2025年數(shù)字演藝設(shè)計(數(shù)字媒體技術(shù)與數(shù)字演藝設(shè)計)試卷及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.在數(shù)字演藝設(shè)計中，用于實時捕捉演員肢體動作并驅(qū)動虛擬角色的主流技術(shù)是A.光學(xué)動作捕捉系統(tǒng)B.慣性動作捕捉系統(tǒng)C.結(jié)構(gòu)光深度相機D.激光雷達陣列答案：A2.下列關(guān)于UnrealEngine5的Nanite虛擬幾何體的描述，正確的是A.僅支持靜態(tài)網(wǎng)格體B.自動將高模轉(zhuǎn)換為可流送的微多邊形集群C.需要手動烘焙法線貼圖D.對顯存需求低于傳統(tǒng)LOD方案答案：B3.在數(shù)字演藝燈光預(yù)可視化階段，使用DMX512協(xié)議控制燈具時，每通道數(shù)據(jù)位寬為A.4bitB.8bitC.16bitD.32bit答案：B4.當(dāng)使用Notch進行實時粒子特效設(shè)計時，若需讓粒子沿演員手勢軌跡生成，首選的數(shù)據(jù)輸入方式是A.OSCB.MIDIC.SpoutD.WebSocket答案：A5.在沉浸式音頻系統(tǒng)中，基于對象的聲音格式“ADMBWF”中，ADM指的是A.AudioDeviceManagerB.AudioDefinitionModelC.AdaptiveDigitalMatrixD.AmbientDynamicMixing答案：B6.下列關(guān)于LED虛擬拍攝中“顏色溢出”問題的解決方案，錯誤的是A.降低LED墻亮度B.增加拍攝機位與墻距離C.使用偏振濾鏡D.提高快門角度答案：D7.在TouchDesigner中，用于將KinectAzure的骨架數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CHOP的TOP是A.SkeletonTOPB.KinectAzureTOPC.BodyTrackCHOPD.ScriptSOP答案：C8.當(dāng)使用DisguisexR平臺進行多機位渲染時，保證透視一致性的核心算法是A.FrustumcullingB.CameracalibrationmatrixC.ColorgradingLUTD.Opticalflow答案：B9.在數(shù)字演藝交互系統(tǒng)中，若需實現(xiàn)“觀眾手機閃光燈隨音樂節(jié)奏同步閃爍”，最可靠的通信協(xié)議是A.BluetoothLEBroadcastB.ZigbeeMeshC.NFCD.UWB答案：A10.下列關(guān)于H.266/VVC編碼在8KVR直播中的優(yōu)勢描述，正確的是A.相比H.265節(jié)省約30%碼率且保持主觀質(zhì)量B.不支持360°投影格式C.僅支持4:2:0色度采樣D.延遲高于H.264baseline答案：A二、多項選擇題（每題3分，共15分，多選少選均不得分）11.在數(shù)字演藝實時渲染管線中，以下哪些技術(shù)可有效降低GPU負(fù)載A.MeshletcullingB.TemporalSuperResolutionC.HardwareacceleratedraytracingD.Forward+rendering答案：A、B、D12.關(guān)于基于AI的實時人臉表情捕捉，下列說法正確的有A.使用MediaPipeFaceMesh可在移動端達到60fpsB.iPhoneTrueDepth的ARKitblendshape輸出包含52個系數(shù)C.基于GAN的域遷移可提升暗光下的精度D.需額外紅外相機才能用于夜間演出答案：A、B、C13.在數(shù)字演藝舞臺機械同步控制中，以下哪些現(xiàn)場總線協(xié)議支持時間同步誤差<1msA.EtherCATB.ProfinetIRTC.CANopenD.SercosIII答案：A、B、D14.以下哪些屬于“擴展現(xiàn)實”(XR)在數(shù)字演藝中的典型安全風(fēng)險A.攝像機跟蹤丟失導(dǎo)致虛擬透視錯位B.LED墻高亮閃爍誘發(fā)光敏性癲癇C.實時合成延遲造成演員眩暈D.激光雷達過熱引發(fā)火災(zāi)答案：A、B、C15.在數(shù)字演藝內(nèi)容版權(quán)保護層面，以下哪些技術(shù)可用于區(qū)塊鏈存證A.IPFS內(nèi)容尋址B.零知識證明C.智能水印嵌入D.同態(tài)加密答案：A、B、C三、判斷題（每題1分，共10分，正確打“√”，錯誤打“×”）16.使用LIDAR進行舞臺掃描時，黑色啞光材質(zhì)會比白色高光材質(zhì)產(chǎn)生更嚴(yán)重的距離漂移。答案：√17.在Unity中，使用URP渲染管線時，ShaderGraph生成的PBRMaster節(jié)點默認(rèn)支持次表面散射。答案：×18.基于WebRTC的低延遲直播，當(dāng)使用SVC編碼時，接收端可動態(tài)選擇空間層與時域?qū)?。答案：?9.在數(shù)字演藝中，使用OSC消息傳輸MIDI時鐘時，無需考慮UDP丟包問題。答案：×20.采用FPGA進行DMX512信號輸出時，利用其硬實時特性可將抖動控制在±50μs以內(nèi)。答案：√21.在Notch中，VideoLoader節(jié)點支持直接讀取H.266編碼的.mp4文件。答案：×22.使用OptiTrack系統(tǒng)時，主動式Marker的同步誤差通常小于被動反光球。答案：√23.在數(shù)字演藝燈光設(shè)計中，CIE1931色度圖中越靠近普朗克軌跡的點顯色指數(shù)一定越高。答案：×24.基于WiFi6E的無線VR頭顯，在6GHz頻段下可保證20ms以內(nèi)MotiontoPhoton延遲。答案：√25.在TouchDesigner中，GLSLTOP支持直接編寫ComputeShader進行粒子并行計算。答案：√四、填空題（每空2分，共20分）26.在DisguisexR中，用于將真實攝像機FOV與虛擬攝像機匹配的矩陣稱為________矩陣。答案：校準(zhǔn)27.使用UnrealEngine的nDisplay進行多投影融合時，需導(dǎo)入由________軟件生成的.cal文件以描述投影機幾何。答案：ScalableDisplay28.在數(shù)字演藝音頻系統(tǒng)，基于AVB的時鐘同步協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)為________。答案：IEEE802.1AS29.使用TouchDesigner的________SOP可對Kinect點云進行voxel下采樣。答案：PointCloud30.在H.265編碼中，用于限制最大碼率的參數(shù)為________。答案：VBVmaxrate31.采用________技術(shù)可在LED虛擬拍攝中實時去除顏色溢出，其核心是在合成前對前景進行色度鍵控。答案：ICVFXinnerfrustumkeying32.在Notch中，________節(jié)點可將音頻FFT數(shù)據(jù)映射到粒子大小。答案：Sound33.使用________協(xié)議可將GrandMA3的燈光數(shù)據(jù)以O(shè)SC形式發(fā)送至TouchDesigner。答案：MANet334.在Unity中，使用________Pass可在URP下實現(xiàn)自定義后處理效果。答案：FullScreen35.基于________編碼的音頻格式可在保持無損的同時支持32位深度，常用于數(shù)字演藝母帶存檔。答案：FLAC五、簡答題（每題10分，共30分）36.簡述在8KVR直播中，采用FPGA加速的AV1編碼器相比CPU軟件編碼在功耗與延遲方面的優(yōu)勢，并說明其硬件流水線設(shè)計要點。答案：1.功耗：FPGA實現(xiàn)AV1編碼可在同等畫質(zhì)下將功耗從CPU的120W降至35W，能效比提升約3.5倍；2.延遲：通過流水線級并行，F(xiàn)PGA可將端到端延遲從軟件編碼的300ms降至80ms，滿足VR直播<100ms需求；3.設(shè)計要點：a.采用Tilebased并行劃分，將8K幀切分為256×256宏塊，利用DSPslice進行運動估計；b.使用片上BRAM緩存參考幀，減少DDR訪問；c.引入行級流水線，在熵編碼階段采用多碼率CABAC上下文預(yù)?。籨.通過AXIStream接口與10GbEMAC直連，實現(xiàn)零拷貝網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。37.說明在數(shù)字演藝中利用NeRF（神經(jīng)輻射場）進行舞臺布景三維重建的流程，并指出實際部署時的三大挑戰(zhàn)與對應(yīng)解決方案。答案：流程：1.多角度采集：使用12臺4K相機環(huán)繞舞臺，每秒30幀拍攝，共采集3000張圖像；2.位姿估計：采用COLMAP進行稀疏重建，獲取相機內(nèi)外參；3.網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練：使用InstantNGP框架，在單張RTX4090上訓(xùn)練30分鐘，得到5層全連接神經(jīng)輻射場；4.實時渲染：通過VulkanAPI將NeRF轉(zhuǎn)換為稀疏體素網(wǎng)格，實現(xiàn)90fps6DoF漫游；5.合成輸出：利用OpenGL將NeRF渲染結(jié)果作為紋理貼回Unreal場景。挑戰(zhàn)與方案：1.動態(tài)元素鬼影：在訓(xùn)練前使用MaskRCNN分割演員，采用分層NeRF僅重建靜態(tài)區(qū)域；2.顯存溢出：引入體素哈希壓縮，將顯存占用從24GB降至8GB；3.光照不一致：采集時使用恒定色溫LED補光，并在NeRF損失函數(shù)中加入顏色一致性正則項。38.闡述如何利用Timecode（SMPTE12M）實現(xiàn)燈光、激光、投影、噴泉、焰火的毫秒級同步，并給出當(dāng)幀率為30fps時的最大累積誤差計算公式。答案：實現(xiàn)方法：1.主控服務(wù)器生成SMPTE12MLTC時碼，通過balancedXLR分發(fā)至各子系統(tǒng)；2.各子系統(tǒng)采用FPGA解碼LTC，恢復(fù)時、分、秒、幀，并在幀起始產(chǎn)生1PPS脈沖；3.使用PTP（IEEE15882008）對本地時鐘進行微調(diào)，確保1PPS抖動<200μs；4.激光系統(tǒng)以幀脈沖為基準(zhǔn)，提前2ms預(yù)觸發(fā)振鏡；5.噴泉PLC在收到幀脈沖后，以PID算法控制變頻泵，延遲補償<5ms；6.焰火采用ematch，在幀脈沖后延遲整數(shù)倍幀周期點火，避免半幀誤差。最大累積誤差公式：E_max=1/(2×fps)+δ_network+δ_device當(dāng)fps=30，δ_network=0.2ms，δ_device=0.3ms，則E_max=16.67ms+0.2ms+0.3ms=17.17ms。六、綜合設(shè)計題（25分）39.項目背景：2025年杭州某景區(qū)夜游演藝需在50m×30m的露天水面完成“全息水幕+無人機+XR燈光”三位一體秀，時長20分鐘，觀眾2000人，要求所有設(shè)備無線同步，延遲<50ms，預(yù)算800萬元。任務(wù)：(1)畫出系統(tǒng)拓?fù)鋱D，標(biāo)明信號流與協(xié)議（5分）；(2)給出無人機、水幕投影、XR燈光、音頻、激光、火焰六大子系統(tǒng)的同步方案，說明時碼源、傳輸介質(zhì)、冗余策略（10分）；(3)計算并驗證網(wǎng)絡(luò)帶寬：水幕投影使用4臺30,000lm激光投影機，每臺4K@60Hz，采用H.266壓縮，碼率設(shè)定為80Mb/s；無人機編隊500架，每架需接收0.5kb/s控制數(shù)據(jù)；音頻48kHz/24bit，最大128通道；激光使用EtherCAT，周期4ms，單幀數(shù)據(jù)量2KB；火焰PLCModbusTCP，每秒50次讀寫，每次100byte。要求總帶寬不超過1Gb/s，給出計算過程并說明QoS策略（10分）。答案：(1)拓?fù)鋱D描述：頂層：主控服務(wù)器（冗余雙機）→光纖環(huán)網(wǎng)→邊緣交換機（10GbE）→分區(qū)域AP（WiFi76GHz）→各子系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)；時碼：主控生成LTC+PTP，通過光纖與無線同時分發(fā)；協(xié)議：視頻：SRToverRTP，F(xiàn)EC20%；無人機：MAVLinkoverUDP，802.11be；音頻：DanteAVH，AES67；激光：EtherCAT冗余環(huán)；火焰：ModbusTCPoverVLAN40。(2)同步方案：時碼源：主控GPS馴服OCXO，產(chǎn)生SMPTE12M@30fps；傳輸：LTCoverXLR+光纖，PTPover802.1AS，雙鏈路冷備；冗余：無人機：RTK基站雙星，鏈路失效時切換2.4GHz跳頻；水幕投影：4臺投影機分AB組，任意2臺失效可降亮度繼續(xù)；XR燈光：GrandMA3onPC雙機熱備，會話無縫切換；音頻：Dante冗余域名，主備交換機；激光：EtherCAT環(huán)網(wǎng)斷點自愈合<50μs；火焰：PLC雙機冗余，ematch雙點火回路。(3)帶寬計算：1.水幕視頻：4×80Mb/s=320Mb/s；2.無人機控制：500×0.5kb/s=0.25Mb/s；3.音頻：128×48