2025年計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)師(3D建模方向)考試試題(含答案)一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下關(guān)于多邊形建模與細(xì)分建模的描述，錯誤的是（）A.多邊形建模以三角形/四邊形面為基礎(chǔ)，細(xì)分建模通過細(xì)分光滑算法提升表面精度B.細(xì)分建模在編輯高模時需先關(guān)閉細(xì)分顯示，避免計(jì)算卡頓C.多邊形建模的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)直接影響細(xì)分后的表面質(zhì)量D.細(xì)分建模無法用于硬表面模型，僅適用于有機(jī)模型答案：D2.在3dsMax中，若需將一個立方體通過變形得到人體頭部的基礎(chǔ)形態(tài)，最適合的修改器是（）A.TurboSmooth（渦輪平滑）B.ProBoolean（超級布爾）C.Symmetry（對稱）D.FFD（自由變形）答案：D3.UV展開時，“接縫（Seam）”的主要作用是（）A.增加模型表面的細(xì)節(jié)精度B.避免材質(zhì)貼圖在展開時產(chǎn)生拉伸或重疊C.優(yōu)化多邊形面的數(shù)量D.提升模型的渲染效率答案：B4.拓?fù)鋬?yōu)化中，“三角面”的使用原則是（）A.完全禁止，必須全部轉(zhuǎn)換為四邊面B.僅允許在模型非變形區(qū)域（如機(jī)械零件邊緣）少量使用C.越多越好，可提升模型的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度D.僅在角色關(guān)節(jié)等需要高變形的區(qū)域使用答案：B5.以下關(guān)于ZBrush中“動態(tài)拓?fù)洌―ynamicTopology）”功能的描述，正確的是（）A.僅適用于低模雕刻，無法生成高模細(xì)節(jié)B.會根據(jù)雕刻壓力自動調(diào)整多邊形密度，復(fù)雜區(qū)域面數(shù)更高C.必須配合SubTool（子工具）使用，無法單獨(dú)操作當(dāng)前模型D.開啟后模型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)固定，無法手動添加邊環(huán)答案：B6.在Maya中，若需為一個角色模型添加“硬邊”效果（如裝甲邊緣），最直接的操作是（）A.為模型添加Bevel（斜切）修改器，調(diào)整偏移量B.在模型邊模式下選擇目標(biāo)邊，提高EdgeCrease（邊折痕）值C.使用SculptGeometryTool（雕刻幾何體工具）手動壓刻邊緣D.將模型轉(zhuǎn)換為NURBS曲面，通過調(diào)整控制頂點(diǎn)強(qiáng)化邊緣答案：B7.PBR（基于物理的渲染）材質(zhì)中，“粗糙度（Roughness）”參數(shù)直接影響的是（）A.材質(zhì)的漫反射顏色強(qiáng)度B.光線在表面的反射方向集中程度C.材質(zhì)的透明折射率D.環(huán)境光在表面的吸收比例答案：B8.以下關(guān)于“拓?fù)淞鳎═opologyFlow）”的描述，錯誤的是（）A.指多邊形面的排列方向與模型結(jié)構(gòu)的生長方向一致B.良好的拓?fù)淞骺杀苊鈩赢嬜冃螘r出現(xiàn)穿插或撕裂C.角色模型的拓?fù)淞餍柩丶∪庾呦蚝完P(guān)節(jié)活動方向分布D.機(jī)械模型的拓?fù)淞鳠o需考慮結(jié)構(gòu)方向，僅需保證面數(shù)均勻答案：D9.在Blender中，若需將兩個獨(dú)立模型合并為一個可編輯網(wǎng)格，應(yīng)使用（）A.Union（聯(lián)合）布爾運(yùn)算B.Join（合并）操作（快捷鍵Ctrl+J）C.Merge（融合）頂點(diǎn)工具D.Remesh（重拓?fù)洌┕δ艽鸢福築10.渲染全局光照時，“焦散（Caustics）”效果的產(chǎn)生條件是（）A.僅需場景中存在透明或折射材質(zhì)B.需透明材質(zhì)的折射率大于1.0且光線追蹤開啟C.需場景中同時存在反射材質(zhì)和漫反射材質(zhì)D.焦散效果與材質(zhì)無關(guān)，僅由燈光位置決定答案：B二、填空題（每空2分，共20分）1.多邊形建模中，“三邊面”與“五邊面”通常被稱為________，易導(dǎo)致細(xì)分后表面出現(xiàn)不平整。答案：非四邊面（或“NGon”）2.UV展開時，常用________工具（軟件功能）檢查貼圖的拉伸程度，紅色區(qū)域表示嚴(yán)重拉伸。答案：UVChecker（UV檢查器）或StretchMap（拉伸貼圖）3.ZBrush中，通過________功能可將高模細(xì)節(jié)烘焙到低模的法線貼圖或置換貼圖中。答案：ProjectionMaster（投影大師）或BakeTexture（烘焙紋理）4.Maya的骨骼綁定中，“IK（反向動力學(xué)）”與“FK（正向動力學(xué)）”的主要區(qū)別是：IK通過控制________驅(qū)動骨骼鏈，F(xiàn)K通過逐級調(diào)整父骨骼驅(qū)動。答案：末端控制器（或“effector”）5.硬表面建模中，“倒角（Bevel）”操作的本質(zhì)是通過________增加模型邊緣的細(xì)節(jié)層次，模擬真實(shí)物體的物理磨損。答案：分割邊緣并添加新面6.PBR材質(zhì)的核心參數(shù)包括基礎(chǔ)顏色（BaseColor）、________、金屬度（Metallic）。答案：粗糙度（Roughness）7.3D場景優(yōu)化時，“LOD（細(xì)節(jié)層次）”技術(shù)通過為同一模型創(chuàng)建________的版本，根據(jù)相機(jī)距離動態(tài)切換，提升渲染效率。答案：不同面數(shù)（或“高低精度”）8.在3dsMax中，“渦輪平滑（TurboSmooth）”修改器的“迭代次數(shù)”每增加1次，模型面數(shù)約________（填寫倍數(shù)關(guān)系）。答案：增加4倍（或“變?yōu)樵瓉淼?倍”）9.雕刻軟件（如ZBrush、Blender雕刻模式）中，“Alpha”貼圖的作用是________。答案：定義筆觸的形狀或細(xì)節(jié)紋理（如皮膚毛孔、巖石顆粒）10.渲染時，“全局光照（GI）”的計(jì)算方式主要包括光追全局光照、________和燈光緩存（LightCache）。答案：irradiancemap（輻照貼圖）三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述多邊形建模中“拓?fù)鋬?yōu)化”的核心目標(biāo)及關(guān)鍵原則。答案：核心目標(biāo)：確保模型在細(xì)分、變形或動畫過程中表面平滑，避免穿幫；降低面數(shù)冗余，提升軟件運(yùn)行效率；為UV展開和材質(zhì)貼圖提供良好基礎(chǔ)。關(guān)鍵原則：①以四邊面為主，盡量減少三角面和五邊面（NGon）；②拓?fù)淞髋c模型結(jié)構(gòu)方向一致（如角色沿肌肉走向、機(jī)械沿結(jié)構(gòu)輪廓）；③重要變形區(qū)域（如關(guān)節(jié)）增加邊環(huán)，保證變形靈活性；④面分布均勻，避免局部面數(shù)過密或過疏；⑤避免“極點(diǎn)”（一個頂點(diǎn)連接超過5條邊）。2.比較“NURBS建模”與“多邊形建?！钡倪m用場景，并舉例說明。答案：NURBS建?；跀?shù)學(xué)曲線/曲面，適合高精度、規(guī)則化的模型（如汽車外殼、工業(yè)產(chǎn)品），其優(yōu)勢是表面平滑、易于調(diào)整曲率，但修改復(fù)雜結(jié)構(gòu)時靈活性較低。例如：汽車車身的流線型曲面常用NURBS建模，通過調(diào)整控制頂點(diǎn)即可優(yōu)化弧度。多邊形建?；谌切?四邊形面，適合有機(jī)模型（如角色、生物）或硬表面模型（如機(jī)械零件），其優(yōu)勢是拓?fù)潇`活、支持細(xì)分和雕刻。例如：游戲角色的肌肉結(jié)構(gòu)需通過多邊形拓?fù)淇刂谱冃?，因此更適合多邊形建模。3.說明UV展開的主要步驟及“島（Island）”排列的注意事項(xiàng)。答案：主要步驟：①確定模型的關(guān)鍵接縫（Seam）位置（如隱蔽區(qū)域或結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)折處）；②使用展開工具（如UnwrapUVW、Blender的UV編輯）將3D模型展開為2D平面；③調(diào)整UV島的旋轉(zhuǎn)與縮放，避免貼圖拉伸；④檢查拉伸程度（通過UVChecker）并優(yōu)化。島排列注意事項(xiàng)：①避免UV島重疊（否則貼圖會疊加顯示）；②重要區(qū)域（如角色面部）的UV島需放大，分配更多貼圖空間；③相鄰結(jié)構(gòu)（如角色手臂與軀干）的UV島盡量靠近，減少貼圖內(nèi)存占用；④UV島的邊緣需留出“像素邊距”（通常2-4像素），避免渲染時出現(xiàn)接縫。4.簡述PBR材質(zhì)相對于傳統(tǒng)材質(zhì)（如Phong/Blin-Phong）的優(yōu)勢。答案：①物理真實(shí)性：基于真實(shí)物理法則計(jì)算光線反射，材質(zhì)表現(xiàn)更貼近現(xiàn)實(shí)（如金屬的強(qiáng)反射、塑料的漫反射）；②流程統(tǒng)一：通過基礎(chǔ)顏色、粗糙度、金屬度等少量參數(shù)即可控制材質(zhì)特性，減少參數(shù)調(diào)試時間；③跨引擎兼容性：PBR參數(shù)在不同渲染引擎（如Unity、Unreal）中標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，無需重新調(diào)整；④環(huán)境依賴更合理：材質(zhì)效果隨環(huán)境光照變化自動適配（如金屬材質(zhì)會清晰反射環(huán)境光）；⑤減少人工干預(yù)：無需手動調(diào)節(jié)高光強(qiáng)度、光澤度等復(fù)雜參數(shù)，降低制作門檻。5.說明“高模烘焙低?！钡募夹g(shù)流程及實(shí)際應(yīng)用價值。答案：流程：①創(chuàng)建高模（含豐富細(xì)節(jié)，如雕刻的皮膚皺紋、機(jī)械劃痕）；②創(chuàng)建低模（面數(shù)精簡，用于游戲或?qū)崟r渲染）；③將高模與低模對齊（需保證拓?fù)湎嗨苹蛲ㄟ^投影匹配）；④使用烘焙工具（如xNormal、Blender的Bake）將高模的法線、置換、AO（環(huán)境光遮蔽）等信息烘焙到低模的貼圖中；⑤低模通過貼圖模擬高模細(xì)節(jié)。應(yīng)用價值：在保持實(shí)時渲染效率的同時，呈現(xiàn)高模級別的細(xì)節(jié)；降低游戲/動畫項(xiàng)目的硬件性能需求；簡化模型拓?fù)?，避免高模直接用于?shí)時場景導(dǎo)致的卡頓。四、操作題（每題15分，共30分）1.使用Blender完成“機(jī)械齒輪”的建模與基礎(chǔ)材質(zhì)設(shè)置（要求：齒輪齒數(shù)12，包含倒角，拓?fù)鋬?yōu)化，UV展開，金屬材質(zhì)）。操作步驟：（1）基礎(chǔ)建模：①添加圓柱體（半徑5cm，高度2cm），進(jìn)入編輯模式，選擇頂部面，按E鍵extrusion（擠出）0.5cm作為齒輪厚度；②按Ctrl+R添加環(huán)形切割，在圓柱邊緣創(chuàng)建12條等距邊（通過旋轉(zhuǎn)視圖+邊選擇確保均勻分布）；③選擇每條邊緣的頂點(diǎn)，按E鍵向上擠出0.8cm，形成齒輪齒（需調(diào)整頂點(diǎn)位置確保齒形對稱）；（2）拓?fù)鋬?yōu)化：①檢查是否存在三角面/五邊面，使用“LoopCut”（邊環(huán)切割）將NGon轉(zhuǎn)換為四邊面；②在齒輪齒根部添加邊環(huán)，避免后續(xù)倒角時出現(xiàn)穿面；③使用“EdgeSlide”（邊滑動）工具調(diào)整面分布，確保齒部面數(shù)均勻；（3）UV展開：①進(jìn)入UV編輯模式，選擇“SmartUVProject”（智能UV投影），參數(shù)設(shè)置為“角度閾值60°”，確保齒部UV無嚴(yán)重拉伸；②手動調(diào)整UV島的位置，將齒輪主體與齒部UV島分開排列，避免重疊；③檢查UV拉伸（通過“UV/ImageEditor”的“Stretch”顯示），對紅色區(qū)域（嚴(yán)重拉伸）使用“Relax”（松弛）工具優(yōu)化；（4）材質(zhì)設(shè)置：①添加PBR材質(zhì)，基礎(chǔ)顏色設(shè)為深灰色（RGB：50,50,50）；②粗糙度設(shè)為0.3（模擬金屬輕微磨損），金屬度設(shè)為1.0（純金屬）；③連接“AmbientOcclusion”（環(huán)境光遮蔽）貼圖到“Roughness”通道，增強(qiáng)齒部縫隙的暗部細(xì)節(jié)；④添加“NormalMap”（法線貼圖）（可選），使用預(yù)設(shè)的“MetalScratches”（金屬劃痕）紋理，強(qiáng)度0.5，模擬表面細(xì)微劃痕。2.使用Maya完成“角色手臂”的綁定與簡單動畫（要求：包含骨骼創(chuàng)建、權(quán)重分配、IK/FK切換，實(shí)現(xiàn)手臂抬起并彎曲肘部的動畫）。操作步驟：（1）骨骼創(chuàng)建：①進(jìn)入Skeleton模塊，使用“JointTool”（關(guān)節(jié)工具）在角色手臂位置創(chuàng)建骨骼鏈：shoulder_jnt（肩部）→elbow_jnt（肘部）→wrist_jnt（腕部）；②調(diào)整骨骼方向（使用“OrientJoint”），確保肘部骨骼的旋轉(zhuǎn)軸（X軸）指向手部方向；（2）權(quán)重分配：①選擇模型，執(zhí)行“Skin”→“BindSkin”→“SmoothBind”（平滑綁定），關(guān)聯(lián)到shoulder_jnt、elbow_jnt、wrist_jnt；②進(jìn)入“PaintSkinWeightsTool”（繪制蒙皮權(quán)重工具），在肘部區(qū)域降低shoulder_jnt的權(quán)重（至0.2），提高elbow_jnt的權(quán)重（至0.7）；③在腕部區(qū)域降低elbow_jnt的權(quán)重（至0.3），提高wrist_jnt的權(quán)重（至0.6），確保變形自然；（3）IK/FK切換設(shè)置：①創(chuàng)建IK控制器：使用“IKHandleTool”（IK手柄工具）生成elbow_ikHandle，連接elbow_jnt到wrist_jnt；②創(chuàng)建FK控制器：為shoulder_jnt、elbow_jnt、wrist_jnt分別添加球形控制器（Ctrl+G組化，方便操作）；③使用“BlendTwoSkeletons”（混合兩個骨骼）節(jié)點(diǎn)，將FK骨骼與IK骨骼連接，添加“Blend”屬性（0為FK，1為IK）；④為控制器添加約束（如“PointConstraint”點(diǎn)約束、“OrientConstraint”方向約束），確保切換時骨骼位置平滑過渡；（4）動畫制作：①在第0幀，設(shè)置手臂自然下垂姿勢（FK模式，shoulder_jnt旋轉(zhuǎn)X軸-10°，elbow_jnt旋轉(zhuǎn)X軸0°）；②在第15幀，切換為IK模式，移動elbow_ikHandle向上抬起（Y軸平移20cm），同時手動調(diào)整elbow_jnt旋轉(zhuǎn)X軸至90°（模擬肘部彎曲）；③在第30幀，保持IK模式，繼續(xù)移動elbow_ikHandle至最高點(diǎn)（Y軸平移30cm），elbow_jnt旋轉(zhuǎn)X軸至120°；④添加“AutoKey”（自動關(guān)鍵幀），檢查變形是否穿幫（如肘部模型是否撕裂），通過調(diào)整權(quán)重或添加“SoftModifier”（軟修改器）優(yōu)化。五、綜合應(yīng)用題（30分）根據(jù)以下需求，完成“未來城市街景”3D場景的制作（要求包含場景規(guī)劃、模型搭建、材質(zhì)燈光、渲染輸出，需體現(xiàn)對效率與質(zhì)量的平衡）。需求描述：未來感科技城市，包含懸浮列車軌道、透明玻璃幕墻建筑、發(fā)光廣告屏、地面反光材質(zhì)；需用于游戲引擎實(shí)時渲染，面數(shù)限制：場景總面數(shù)≤50萬，渲染分辨率1920×1080。制作流程與關(guān)鍵說明：1.場景規(guī)劃（5分）①確定視口焦點(diǎn)：以懸浮列車軌道與主建筑為中心，其他建筑作為背景簡化；②面數(shù)分配：主建筑（20萬面）、懸浮軌道（15萬面）、廣告屏（5萬面）、地面（5萬面）、背景建筑（5萬面）；③分層管理：按功能分組（建筑組、軌道組、燈光組），方便后續(xù)調(diào)整。2.模型搭建（10分）（1）主建筑：①使用多邊形建模，主體為立方體，通過“Extrude”（擠出）和“Bevel”（倒角）創(chuàng)建分層結(jié)構(gòu)；②玻璃幕墻部分：使用平面模型+透明材質(zhì)，避免實(shí)體玻璃的高面數(shù)（每面幕墻僅需2個面）；③細(xì)節(jié)處理：通過“Decal”（貼花）貼圖添加窗框、金屬裝飾線，減少模型面數(shù)；（2）懸浮軌道：①使用“Curve”（曲線）+“ExtrudeAlongPath”（沿路徑擠出）生成軌道主體；②軌道支撐結(jié)構(gòu)：用簡單圓柱體+布爾運(yùn)算創(chuàng)建，關(guān)鍵連接點(diǎn)添加邊環(huán)保證變形（若需動畫）；③軌道發(fā)光條：使用平面模型（2面）+自發(fā)光材質(zhì)，避免實(shí)體建模；（3）廣告屏：①基礎(chǔ)模型為平面（2面），UV展開后適配1024×1024貼圖；②動態(tài)效果通過“VideoTexture”（視頻貼圖）實(shí)現(xiàn)（游戲引擎支持），減少靜態(tài)模型細(xì)節(jié)；（4）地面：①大面使用平面細(xì)分（4×4網(wǎng)格），通過“Displacement”（置換）貼圖模擬細(xì)微起伏（需配合LOD降低面數(shù)）；②反光區(qū)域通過“Roughness”貼圖控制（低粗糙度模擬鏡面反射）。3.材質(zhì)燈光（10分）（1）材質(zhì)：