2025年计算机辅助设计师(3D建模方向)考试试题(含答案)

2025年计算机辅助设计师(3D建模方向)考试试题(含答案)一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下关于多边形建模与细分建模的描述，错误的是（）A.多边形建模以三角形/四边形面为基础，细分建模通过细分光滑算法提升表面精度B.细分建模在编辑高模时需先关闭细分显示，避免计算卡顿C.多边形建模的拓扑结构直接影响细分后的表面质量D.细分建模无法用于硬表面模型，仅适用于有机模型答案：D2.在3dsMax中，若需将一个立方体通过变形得到人体头部的基础形态，最适合的修改器是（）A.TurboSmooth（涡轮平滑）B.ProBoolean（超级布尔）C.Symmetry（对称）D.FFD（自由变形）答案：D3.UV展开时，“接缝（Seam）”的主要作用是（）A.增加模型表面的细节精度B.避免材质贴图在展开时产生拉伸或重叠C.优化多边形面的数量D.提升模型的渲染效率答案：B4.拓扑优化中，“三角面”的使用原则是（）A.完全禁止，必须全部转换为四边面B.仅允许在模型非变形区域（如机械零件边缘）少量使用C.越多越好，可提升模型的结构强度D.仅在角色关节等需要高变形的区域使用答案：B5.以下关于ZBrush中“动态拓扑（DynamicTopology）”功能的描述，正确的是（）A.仅适用于低模雕刻，无法生成高模细节B.会根据雕刻压力自动调整多边形密度，复杂区域面数更高C.必须配合SubTool（子工具）使用，无法单独操作当前模型D.开启后模型拓扑结构固定，无法手动添加边环答案：B6.在Maya中，若需为一个角色模型添加“硬边”效果（如装甲边缘），最直接的操作是（）A.为模型添加Bevel（斜切）修改器，调整偏移量B.在模型边模式下选择目标边，提高EdgeCrease（边折痕）值C.使用SculptGeometryTool（雕刻几何体工具）手动压刻边缘D.将模型转换为NURBS曲面，通过调整控制顶点强化边缘答案：B7.PBR（基于物理的渲染）材质中，“粗糙度（Roughness）”参数直接影响的是（）A.材质的漫反射颜色强度B.光线在表面的反射方向集中程度C.材质的透明折射率D.环境光在表面的吸收比例答案：B8.以下关于“拓扑流（TopologyFlow）”的描述，错误的是（）A.指多边形面的排列方向与模型结构的生长方向一致B.良好的拓扑流可避免动画变形时出现穿插或撕裂C.角色模型的拓扑流需沿肌肉走向和关节活动方向分布D.机械模型的拓扑流无需考虑结构方向，仅需保证面数均匀答案：D9.在Blender中，若需将两个独立模型合并为一个可编辑网格，应使用（）A.Union（联合）布尔运算B.Join（合并）操作（快捷键Ctrl+J）C.Merge（融合）顶点工具D.Remesh（重拓扑）功能答案：B10.渲染全局光照时，“焦散（Caustics）”效果的产生条件是（）A.仅需场景中存在透明或折射材质B.需透明材质的折射率大于1.0且光线追踪开启C.需场景中同时存在反射材质和漫反射材质D.焦散效果与材质无关，仅由灯光位置决定答案：B二、填空题（每空2分，共20分）1.多边形建模中，“三边面”与“五边面”通常被称为________，易导致细分后表面出现不平整。答案：非四边面（或“NGon”）2.UV展开时，常用________工具（软件功能）检查贴图的拉伸程度，红色区域表示严重拉伸。答案：UVChecker（UV检查器）或StretchMap（拉伸贴图）3.ZBrush中，通过________功能可将高模细节烘焙到低模的法线贴图或置换贴图中。答案：ProjectionMaster（投影大师）或BakeTexture（烘焙纹理）4.Maya的骨骼绑定中，“IK（反向动力学）”与“FK（正向动力学）”的主要区别是：IK通过控制________驱动骨骼链，FK通过逐级调整父骨骼驱动。答案：末端控制器（或“effector”）5.硬表面建模中，“倒角（Bevel）”操作的本质是通过________增加模型边缘的细节层次，模拟真实物体的物理磨损。答案：分割边缘并添加新面6.PBR材质的核心参数包括基础颜色（BaseColor）、________、金属度（Metallic）。答案：粗糙度（Roughness）7.3D场景优化时，“LOD（细节层次）”技术通过为同一模型创建________的版本，根据相机距离动态切换，提升渲染效率。答案：不同面数（或“高低精度”）8.在3dsMax中，“涡轮平滑（TurboSmooth）”修改器的“迭代次数”每增加1次，模型面数约________（填写倍数关系）。答案：增加4倍（或“变为原来的4倍”）9.雕刻软件（如ZBrush、Blender雕刻模式）中，“Alpha”贴图的作用是________。答案：定义笔触的形状或细节纹理（如皮肤毛孔、岩石颗粒）10.渲染时，“全局光照（GI）”的计算方式主要包括光追全局光照、________和灯光缓存（LightCache）。答案：irradiancemap（辐照贴图）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述多边形建模中“拓扑优化”的核心目标及关键原则。答案：核心目标：确保模型在细分、变形或动画过程中表面平滑，避免穿帮；降低面数冗余，提升软件运行效率；为UV展开和材质贴图提供良好基础。关键原则：①以四边面为主，尽量减少三角面和五边面（NGon）；②拓扑流与模型结构方向一致（如角色沿肌肉走向、机械沿结构轮廓）；③重要变形区域（如关节）增加边环，保证变形灵活性；④面分布均匀，避免局部面数过密或过疏；⑤避免“极点”（一个顶点连接超过5条边）。2.比较“NURBS建模”与“多边形建模”的适用场景，并举例说明。答案：NURBS建模基于数学曲线/曲面，适合高精度、规则化的模型（如汽车外壳、工业产品），其优势是表面平滑、易于调整曲率，但修改复杂结构时灵活性较低。例如：汽车车身的流线型曲面常用NURBS建模，通过调整控制顶点即可优化弧度。多边形建模基于三角形/四边形面，适合有机模型（如角色、生物）或硬表面模型（如机械零件），其优势是拓扑灵活、支持细分和雕刻。例如：游戏角色的肌肉结构需通过多边形拓扑控制变形，因此更适合多边形建模。3.说明UV展开的主要步骤及“岛（Island）”排列的注意事项。答案：主要步骤：①确定模型的关键接缝（Seam）位置（如隐蔽区域或结构转折处）；②使用展开工具（如UnwrapUVW、Blender的UV编辑）将3D模型展开为2D平面；③调整UV岛的旋转与缩放，避免贴图拉伸；④检查拉伸程度（通过UVChecker）并优化。岛排列注意事项：①避免UV岛重叠（否则贴图会叠加显示）；②重要区域（如角色面部）的UV岛需放大，分配更多贴图空间；③相邻结构（如角色手臂与躯干）的UV岛尽量靠近，减少贴图内存占用；④UV岛的边缘需留出“像素边距”（通常2-4像素），避免渲染时出现接缝。4.简述PBR材质相对于传统材质（如Phong/Blin-Phong）的优势。答案：①物理真实性：基于真实物理法则计算光线反射，材质表现更贴近现实（如金属的强反射、塑料的漫反射）；②流程统一：通过基础颜色、粗糙度、金属度等少量参数即可控制材质特性，减少参数调试时间；③跨引擎兼容性：PBR参数在不同渲染引擎（如Unity、Unreal）中标准统一，无需重新调整；④环境依赖更合理：材质效果随环境光照变化自动适配（如金属材质会清晰反射环境光）；⑤减少人工干预：无需手动调节高光强度、光泽度等复杂参数，降低制作门槛。5.说明“高模烘焙低模”的技术流程及实际应用价值。答案：流程：①创建高模（含丰富细节，如雕刻的皮肤皱纹、机械划痕）；②创建低模（面数精简，用于游戏或实时渲染）；③将高模与低模对齐（需保证拓扑相似或通过投影匹配）；④使用烘焙工具（如xNormal、Blender的Bake）将高模的法线、置换、AO（环境光遮蔽）等信息烘焙到低模的贴图中；⑤低模通过贴图模拟高模细节。应用价值：在保持实时渲染效率的同时，呈现高模级别的细节；降低游戏/动画项目的硬件性能需求；简化模型拓扑，避免高模直接用于实时场景导致的卡顿。四、操作题（每题15分，共30分）1.使用Blender完成“机械齿轮”的建模与基础材质设置（要求：齿轮齿数12，包含倒角，拓扑优化，UV展开，金属材质）。操作步骤：（1）基础建模：①添加圆柱体（半径5cm，高度2cm），进入编辑模式，选择顶部面，按E键extrusion（挤出）0.5cm作为齿轮厚度；②按Ctrl+R添加环形切割，在圆柱边缘创建12条等距边（通过旋转视图+边选择确保均匀分布）；③选择每条边缘的顶点，按E键向上挤出0.8cm，形成齿轮齿（需调整顶点位置确保齿形对称）；（2）拓扑优化：①检查是否存在三角面/五边面，使用“LoopCut”（边环切割）将NGon转换为四边面；②在齿轮齿根部添加边环，避免后续倒角时出现穿面；③使用“EdgeSlide”（边滑动）工具调整面分布，确保齿部面数均匀；（3）UV展开：①进入UV编辑模式，选择“SmartUVProject”（智能UV投影），参数设置为“角度阈值60°”，确保齿部UV无严重拉伸；②手动调整UV岛的位置，将齿轮主体与齿部UV岛分开排列，避免重叠；③检查UV拉伸（通过“UV/ImageEditor”的“Stretch”显示），对红色区域（严重拉伸）使用“Relax”（松弛）工具优化；（4）材质设置：①添加PBR材质，基础颜色设为深灰色（RGB：50,50,50）；②粗糙度设为0.3（模拟金属轻微磨损），金属度设为1.0（纯金属）；③连接“AmbientOcclusion”（环境光遮蔽）贴图到“Roughness”通道，增强齿部缝隙的暗部细节；④添加“NormalMap”（法线贴图）（可选），使用预设的“MetalScratches”（金属划痕）纹理，强度0.5，模拟表面细微划痕。2.使用Maya完成“角色手臂”的绑定与简单动画（要求：包含骨骼创建、权重分配、IK/FK切换，实现手臂抬起并弯曲肘部的动画）。操作步骤：（1）骨骼创建：①进入Skeleton模块，使用“JointTool”（关节工具）在角色手臂位置创建骨骼链：shoulder_jnt（肩部）→elbow_jnt（肘部）→wrist_jnt（腕部）；②调整骨骼方向（使用“OrientJoint”），确保肘部骨骼的旋转轴（X轴）指向手部方向；（2）权重分配：①选择模型，执行“Skin”→“BindSkin”→“SmoothBind”（平滑绑定），关联到shoulder_jnt、elbow_jnt、wrist_jnt；②进入“PaintSkinWeightsTool”（绘制蒙皮权重工具），在肘部区域降低shoulder_jnt的权重（至0.2），提高elbow_jnt的权重（至0.7）；③在腕部区域降低elbow_jnt的权重（至0.3），提高wrist_jnt的权重（至0.6），确保变形自然；（3）IK/FK切换设置：①创建IK控制器：使用“IKHandleTool”（IK手柄工具）生成elbow_ikHandle，连接elbow_jnt到wrist_jnt；②创建FK控制器：为shoulder_jnt、elbow_jnt、wrist_jnt分别添加球形控制器（Ctrl+G组化，方便操作）；③使用“BlendTwoSkeletons”（混合两个骨骼）节点，将FK骨骼与IK骨骼连接，添加“Blend”属性（0为FK，1为IK）；④为控制器添加约束（如“PointConstraint”点约束、“OrientConstraint”方向约束），确保切换时骨骼位置平滑过渡；（4）动画制作：①在第0帧，设置手臂自然下垂姿势（FK模式，shoulder_jnt旋转X轴-10°，elbow_jnt旋转X轴0°）；②在第15帧，切换为IK模式，移动elbow_ikHandle向上抬起（Y轴平移20cm），同时手动调整elbow_jnt旋转X轴至90°（模拟肘部弯曲）；③在第30帧，保持IK模式，继续移动elbow_ikHandle至最高点（Y轴平移30cm），elbow_jnt旋转X轴至120°；④添加“AutoKey”（自动关键帧），检查变形是否穿帮（如肘部模型是否撕裂），通过调整权重或添加“SoftModifier”（软修改器）优化。五、综合应用题（30分）根据以下需求，完成“未来城市街景”3D场景的制作（要求包含场景规划、模型搭建、材质灯光、渲染输出，需体现对效率与质量的平衡）。需求描述：未来感科技城市，包含悬浮列车轨道、透明玻璃幕墙建筑、发光广告屏、地面反光材质；需用于游戏引擎实时渲染，面数限制：场景总面数≤50万，渲染分辨率1920×1080。制作流程与关键说明：1.场景规划（5分）①确定视口焦点：以悬浮列车轨道与主建筑为中心，其他建筑作为背景简化；②面数分配：主建筑（20万面）、悬浮轨道（15万面）、广告屏（5万面）、地面（5万面）、背景建筑（5万面）；③分层管理：按功能分组（建筑组、轨道组、灯光组），方便后续调整。2.模型搭建（10分）（1）主建筑：①使用多边形建模，主体为立方体，通过“Extrude”（挤出）和“Bevel”（倒角）创建分层结构；②玻璃幕墙部分：使用平面模型+透明材质，避免实体玻璃的高面数（每面幕墙仅需2个面）；③细节处理：通过“Decal”（贴花）贴图添加窗框、金属装饰线，减少模型面数；（2）悬浮轨道：①使用“Curve”（曲线）+“ExtrudeAlongPath”（沿路径挤出）生成轨道主体；②轨道支撑结构：用简单圆柱体+布尔运算创建，关键连接点添加边环保证变形（若需动画）；③轨道发光条：使用平面模型（2面）+自发光材质，避免实体建模；（3）广告屏：①基础模型为平面（2面），UV展开后适配1024×1024贴图；②动态效果通过“VideoTexture”（视频贴图）实现（游戏引擎支持），减少静态模型细节；（4）地面：①大面使用平面细分（4×4网格），通过“Displacement”（置换）贴图模拟细微起伏（需配合LOD降低面数）；②反光区域通过“Roughness”贴图控制（低粗糙度模拟镜面反射）。3.材质灯光（10分）（1）材质：