多媒体技术及应用试题及答案

多媒体技术及应用试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.在H.264/AVC编码标准中，用于消除视频帧间冗余的核心技术是A.离散余弦变换B.运动补偿预测C.算术编码D.去块滤波答案：B2.下列色彩空间中最适合用于JPEG图像压缩的是A.YUV4:2:0B.RGB4:4:4C.CMYK4:2:2D.HSV4:1:1答案：A3.在MPEGDASH流媒体框架中，MPD文件的主要作用是A.存储媒体分片B.描述分片地址与码率适配策略C.提供DRM密钥D.记录用户QoE日志答案：B4.若一段44.1kHz采样、16bit量化的立体声WAV文件时长为120秒，其原始数据量约为A.25.2MBB.20.2MBC.16.8MBD.10.1MB答案：A5.在WebRTC的NAT穿透过程中，用于获取公网候选地址的协议是A.SDPB.STUNC.RTPD.SCTP答案：B6.下列关于PNG格式的叙述，正确的是A.支持有损压缩B.支持动画帧C.采用DEFLATE无损压缩D.不支持α通道答案：C7.在Unity引擎中，若要将视频纹理实时映射到3D模型表面，需使用的组件是A.VideoPlayer+MeshRendererB.AudioSource+SkinnedMeshRendererC.MovieTexture+TerrainD.RawImage+Canvas答案：A8.对5.1环绕声系统进行声道映射时，LFE声道对应的采样频率通常为A.8kHzB.16kHzC.22.05kHzD.44.1kHz或48kHz答案：D9.在HDR10标准中，用于传递每帧亮度元数据的扩展接口是A.HDMI1.4B.HDMI2.0a的HDRInfoFrameC.DisplayPort1.1D.DVID答案：B10.使用FFmpeg将一段MKV文件转码为H.265/MP4，同时保持帧率不变并启用10bit编码，正确的命令行参数为A.`c:vlibx265profilemain10crf22presetslow`B.`c:vh264_nvencpix_fmtyuv420pb:v5M`C.`c:vlibvpxvp9b:v0crf30`D.`c:vmpeg2videoq:v2`答案：A11.在Android平台实现低延迟视频采集时，Camera2API中用于关闭自动帧缓冲队列的选项是A.`TEMPLATE_RECORD`B.`TEMPLATE_ZERO_SHUTTER_LAG`C.`TEMPLATE_MANUAL`D.`TEMPLATE_PREVIEW`答案：B12.下列关于Opus音频格式的陈述，错误的是A.支持6kbps到512kbps动态码率B.帧长固定为20msC.内置FEC前向纠错D.支持语音与音乐混合模式答案：B13.在VR视频投影格式中，EquiAngularCubemap（EAC）相比传统ERP的主要优势是A.减少两极拉伸失真B.提高压缩效率并降低码率C.支持8K@120fps实时解码D.兼容WebGL1.0答案：B14.使用WebAssembly在浏览器端解码H.265时，目前最主流的开源实现是A.OpenH264B.x265C.Broadway.jsD.vvdec.js答案：D15.在数字图像隐写术中，F5算法嵌入秘密信息的位置是A.量化后的DCT系数B.量化前的DCT系数C.空域LSBD.小波高频子带答案：A二、填空题（每空2分，共20分）16.在数字音频中，人耳听觉上限频率约为________Hz，根据奈奎斯特定理，CD采样频率选为________kHz。答案：20000，44.117.HEVC编码树单元CTU最大支持尺寸为________×________像素。答案：64，6418.在WebGL中，若要将YUV420P格式图像上传为纹理并实时转RGB，需使用________着色器语言实现颜色空间转换。答案：GLSLES19.在SRT协议中，通过________字段实现端到端延迟控制，该字段单位为毫秒。答案：TsbPd（TimebasedPacketDelivery）20.使用FFmpeg的________滤镜可以实时将视频帧率从30fps提升至60fps，并采用光流法插帧。答案：minterpolate21.在HDR转SDR的色调映射算法中，________曲线由Reinhard提出，其核心思想是将高动态范围线性压缩至[0,1]区间。答案：Reinhard22.在Android端使用MediaCodec进行硬件解码时，若需将解码后的Surface直接渲染到SurfaceTexture，应配置解码器为________格式。答案：COLOR_FormatSurface23.在MPEGH3DAudio标准中，最高支持________声道对象音频，并采用HOA高阶Ambisonics编码。答案：6424.在OpenCV中，调用________函数可实现基于GrabCut算法的交互式前景分割。答案：cv::grabCut25.在HTTPFLV直播方案中，每个音视频Tag头共________字节，其中StreamID固定为0。答案：11三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）26.VP9编码器支持将tile数量设置为1×1到4×4，但tile越多并行度越高，压缩效率必然提升。答案：×27.在WebRTC中，NACK与RTCPRR报文均通过UDP传输，但NACK属于RTPFB类型。答案：√28.使用Photoshop导出GIF时，若选择“扩散”抖动算法，可有效减少色带并增加文件体积。答案：√29.在Unity的Timeline系统中，ActivationTrack可用于控制粒子系统的播放与暂停。答案：√30.在数字水印的DCT域嵌入中，通常选择交流低频系数以提高鲁棒性。答案：×31.在iOS平台，AVFoundation框架支持直接解码FLAC格式音频，无需第三方库。答案：√32.在Lottie动画中，若AE源文件使用径向渐变，Bodymovin插件可100%无损导出。答案：×33.在WebXR中，XRReferenceSpaceType的“unbounded”模式适用于室内AR场景。答案：×34.使用Audacity进行降噪时，必须先获取噪声剖面，再执行降噪效果。答案：√35.在FFmpeg中，`movflags+faststart`参数可将MP4的moovbox移至文件头，实现边下边播。答案：√四、简答题（每题8分，共40分）36.简述H.266/VVC相比HEVC在块划分结构上的两项主要改进，并说明其对编码效率的影响。答案：1.四叉树+二叉树+三叉树（QT+BT+TT）多类型树划分：VVC将CTU递归划分为更灵活的矩形块，突破HEVC仅四叉树限制，使边缘复杂区域匹配更精准，节省8–12%码率。2.嵌套划分结构：允许在BT/TT节点继续执行BT/TT，最大深度提升至6层，减少大块冗余；同时引入128×128大CTU选项，降低头信息开销，综合提升约6%编码效率。37.说明在Web浏览器中通过WebAssembly实现H.265软解的关键步骤，并指出性能瓶颈。答案：步骤：1.将开源解码器（如vvdec）使用Emscripten编译为.wasm与.js胶水代码；2.在JS端创建VideoDecoder模块，通过fetch将.265裸流分片下载至MEMFS；3.调用wasm实例的decode_frame()，返回YUV420P帧数据；4.使用WebGL上传YUV三平面纹理，GLSL实现YUV→RGB转换并渲染到Canvas。瓶颈：1.单线程解码，无法利用SIMD（WebAssemblySIMD尚在普及）；2.内存拷贝频繁，JS与wasm堆之间每帧需复制8–12MB4K数据；3.GPU上传带宽受限，导致4K@30fps掉帧；4.缺乏硬件加速，CPU占用率可达180%（i78550U）。38.给出在AndroidCamera2下实现60fps高速采集并实时GPU处理的Pipeline设计，要求零拷贝。答案：1.创建CameraDevice.TEMPLATE_MANUAL模板，设置控制.aeTargetFpsRange(60,60)；2.使用ImageReader配置YUV_420_888格式，最大Image数量为3，尺寸为1280×720；3.将ImageReader的Surface同时作为CameraCaptureSession的目标Surface；4.采用AHardwareBuffer与EGL扩展EGL_ANDROID_image_native_buffer，将ImageReader的SurfaceImage直接绑定为OpenGL外部纹理GL_TEXTURE_EXTERNAL_OES；5.在RenderThread中，使用GPU着色器完成滤镜、缩放、边缘检测，无需CPU回读；6.将处理结果渲染到SurfaceTexture，再喂给MediaCodec录制或RTMP推流；7.通过setOnImageAvailableListener回调中调用image.close()及时归还buffer，实现零拷贝。39.解释在数字音频工作站中采用32bit浮点混音相比24bit整型的优势，并给出动态范围提升的数值。答案：32bit浮点采用1bit符号+8bit指数+23bit尾数，可表示约1520dB的理论动态范围，而24bit整型为144dB。浮点将音频信号归一化至±1.0区间，指数自动缩放，使内部运算无需担心累加溢出；插件链中多次增益、压缩、EQ叠加后，只要最终不削波，中间峰值可超0dBFS，保留更多细节。实际DAW混音动态范围提升约10–12dB，同时降低舍入误差噪声累计。40.说明在VR场景中使用FoveatedRendering（注视点渲染）时，如何基于眼动数据动态调整渲染分辨率，并给出节省像素百分比的经验值。答案：1.眼动仪以250Hz采样获取用户注视点坐标（x,y）；2.将屏幕空间划分为3环：中心1°为高分辨率区（100%），中间5°为中分辨率区（50%），外围为低分辨率区（25%）；3.根据注视点实时更新遮罩纹理，在渲染管线前阶段使用VariableRateShading（VRS）或MultiResolutionshading，降低非注视区域像素着色率；4.采用异步时间扭曲（ATW）补偿边缘抖动；5.经验表明，在单眼2K×2K屏幕上可节省40–60%像素，GPU帧时间减少30–45%，用户主观画质无显著下降。五、综合应用题（共60分）41.（20分）某教育平台需将4K@30fps的H.264源文件转码为自适应码流，目标覆盖WiFi、4G、3G网络，要求：a)输出DASH格式，含3档码率；b)4G档位使用H.265编码，节省30%码率；c)在3G档位加入HEAACv232kbps音轨；d)生成完整MPD并写出关键FFmpeg命令。答案：1.档位设计：WiFi：3840×21608MbpsH.264High@L5.1，音频128kbpsAACLC；4G：2560×14403.5MbpsH.265Main@L4.1，音频96kbpsAACLC；3G：1280×720800kbpsH.264Main@L3.1，音频32kbpsHEAACv2。2.命令：```bashWiFiffmpegiinput.mp4vfscale=3840:2160c:vlibx264b:v8Mmaxrate8Mbufsize16Mprofile:vhighlevel5.1c:aaacb:a128kmovflags+faststartwifi.mp44Gffmpegiinput.mp4vfscale=2560:1440c:vlibx265b:v3.5Mmaxrate3.5Mbufsize7Mprofile:vmainlevel4.1c:aaacb:a96kmovflags+faststart4g.mp43Gffmpegiinput.mp4vfscale=1280:720c:vlibx264b:v800kmaxrate800kbufsize1.6Mprofile:vmainlevel3.1c:alibfdk_aacprofile:aaac_he_v2b:a32kmovflags+faststart3g.mp4```3.MPD片段（关键属性）：```xml<Periodduration="PT120S"><AdaptationSetmimeType="video/mp4"codecs="avc1.640033,hev1.1.6.L93.B0,avc1.4D401F"width="3840"height="2160"><Representationid="wifi"bandwidth="8000000"/><Representationid="4g"bandwidth="3500000"/><Representationid="3g"bandwidth="800000"/></AdaptationSet><AdaptationSetmimeType="audio/mp4"codecs="mp4a.40.2,mp4a.40.5"><Representationid="audio128"bandwidth="128000"/><Representationid="audio96"bandwidth="96000"/><Representationid="audio32"bandwidth="32000"/></AdaptationSet></Period>```42.（20分）设计一套基于WebGL的实时弹幕系统，要求：a)支持同屏1000条滚动弹幕；b)每条弹幕含文字、颜色、轮廓、透明度；c)帧率不低于50fps；d)内存占用<100MB。答案：1.数据结构：采用结构体数组，每条弹幕字段：text（UTF8，≤40字节），color（uint32），outline（uint8，0–4px），alpha（float），x（float），y（float），speed（float），life（float）。总大小约64字节，1000条≈64kB。2.渲染策略：使用单个GL_POINTS实例化渲染，点大小设为0，实际通过geometryshader扩展为四边形；预生成一张2048×2048的SDF（SignedDistanceField）汉字纹理atlas，含常用3500字；每帧更新SSBO，GPU端并行计算x=xspeeddt，life=dt；顶点着色器读取SSBO，根据uv采样SDF，片段着色器输出：`finalColor=mix(vec4(0),textColor,alpha)smoothstep(0.5outline,0.5,sd)`；3.性能：1000条弹幕一次drawcall，GPU耗时0.8ms（GTX1050），CPU耗时0.3ms，帧率稳定在60fps；纹理+SSBO总显存<90MB。43.（20分）某市博物馆需部署沉浸式8K