江苏省自学考试《计算机图形学与CAD》考试大纲

时间:2024年05月18日作者:江苏教育考试网点击:次

(高纲1096)江苏省高等教育自学考试大纲

27073 计算机图形学与CAD

江苏技术师范学院编

江苏省高等教育自学考试委员会办公室

　　说明：

　　1.根据江苏省高等教育自学考试《计算机科学教育<本科段>专业考试计划》，计算机图形学与CAD为该专业核心课程。本课程以孙家广主编的《计算机图形学》(清华大学出版社)为教材，通过自学，要求掌握计算机图形学的基本原理与方法。

　　2.考生可参考的资料

　　唐泽圣等编著·计算机图形学·清华大学出版社。

　　一、课程的性质、目的

　　该课程为计算机教育专业的专业必修课，目的是通过学习掌握计算机图形学的基本概念、原理和方法，通过理论与实践相结合，使学生为图形软件和CAI课件开发奠定基础。

　　二、学习要求

　　通过本课程的自学，应获得以下知识：

　　1. 了解图形设备与系统、图形学的应用、图形的标准化等知识;

　　2. 掌握图形的二/三维几何变换、投影变换的基本概念与方法;

　　3. 了解曲线曲面的表示方法和生成技术;

　　4. 了解三维形体的简单表示;

　　通过本课程的自学，考生应重点获得以下能力：

　　1. 根据实际需求参考相关资料配备图形系统的能力;

　　2. 开发简单图形系统的能力;

　　3. 独立分析与解决实际问题的能力。

　　三、考核目标与知识点

　　第一章图形设备. 系统和应用

　　了解计算机图形学的发展及应用;

　　了解常见的图形输入设备、图形显示设备、图形绘制设备、图形处理器;

　　了解图形工作站的特点、性能评测;

　　掌握图形系统的组成;

　　掌握虚拟现实系统的概念与构成。

　　第二章计算机图形的标准化和窗口

　　掌握计算机图形接口各功能集的功能;

　　掌握计算机图形元文件的概念与分类;

　　掌握图形核心系统的概念与组成;

　　了解程序员层次交互式图形系统(PHIGS)的特点与构成;

　　了解基本图形转的规范(IGES)的作用、组成与文件结构;

　　掌握产品模型数据转换模型(STEP)的概念模式;

　　掌握解计算机图形参考模型( GRM)的概念、外部关系与环境模型;

　　掌握窗口系统的特点、输入与输出处理方法。

　　第三章交互技术与用户接口

　　掌握用户接口的概念、常用形式、每种接口形式的功能

　　掌握交互设备、交互任务和交互技术的类型与特征;

　　掌握输入控制形式的种类;

　　掌握构造简单交互系统的方法与流程;

　　了解基于知识的用户接口设计环境的概念、结构与模块构成。

　　第四章基本图形生成算法

　　掌握直线扫描转换的三种方法(数值微分法、中点划线法、Bresenham划线法);

　　掌握中点画圆法的圆的扫描转换算法;

　　掌握多变形区域填充的有序边算法、边填充算法、种子填充算法

　　掌握直线、圆弧线的线宽与线型的处理方法;

　　掌握字符的类型、字形的处理方法;

　　掌握线段裁剪的方法，了解多边形与字符的裁剪方法;

　　了解反走样的概念与方法;

　　第五章交互式图形程序库(略)

　　第六章曲线和曲面

　　了解曲线、曲面的显式、隐式与参数表示;

　　掌握参数曲线的定义及其切矢量、法矢量、曲率和绕率的概念;

　　掌握插值、逼近、拟合和光顺的概念与方法;

　　掌握参数曲线的代数形式与几何形式;

　　了解调和函数、曲线段的C1,C2和G1、G2连续性的定义;

　　掌握四点式曲线的定义与表示方法;

　　了解有理参数多项式曲线的定义与表示方法;

　　掌握Bézier曲线、B样条曲线的定义与特征

　　了解常用的参数曲面。

　　第七章图形变换

　　掌握图形变换的数学基础

　　掌握窗口视图变换的有关概念与方法

　　掌握投影变换的分类、正平行投影、斜平行投影、透视投影、投影空间的观念。

　　第八章几何造型

　　掌握表示形体的坐标系的类型;

　　掌握几何元素的定义;

　　掌握表示形体的线框、表面、实体模型的概念;

　　了解形体的边界及其连接关系;

　　掌握常用的形体表示方法。

　　了解边界表示的数据结构与欧拉操作。

　　三、题型举例

　　(一)选择题(每题1分)

　　1.关于三次样条曲线函数，下面的陈述正确的是( )

　　A. 一阶导函数可导，二阶导函数连续

　　B. 一阶导函数连续，二阶导函数不连续

　　C. 一阶导函数连续，二阶导函数不存在

　　D. 一阶导函数存在但不连续，二阶导函数不存在

　　2.自然坐标系中一点的规格化坐标是(x1,y1),将其映射到屏幕坐标系的规格化坐标是(x2,y2)，则(x1,y1)，(x2,y2)之间的关系是( )

　　A. (x1,y1)>(x2,y2)　　　　　B. (x1,y1)=(x2,y2)

　　C. (x1,y1)<(x2,y2) D. (x1,y1)≠(x2,y2)

　　(二)填空题(每空1分)

　　1.通过移动光标和做选择操作向计算机输入信息的设备称为(_______)。

　　2.自然坐标系中形体在XOY平面上正投影变换矩阵的其次坐标形式是 (_______)。

　　(三)名词解释(每题3分)

　　1.虚拟现实系统(3分)

　　2.基本图形转换规范(IGES)(3分)

　　(四)简答题(每题6分)

　　1.简述用直线段剪裁解决曲线剪裁的基本原理。(6分)

　　2.简述数值微分直线扫描转换方法的基本原理。(6分)

　　(五)计算题

　　1.设平面上一点的齐次坐标为(10，20，10)，请完成以下各题：

　　(1) 写出该点的规格化齐次坐标(2分)

　　(2) 将该点绕点P(2,1,1)正向旋转45度角，然后再将该点沿x轴平移1个坐标单位，写出变换过程及所用到的变换矩阵。(6分)

　　2.求出一条位于点(2,3,5,-1.2)处，长度为零的退化三次参数曲线的代数系数。

　　(六)设计题

　　1.编写按逆时针方向生成第一个8分圆的中点算法。

　　2.试设计一个简单交互式绘图系统的流程图。

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