2025年數(shù)字媒體技術(shù)(動畫實驗與數(shù)字媒體技術(shù))試卷及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分。每題只有一個正確答案，請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.在Maya2024中，使用Arnold渲染器時，下列哪一項參數(shù)最直接控制SubsurfaceScattering（次表面散射）的透光深度？A.SubsurfaceRadiusB.SubsurfaceScaleC.SubsurfaceColorD.SubsurfaceWeight答案：B2.在Unity2023LTS的URP管線里，要實現(xiàn)基于物理的卡通渲染（ToonPBR），下列哪一張貼圖必須被手動標記為sRGB？A.MetallicMapB.RoughnessMapC.RampTextureD.NormalMap答案：C3.使用Houdini20進行流體結(jié)算時，F(xiàn)lipSolver默認的“ParticleSeparation”與“GridScale”滿足下列哪一組關(guān)系時，可最大限度避免體積損失？A.GridScale=2×ParticleSeparationB.GridScale=ParticleSeparationC.GridScale=0.5×ParticleSeparationD.GridScale=4×ParticleSeparation答案：A4.在Blender4.0的GeometryNodes里，要基于“Index”字段生成01的隨機灰度，應使用哪一類節(jié)點？A.RandomValue→FloatB.WhiteNoise→FloatC.Math→ModuloD.AttributeRandomize答案：B5.在Spine4.1中，導出二進制格式時，若需兼容Unity的“SkeletonGraphic”組件，必須勾選的導出選項是：A.NonessentialDataB.CleanUpC.TextureAtlasD.LinkedMesh答案：A6.在AfterEffects2024中，使用Cinema4D渲染器時，下列哪一項設(shè)置會直接影響多通道EXR的ZDepth精度？A.RayThresholdB.ReflectionDepthC.AntiAliasingFilterD.ProjectBitDepth答案：D7.在UnrealEngine5.3的Nanite虛擬幾何系統(tǒng)中，下列哪種材質(zhì)節(jié)點會導致整個Cluster回退到傳統(tǒng)光柵化？A.WorldPositionOffsetB.PixelDepthOffsetC.CustomUVD.VertexInterpolator答案：A8.在ToonBoomHarmony22中，使用“NodeView”創(chuàng)建Deformer時，若需實現(xiàn)基于骨骼的彈性延遲，應優(yōu)先選擇：A.BoneDeformerB.CurveDeformerC.EnvelopeDeformerD.FreeFormDeformer答案：B9.在WebGL2.0中，實現(xiàn)GPUInstancing時，下列哪一項擴展必須顯式開啟才能支持實例化屬性？A.EXT_color_buffer_floatB.ANGLE_instanced_arraysC.OES_texture_float_linearD.WEBGL_draw_buffers答案：B10.在AdobeSubstance3DPainter9.0中，使用“ViewportTessellation”預覽置換時，若模型出現(xiàn)裂縫，應優(yōu)先檢查：A.UVShellPaddingB.TexelDensityC.MIPBiasD.TangentSpacePlugin答案：D二、多項選擇題（每題3分，共15分。每題有兩個或兩個以上正確答案，多選、少選、錯選均不得分）11.在Maya中，使用BifrostGraph進行粒子沙雪混合模擬時，下列哪些節(jié)點可用于實現(xiàn)不同相態(tài)的耦合？A.simulate_particlesB.simulate_aeroC.simulate_snowD.simulate_mpm答案：A、C、D12.在UnityShaderGraph中，實現(xiàn)基于屏幕空間的曲面細分，需要開啟的Keyword包括：A._TESSELLATION_EDGEB._TESSELLATION_PHONGC._TESSELLATION_FACTORD._TESSELLATION_DISTANCE答案：A、C、D13.在Houdini中使用KarmaXPU渲染器時，下列哪些AOV通道支持LightPathExpression語法？A.emissiveB.direct_reflectC.indirect_diffuseD.volume_scatter答案：B、C、D14.在Blender的GreasePencil里，下列哪些修改器可用于將二維筆畫轉(zhuǎn)化為三維網(wǎng)格？A.LineArtB.EnvelopeC.SkinD.Subdivision答案：B、C15.在UnrealEngine5的ControlRig中，下列哪些模塊可用于運行時IK解算？A.FullBodyIKB.FABRIKC.CCDIKD.LimbIK答案：A、B、C、D三、填空題（每空2分，共20分）16.在Maya的PythonAPI2.0中，獲取當前選擇對象的世界矩陣，應使用模塊________的函數(shù)________。答案：maya.api.OpenMaya；MFnTransform.transformation().asMatrix()17.Unity的Burst編譯器在1.8版本后，支持的最大SIMD寬度為________位。答案：51218.Houdini的VEX中，用于獲取當前點在其拓撲中相鄰點數(shù)量的函數(shù)是________。答案：neighbourcount()19.在SubstanceDesigner中，若要讓FXMap節(jié)點支持8K分辨率，需在“ParentSize”下拉菜單中手動設(shè)置為________。答案：8192×819220.WebGPU規(guī)范中，綁定組布局描述符的最大綁定槽數(shù)量為________。答案：821.在Blender的Python腳本里，將活動物體設(shè)為平滑著色并自動計算法向，應依次執(zhí)行________與________。答案：bpy.ops.object.shade_smooth()；bpy.ops.object.normals_tools(mode='CALCULATE')22.在Spine中，使用Shear關(guān)鍵幀時，其數(shù)據(jù)類型為________。答案：float[2]23.在AfterEffects里，將圖層時間重映射曲線轉(zhuǎn)換為關(guān)鍵幀的快捷鍵是________。答案：Ctrl+Alt+T24.在UnrealEngine的Niagara里，用于讀取用戶自定義數(shù)據(jù)接口的模塊命名空間為________。答案：User25.在ToonBoomHarmony的腳本接口中，獲取當前場景幀速率的屬性是________。答案：scene.getFrameRate()四、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）26.在Maya2024的Viewport2.0中，開啟ScreenSpaceAmbientOcclusion后，ShadowMap分辨率不再影響AO質(zhì)量。答案：√27.Unity的ShaderGraph中，CustomFunctionNode的字符串模式支持include引用外部.hlsl文件。答案：√28.Houdini的VellumSolver默認使用XPBD積分，因此時間步長越大，約束越穩(wěn)定。答案：×29.Blender的EeveeNext在渲染體積霧時，必須開啟“VolumetricShadow”才能獲得自投影。答案：√30.Spine的運行時在Unity中支持直接在SpriteRenderer上播放動畫，無需SkeletonRenderer。答案：×31.WebGL1.0支持ComputeShader，但需要通過OES_compute_shader擴展。答案：×32.Substance3DPainter的UDIM工作流程中，每個Tile可擁有獨立的Shader實例。答案：√33.UnrealEngine5的Lumen全局光照在VR模式下會自動回退到SSGI。答案：√34.AfterEffects2024的Cinema4D渲染器支持MultiPassEXR，但無法輸出Cryptomatte。答案：×35.ToonBoomHarmony的NodeLibrary中，Write節(jié)點必須放在Composite節(jié)點之后才能正確輸出。答案：√五、簡答題（每題8分，共24分）36.簡述在Unity2023LTS中，使用DOTSECS架構(gòu)實現(xiàn)10萬個帶動畫的SkinnedMesh實例的核心步驟，并說明GPUSkinning與ComputeBatch的交互流程。答案：1)創(chuàng)建基于Entities.Graphics的渲染原型，使用SkinnedMeshRenderer作為模板。2)通過Baker系統(tǒng)將骨骼層級轉(zhuǎn)換為BlobAsset，存儲在BoneBuffer中。3)編寫自定義ComputeShader，每幀將骨骼矩陣寫入StructuredBuffer<float4x4>。4)在Entities.Graphics的RenderMeshArray中，為每個實例綁定MaterialPropertyBlock，啟用GPUSkinningKeyword。5)在RenderPipeline的Culling階段，使用DrawMeshInstancedProcedural提交10萬次調(diào)用，GPU端通過SV_InstanceID讀取對應骨骼。6)使用BatchRendererGroup的AddBatch接口，將相同材質(zhì)的實例合并為同一GPU命令，減少DrawCall至<200。7)通過Timeline與SystemBase協(xié)同，將動畫曲線采樣任務放入IJobParallelForBatch，保證主線程零阻塞。37.在Houdini20中，使用KarmaXPU渲染體積云時，如何自定義LightPathExpression僅輸出被云直接照明的漫反射分量？請寫出完整LPE字符串，并解釋各符號含義。答案：LPE字符串：`CD<L.>.'diffuse'.'cloud'`符號解釋：C：Camera起點D：Direct照明事件<L.>：任意光源.：任意次數(shù)的散射'diffuse'：標記為漫反射的Lobe'cloud'：標記為cloud物體的Label整體含義：從相機出發(fā)，記錄所有直接來自光源、在云物體上發(fā)生漫反射后進入相機的光能。38.在Blender4.0的GeometryNodes中，如何基于“曲線場”實現(xiàn)程序化藤蔓生長動畫？請給出節(jié)點邏輯概述，并說明如何用SimulationZone實現(xiàn)延遲生長。答案：1)輸入主干曲線，使用ResampleCurve節(jié)點統(tǒng)一分段。2)通過CurvetoPoints節(jié)點生成點云，并賦予Normal與Tangent屬性。3)在SimulationZone內(nèi)，以幀數(shù)作為GrowthFactor，使用AccumulateField節(jié)點累加Offset。4)用SetPosition節(jié)點沿Tangent方向位移點，實現(xiàn)逐幀延伸。5)通過InstanceonPoints節(jié)點，在新生點實例化葉片，使用AlignEulertoVector對齊Normal。6)在SimulationZone的State輸入端，將Offset設(shè)為前一幀的Offset+Speed，實現(xiàn)延遲。7)使用StoreNamedAttribute將生長長度寫入UVMap，供材質(zhì)讀取做漸變。六、計算與推導題（每題11分，共22分）39.已知一個UnityShaderGraph的PBRMaster節(jié)點，其Metallic=0.5，Roughness=0.2，入射光方向L=（0.57，0.57，0.58），視線方向V=（0，0，1），表面法線N=（0，0，1）。請用CookTorranceBRDF計算SpecularD項（GGX），寫出完整推導過程并保留四位小數(shù)。答案：1)計算半角向量H=normalize(L+V)=（0.285，0.285，0.823）。2)計算點積dot(N,H)=0.823。3)計算α=Roughness2=0.04。4)計算α2=0.0016。5)計算分母=π[(dot(N,H))2(α2?1)+1]2=π[(0.8232×(0.0016?1)+1)]2=π[0.678×(?0.9984)+1]2=π[0.322]2=0.326。6)D=α2/(分母)=0.0016/0.326=0.0049。最終SpecularD項=0.0049。40.在WebGPU中，給定一個ComputeShader需對1024×1024的RGBA8Unorm紋理進行雙線性降采樣至512×512。請計算：(1)所需Workgroup數(shù)量（每Workgroup8×8）。(2)若采用SharedMemory優(yōu)化，每Workgroup需分配的SharedMemory字節(jié)數(shù)。(3)寫出降采樣核函數(shù)的核心代碼。答案：(1)512/8=64，故Workgroup數(shù)量為64×64=4096。(2)每Workgroup需讀取16×16=256texels，每texel4字節(jié)，共256×4=1024字節(jié)。(3)核心代碼：```wgsl@group(0)@binding(0)varsrc:texture_2d<f32>;@group(0)@binding(1)vardst:texture_storage_2d<rgba8unorm,write>;consttileSize=8;@compute@workgroup_size(tileSize,tileSize,1)fnmain(@builtin(global_invocation_id)gid:vec3<u32>,@builtin(local_invocation_id)lid:vec3<u32>){letsrcCoord=gid.xy2;varc:vec4<f32>=vec4<f32>(0.0);for(vardy:u32=0;dy<2;dy++){for(vardx:u32=0;dx<2;dx++){c+=textureLoad(src,srcCoord+vec2<u32>(dx,dy),0);}}c/=4.0;textureStore(dst,gid.xy,c);}```七、綜合設(shè)計題（共39分）41.命題：為一款移動端Roguelike橫版動作游戲設(shè)計“Boss死亡消散”特效，要求滿足：a)使用Unity2023LTS+URP；b)支持GPUInstancing，同屏最多5個Boss；c)消散過程需包含“碎片→粒子→煙霧”三階段，總時長2.4秒；d)峰值幀耗時<8ms（小米10Pro，Adreno650）；e)提供完整的Shader代碼、C控制腳本、粒子系統(tǒng)配置表、性能驗證數(shù)據(jù)。答案：1)Shader：```hlslShader"Custom/BossDissolve"{Properties{_MainTex("Albedo",2D)="white"{}_DissolveTex("DissolveNoise",2D)="gray"{}_Cutoff("Cutoff",Range(0,1))=0_EdgeColor("EdgeColor",Color)=(1,0.7,0.2,1)_EdgeWidth("EdgeWidth",Range(0,0.2))=0.05}SubShader{Tags{"RenderType"="Opaque""RenderPipeline"="UniversalRenderPipeline"}Pass{HLSLPROGRAMpragmavertexvertpragmafragmentfragpragmamulti_compile_instancinginclude"Packages/com.unity.renderpipelines.universal/ShaderLibrary/Core.hlsl"structAttributes{float4positionOS:POSITION;float2uv:TEXCOORD0;UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID};structVaryings{float4positionHCS:SV_POSITION;float2uv:TEXCOORD0;UNITY_VERTEX_INPUT_INSTANCE_ID};TEXTURE2D(_MainTex);SAMPLER(sampler_MainTex);TEXTURE2D(_DissolveTex);SAMPLER(sampler_DissolveTex);UNITY_INSTANCING_BUFFER_START(Props)UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float,_Cutoff)UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float4,_EdgeColor)UNITY_DEFINE_INSTANCED_PROP(float,_EdgeWidth)UNITY_INSTANCING_BUFFER_END(Props)Varyingsvert(Attributesi){Varyingso;UNITY_SETUP_INSTANCE_ID(i);UNITY_TRANSFER_INSTANCE_ID(i,o);o.positionHCS=TransformObjectToHClip(i.positionOS.xyz);o.uv=i.uv;returno;}half4frag(Varyingsi):SV_Target{UNITY_SETUP_INSTANCE_ID(i);floatcutoff=UNITY_ACCESS_INSTANCED_PROP(Props,_Cutoff);half4col=SAMPLE_TEXTURE2D(_MainTex,sampler_MainTex,i.uv);halfdissolve=SAMPLE_TEXTURE2D(_DissolveTex,sampler_DissolveTex,i.uv).r;floatt=dissolvecutoff;clip(t);half4edge=UNITY_ACCESS_INSTANCED_PROP(Props,_EdgeColor);halfwidth=UNITY_ACCESS_INSTANCED_PROP(Props,_EdgeWidth);half4final=lerp(edge,col,saturate(t/width));returnfinal;}ENDHLSL}}}```2)C控制腳本：```csharpusingUnityEngine;usingUnity.Mathematics;usingUnity.Collections;usingUnity.Jobs;usingUnity.Burst;publicclassBossDissolveCtrl:MonoBehaviour{[SerializeField]floatduration=2.4f;[SerializeField]Meshmesh;[SerializeField]Materialmat;[SerializeField]intpartsCount=8192;[SerializeField]floatgravity=9.8f;privateMatrix4x4[]matrices;privatefloat[]cutoffs;privateParticleSystemps;privatefloattimer;privateboolstarted;voidStart(){matrices=newMatrix4x4[partsCount];cutoffs=newfloat[partsCount];for(inti=0;i<partsCount;i++){matrices[i]=Matrix4x4.TRS(UnityEngine.Random.insideUnitSphere0.1f,quaternion.identity,Vector3.oneUnityEngine.Random.Range(0.05f,0.15f));cutoffs[i]=0;}ps=GetComponent<ParticleSystem>();started=true;}voidUpdate(){if(!started)return;timer+=Time.deltaTime;floatt=timer/duration;varjob=newUpdateJob{dt=Time.deltaTime,gravity=gravity,t=t,cutoffs=newNativeArray<float>(cutoffs,Allocator.T