a、alpha测试；
    b、计算片元颜色；
    c、雾效计算；
    d、混合操作；
    e、深度测试;
    f、模板测试；
    g、计算片元的纹理颜色（texture fetching）；

14、直线的透视投影可能是折线。

15、opengl支持点、线段、多边形和图像这些基本图形元素的绘制，变换、光照计算、纹理映射、反走样。

16、opengl的核心库包含opengl最基本的命令函数，该库中命令均以gl为前缀。

17、计算机发展早期曾出现过两种显示器：光栅扫描显示器(raster-scan display)与随机扫描显示器(random-scan display)；后者因为其运算量小，效率高而成为目前的主流显示器。

18、phong明暗处理（phong shading）中采用的就是phong光照明模型来进行光照计算。

19、phong光照明模型和blinn-phong光照明模型都属于简单光照明模型。

20、mipmap方法可以节省纹理过滤的速度，但其有可能会比不使用mipmap多消耗超过2倍的纹理空间。

21、vertex shader可以完成顶点处理模块（vertex operations）中的所有工作。

22、某显示器当前的显示分辨率为1024*768，每个像素的颜色包含rgb三个分量，每个分量采用8bit的无符号整型来表示，则其颜色缓冲区需要占用（ ）兆字节的容量；每个像素的深度值为32bit的浮点型；则其深度缓冲区大小为（ ）兆字节。（答案之间间距一个空格）

23、opengl的核心库中的函数以（ ）为前缀，实用库中的函数以（ ）为前缀。（答案之间间距一个空格）