2025年元宇宙虛擬人虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備應(yīng)用培訓(xùn)試題卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在括號(hào)內(nèi)）1.在元宇宙虛擬人實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)流程中，負(fù)責(zé)將面部動(dòng)作捕捉數(shù)據(jù)映射到虛擬人骨骼的關(guān)鍵中間件是（）A.OpenXRB.LiveLinkFaceC.DLSSD.Vulkan2.下列關(guān)于OpenXR中“ReferenceSpace”的描述，正確的是（）A.只能用于站立式體驗(yàn)B.定義了追蹤原點(diǎn)與坐標(biāo)軸方向C.無法動(dòng)態(tài)切換D.與手部追蹤精度無關(guān)3.某VR頭顯單眼分辨率為1832×1920，刷新率90Hz，若采用RGB子像素排列，每幀傳輸原始圖像所需帶寬約為（）A.1.2GbpsB.2.1GbpsC.3.4GbpsD.5.0Gbps4.在虛擬人表情BlendShape優(yōu)化中，采用“FACS”體系的主要目的是（）A.降低DrawCallB.統(tǒng)一肌肉動(dòng)作單元語義C.提高貼圖分辨率D.壓縮音頻5.當(dāng)使用Lighthouse2.0基站時(shí)，最大可覆蓋的邊長(zhǎng)為（）A.4mB.5mC.6mD.7m6.下列哪項(xiàng)不是OpenXR定義的交互配置文件（InteractionProfile）？（）A./interaction_profiles/khr/simple_controllerB./interaction_profiles/htc/vive_cosmos_controllerC./interaction_profiles/meta/quest3_touchD./interaction_profiles/sony/psvr2_sense7.在Unity2022.3中，啟用XRRig后，用于將真實(shí)地面高度對(duì)齊到虛擬場(chǎng)景的組件是（）A.TrackedPoseDriverB.XROriginC.InputSystemD.Cinemachine8.某虛擬人使用基于物理的毛發(fā)渲染，若采用Marschner模型，其主要考慮的光線傳播分量不包括（）A.R分量B.TT分量C.TRT分量D.TTTT分量9.在VR一體機(jī)中，ATW（AsynchronousTimewarp）算法最直接緩解的問題是（）A.眩暈B.漂移C.遮擋D.串?dāng)_10.當(dāng)使用MetaQuest3的InsideOut手部追蹤時(shí)，官方推薦的最小光照強(qiáng)度為（）A.15luxB.100luxC.400luxD.1000lux二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分。每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，多選、少選、錯(cuò)選均不得分）11.下列技術(shù)可有效降低VR場(chǎng)景MotiontoPhoton延遲的有（）A.相位同步B.預(yù)測(cè)追蹤C(jī).云渲染D.眼動(dòng)追蹤注視點(diǎn)渲染12.在虛擬人語音驅(qū)動(dòng)口型時(shí)，常用的特征輸入包括（）A.MFCCB.音素后驗(yàn)概率C.音量包絡(luò)D.深度圖13.關(guān)于OpenXR中的ActionSystem，下列說法正確的有（）A.動(dòng)作與物理按鍵解耦B.可在運(yùn)行時(shí)重新綁定C.支持模擬動(dòng)作D.動(dòng)作路徑區(qū)分左右手14.在VR場(chǎng)景中使用動(dòng)態(tài)合批（DynamicBatching）失敗的原因可能有（）A.頂點(diǎn)數(shù)超過300B.使用了多PassShaderC.使用了GPUInstancingD.材質(zhì)球未標(biāo)記為“EnableGPUInstancing”15.下列屬于虛擬數(shù)字人“人格引擎”核心模塊的有（）A.知識(shí)圖譜B.情感模型C.語音合成D.區(qū)塊鏈錢包三、填空題（每空2分，共20分）16.OpenXR中，獲取系統(tǒng)可用擴(kuò)展的函數(shù)名是__________。17.若VR頭顯FOV為100°，單眼水平視場(chǎng)角為89°，則雙眼重疊視場(chǎng)角約為__________°。18.在Unity中，將普通MeshRenderer轉(zhuǎn)換為XR可交互對(duì)象，需添加__________組件并實(shí)現(xiàn)__________接口。19.使用SteamVRTracking時(shí)，基站通道編號(hào)通過__________信號(hào)區(qū)分。20.虛擬人實(shí)時(shí)布料解算常用__________算法，其時(shí)間步長(zhǎng)受__________條件限制。21.當(dāng)采用H.266編碼傳輸360°全景視頻時(shí)，其官方命名標(biāo)準(zhǔn)為__________。22.在MetaAvatarsSDK23.0中，用于加載用戶自定義Avatar資產(chǎn)的API類為__________。23.若采用眼動(dòng)追蹤進(jìn)行動(dòng)態(tài)注視點(diǎn)渲染，注視點(diǎn)區(qū)域像素密度通常設(shè)置為外圍區(qū)域的__________倍。24.在VR場(chǎng)景進(jìn)行Locomotion時(shí)，ComfortMode常見的“漸暈”形狀為__________。25.根據(jù)MPEGI標(biāo)準(zhǔn)，6DoF點(diǎn)云視頻壓縮采用__________編碼框架。四、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）26.OpenXR僅支持Vulkan圖形API，不支持OpenGL。（）27.在Lighthouse系統(tǒng)中，同步脈沖激光與掃描激光的時(shí)差用于計(jì)算軸向角度。（）28.虛擬人骨骼中，頭部骨骼的縮放不會(huì)影響面部BlendShape的權(quán)重計(jì)算。（）29.使用FoveatedRendering時(shí)，外圍區(qū)域像素著色率可低于1/16。（）30.Quest系列頭顯的Guardian邊界數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在/data/data/com.oculus.guardian/files/region.json。（）31.在Unity的XRInteractionToolkit中，XRRayInteractor的LineType為ProjectileCurve時(shí)，其軌跡受重力影響。（）32.虛擬人語音合成采用WaveNet時(shí)，推理延遲與說話人音色無關(guān)。（）33.在VR場(chǎng)景使用實(shí)時(shí)光追，RTX4090單眼2K90Hz可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。（）34.根據(jù)OpenXR規(guī)范，/user/hand/left路徑可以綁定到腳部追蹤器。（）35.虛擬人表情捕捉時(shí)，iPhoneTrueDepth相機(jī)的前置幀率為60fps固定不可調(diào)。（）五、簡(jiǎn)答題（每題8分，共24分）36.簡(jiǎn)述在OpenXR中實(shí)現(xiàn)“雙手握持長(zhǎng)弓”交互的關(guān)鍵步驟，包括動(dòng)作定義、綁定、姿態(tài)獲取及物理反饋。37.說明在VR一體機(jī)中采用眼動(dòng)追蹤進(jìn)行動(dòng)態(tài)注視點(diǎn)渲染時(shí)，如何權(quán)衡“注視區(qū)域大小”與“性能節(jié)省”的關(guān)系，并給出量化評(píng)估公式。38.列舉虛擬人實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)中“骨骼抖動(dòng)”產(chǎn)生的三種主要原因，并給出對(duì)應(yīng)的濾波或平滑算法。六、計(jì)算與分析題（共31分）39.（10分）某VR頭顯單眼分辨率為2160×2160，刷新率120Hz，采用FP16格式紋理，GPU支持4:1的VRS（VariableRateShading）。若注視點(diǎn)區(qū)域占屏幕面積20%，以原生1×1著色率計(jì)算；外圍80%區(qū)域采用4×4著色率。求：（1）每幀理論像素著色運(yùn)算量（以百萬像素為單位）；（2）相比全屏1×1，性能節(jié)省百分比。40.（10分）虛擬人面部系統(tǒng)含52個(gè)BlendShape，權(quán)重用float存儲(chǔ)，骨骼節(jié)點(diǎn)30個(gè)，每節(jié)點(diǎn)需3×4矩陣。若每秒廣播60幀，采用UDP協(xié)議，MTU為1500Byte，IP+UDP頭共28Byte。求：（1）單幀數(shù)據(jù)量；（2）最小需要多少個(gè)UDP包；（3）若啟用壓縮，假設(shè)BlendShape權(quán)重壓縮比為0.25，骨骼矩陣壓縮比為0.4，求壓縮后所需包數(shù)。41.（11分）某6DoF追蹤系統(tǒng)采用IMU+視覺融合，IMU更新率1000Hz，視覺更新率60Hz。IMU角速度隨機(jī)游走噪聲密度為0.01°/√s，視覺姿態(tài)測(cè)量噪聲標(biāo)準(zhǔn)差0.5°。使用卡爾曼濾波，狀態(tài)向量X=[θ,b]，θ為角度，b為陀螺儀零偏。過程模型：θk+1=θk+(ωk?bk)Δt，bk+1=bk，Δt=0.001s。觀測(cè)模型：zk=θk+vk。給定初始誤差協(xié)方差P0=diag([1°,(0.3°)^2])，過程噪聲Q=diag([(0.01°)^2Δt,(0.001°/s)^2Δt])，觀測(cè)噪聲R=(0.5°)^2。求：（1）穩(wěn)態(tài)卡爾曼增益K∞；（2）穩(wěn)態(tài)角度估計(jì)誤差標(biāo)準(zhǔn)差。七、綜合設(shè)計(jì)題（共30分）42.場(chǎng)景：某博物館擬開發(fā)“元宇宙導(dǎo)覽”項(xiàng)目，用戶佩戴Quest3頭顯，通過虛擬人講解員“小博”進(jìn)行沉浸式交互。需求如下：1)支持200并發(fā)用戶，云端渲染，串流至頭顯；2)小博需支持多語言口型同步，表情豐富，延遲<80ms；3)用戶可語音提問，小博需結(jié)合知識(shí)圖譜實(shí)時(shí)回答，響應(yīng)<1s；4)展廳含高反光瓷器，需解決VR實(shí)時(shí)光追噪點(diǎn)；5)弱網(wǎng)自適應(yīng)：帶寬降至15Mbps時(shí)，畫質(zhì)可接受。請(qǐng)完成：（1）給出系統(tǒng)總體架構(gòu)圖（文字描述即可），標(biāo)明關(guān)鍵模塊與數(shù)據(jù)流向；（8分）（2）設(shè)計(jì)“小博”虛擬人實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)鏈路，包括語音輸入、ASR、知識(shí)圖譜檢索、NLG、TTS、口型生成、表情渲染，并標(biāo)注各環(huán)節(jié)延遲預(yù)算；（10分）（3）針對(duì)高反光瓷器，提出一種結(jié)合光追與光柵的混合渲染方案，說明采樣與降噪策略；（6分）（4）給出弱網(wǎng)自適應(yīng)的碼率分配與分辨率調(diào)整策略，要求量化說明閾值與切換邏輯。（6分）八、答案與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、單項(xiàng)選擇題1.B2.B3.C4.B5.D6.D7.B8.D9.A10.C每題2分，共20分。二、多項(xiàng)選擇題11.AB12.ABC13.ABCD14.AB15.ABC每題3分，共15分。三、填空題16.xrEnumerateInstanceExtensionProperties17.7718.XRGrabInteractable，IXRSelectable19.同步脈沖寬度編碼（或“OotX”編碼）20.PBD（PositionBasedDynamics），CFL21.VersatileVideoCoding（VVC）22.OvrAvatarAssetLoader23.3～524.漸暈矩形（或“vignetterectangle”）25.GPCC（GeometrybasedPointCloudCompression）每空2分，共20分。四、判斷題26.×27.√28.√29.√30.√31.√32.×33.×34.√35.×每題1分，共10分。五、簡(jiǎn)答題36.關(guān)鍵步驟：1)動(dòng)作定義：在actionmanifest中新增“grab_bow_left”“grab_bow_right”“pull_string”三個(gè)動(dòng)作，類型為boolean/float；2)綁定：在interactionprofile中為左右手控制器綁定對(duì)應(yīng)按鍵，如/inputs/trigger/value；3)姿態(tài)獲?。和ㄟ^xrLocateSpace獲取雙手空間姿態(tài)，計(jì)算弓身與箭的相對(duì)位姿；4)物理反饋：通過OpenXRhapticAPI在拉弦手觸發(fā)振動(dòng)，幅度與pull_string值成正比；5)安全校驗(yàn)：檢測(cè)雙手距離，若大于閾值則取消交互。評(píng)分：步驟完整8分，缺一步扣2分。37.權(quán)衡關(guān)系：注視區(qū)域過小導(dǎo)致眼球快速移動(dòng)時(shí)畫質(zhì)下降，過大則節(jié)省性能有限。量化公式：節(jié)省率S=(1?(A×1+(1?A)×R))×100%，其中A為注視區(qū)域面積比，R為外圍著色率比。實(shí)驗(yàn)表明A=20%時(shí)，S≈55%，且用戶主觀評(píng)分>4.0（5分制）。評(píng)分：公式4分，實(shí)驗(yàn)結(jié)論4分。38.原因：1)傳感器噪聲；2)IK求解不穩(wěn)定性；3)網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)。濾波：1)卡爾曼濾波；2)阻尼最小二乘IK；3)jitterbuffer+線性插值。評(píng)分：原因3分，算法3分，表達(dá)2分。六、計(jì)算與分析題39.（1）理論運(yùn)算量=20%×2160×2160+80%×2160×2160/16=0.2×4.6656+0.8×0.2916=1.1664Mpix；（2）節(jié)省=(1?1.1664/4.6656)×100%=75%。評(píng)分：運(yùn)算量5分，節(jié)省5分。40.（1）單幀數(shù)據(jù)=52×4+30×12×4=208+1440=1648Byte；（2）UDP包凈載荷=1500?28=1472Byte，需?1648/1472?=2包；（3）壓縮后=52×4×0.25+1440×0.4=52+576=628Byte，仍用1包。評(píng)分：每問分別為3、3、4分。41.（1）穩(wěn)態(tài)增益K∞=2.3×10?2；（2）穩(wěn)態(tài)誤差標(biāo)準(zhǔn)差σθ∞=0.11°。評(píng)分：計(jì)算過程7分，結(jié)果4分。七、綜合設(shè)計(jì)題42.（1）架構(gòu)：客戶端Quest3←→邊緣云GPU渲染節(jié)點(diǎn)←→中心云ASR/TTS/知識(shí)圖譜←→CDN；串流協(xié)議AV1/RTC；關(guān)鍵模塊：語音前端、虛擬人驅(qū)動(dòng)、渲染管道、碼控、弱網(wǎng)緩沖；（2）鏈路：語音采集(10ms)→前端降噪(20ms)→ASR(200ms