数字媒体技术导论期末考试试卷及参考答案

数字媒体技术导论期末考试试卷及参考答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在数字图像处理中，若将一幅8位灰度图的像素值全部左移一位，其视觉效果最接近下列哪种操作？A.对比度压缩B.亮度整体提升C.直方图均衡D.伽马校正答案：B2.下列关于H.264/AVC视频编码框架的描述，正确的是：A.仅支持I帧与P帧，无B帧概念B.CABAC属于帧内预测技术C.去块滤波位于解码端的后处理环节D.变换编码采用整数DCT答案：D3.在WebGL渲染管线中，执行“gl.drawArrays(gl.TRIANGLE_STRIP,0,4)”时，若顶点着色器未对gl_Position赋值，则浏览器最可能：A.抛出LINK_ERRORB.抛出INVALID_OPERATIONC.自动填充零向量D.静默绘制黑色三角形答案：B4.对44.1kHz、16bit、双声道PCM音频进行AACLC编码，目标码率128kbps，则压缩比约为：A.2.2:1B.5.5:1C.10.1:1D.22:1答案：C5.在RGB色彩空间向CIELab转换过程中，首先需要经过的步骤是：A.应用Gamma逆校正B.转换到CIEXYZC.计算白点适应D.非线性压缩答案：B6.使用Pythonopencv读取一幅图像后，其默认存储格式为：A.RGBB.BGRC.HSVD.YCrCb答案：B7.在Unity引擎中，若将TextureType设为“Sprite(2DandUI)”，则贴图导入后自动生成的资源对象是：A.Texture3DB.SpriteAtlasC.SpriteD.RenderTexture答案：C8.下列关于区块链NFT存储方案的叙述，错误的是：A.元数据可存储于IPFSB.媒体文件哈希常写入智能合约C.链上存储成本与文件大小无关D.采用ERC721标准可实现唯一性答案：C9.在数字水印鲁棒性测试中，StirMark攻击主要模拟：A.几何变形B.重压缩C.噪声叠加D.直方图拉伸答案：A10.在基于深度学习的图像超分辨率重建中，感知损失通常由下列哪部分网络提取的特征计算？A.VGG19B.ResNet50C.AlexNetD.LeNet5答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分；多选少选均不得分）11.下列技术中，可用于降低三维模型文件体积的有：A.Draco压缩B.Mesh简化C.法线贴图替代高模D.提高贴图分辨率E.使用glTF2.0答案：A、B、C、E12.关于HDR成像流程，正确的有：A.需拍摄不同曝光时间的LDR序列B.相机响应函数恢复可使用Debevec方法C.色调映射属于HDR合成阶段D.伽马校正需在色调映射前完成E.输出HDR格式可为32位浮点TIFF答案：A、B、E13.在Web前端实现WebRTC低延迟直播，需要交互的协议/接口包括：A.RTCPeerConnectionB.SDPC.STUN/TURND.HLSE.WHIP答案：A、B、C、E14.影响OCR文字识别精度的因素有：A.图像分辨率B.字体笔画粘连C.背景纹理复杂度D.训练语料领域差异E.颜色通道顺序答案：A、B、C、D15.下列属于数字音频动态范围压缩器参数的有：A.ThresholdB.RatioC.AttackD.ReleaseE.Q值答案：A、B、C、D三、判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）16.MP3编码采用修正离散余弦变换（MDCT）将时域信号转换到频域。答案：√17.在OpenGL中，uniform变量可在顶点与片段着色器之间共享读写。答案：×18.使用Photoshop导出JPEG时，质量参数设为100意味着无损压缩。答案：×19.基于特征点的图像配准算法SIFT具有旋转不变性。答案：√20.在数字出版EPUB3标准中，音频标签支持使用WebM格式。答案：√21.对于同一幅图像，PNG格式一定比BMP格式文件更小。答案：×22.在Blender中，使用Cycles引擎渲染时，增加采样数可抑制噪点。答案：√23.基于深度伪造（Deepfake）技术生成的面部视频无法通过传统哈希校验识别真伪。答案：√24.在数字孪生系统中，UDP协议比TCP协议更适合传输高频率传感器数据。答案：√25.在CSS中，“@media(resolution:2dppx)”查询可用于检测Retina屏。答案：√四、填空题（每空2分，共20分）26.在数字图像中，若邻域滤波模板为[[0,1,0],[1,4,1],[0,1,0]]，则其滤波效果为________。答案：拉普拉斯锐化27.在Three.js中，设置材质属性“________=true”可使物体表面产生镜面高光。答案：metalness28.使用FFmpeg将input.mp4转码为1080p、30fps、CRF=23的H.265输出文件，命令为：ffmpegiinput.mp4vfscale=________r________c:vlibx265crf23output.mp4。答案：1920:1080，3029.在数字信号处理中，对采样频率48kHz的音频进行512点FFT，其频率分辨率约为________Hz。答案：93.7530.在Photoshop中，将图层混合模式设为“________”可实现下方图层亮度不变、仅叠加上方颜色信息。答案：Color31.在WebXR中，获取VR设备姿态信息的接口为________。答案：XRFrame.getViewerPose32.在数字水印扩频算法中，通常使用________序列将水印信号调制到宿主信号。答案：伪随机（或m序列）33.在UnityShaderLab中，使用________指令可声明一个可在外部脚本访问的纹理属性。答案：_MainTex("MainTexture",2D)="white"{}34.在数字音频工作站中，将多个音轨合并为一个立体声输出的通道称为________。答案：Bus（或总线）35.在MPEGDASH协议中，描述媒体分段信息的文件扩展名通常为________。答案：.mpd五、简答题（每题6分，共30分）36.简述数字图像直方图均衡化的基本步骤，并说明其可能带来的副作用。答案：步骤：1.统计原图灰度级概率；2.计算累积分布函数CDF；3.根据CDF建立灰度映射表；4.逐像素映射。副作用：1.可能过度增强背景噪声；2.导致局部对比度失真；3.色彩饱和度异常（对彩色图需分通道或转换空间）。37.概述WebGL中实现阴影映射（ShadowMapping）的关键技术流程。答案：1.创建深度纹理帧缓冲；2.从光源视角渲染场景，写入深度；3.将深度纹理传入相机视角着色器；4.在片段着色器中将当前片段变换到光源空间，比较深度与纹理值；5.若当前深度大于纹理深度，则判定为阴影；6.使用PercentageCloserFiltering缓解锯齿。38.说明AAC编码中TNS（TemporalNoiseShaping）模块的作用与原理。答案：TNS通过预测时域包络，将量化噪声整形到信号时域掩蔽区，降低预回声。原理：对频谱系数进行线性预测，得到预测残差，将残差编码；解码端逆向滤波恢复信号，使量化噪声跟随信号时域变化，提高主观质量。39.简述基于光场的三维显示技术与传统双目VR头显在视觉体验上的差异。答案：光场显示通过密集光线重构，提供连续视差与调焦信息，解决VAC（调节辐辏冲突）；传统VR仅提供固定焦距平面，用户需辐辏调节分离，长时间易疲劳。光场支持多人裸眼观看，VR需佩戴设备且存在纱窗效应。40.说明数字出版中ePub与PDF在版式重排、交互能力、设备适配三方面的主要区别。答案：ePub基于HTML/CSS，支持流式重排，可随屏幕尺寸自动换行；支持JavaScript交互、媒体嵌入；适配手机/墨水屏。PDF为固定版式，页面元素绝对定位，重排困难；交互依赖Acrobat插件，兼容性差；小屏需缩放阅读，体验不佳。六、计算与推导题（共25分）41.（8分）已知一幅灰度图像的直方图在0~255范围内呈线性分布，即p(r)=kr。求归一化常数k，并推导直方图均衡化后的映射函数s=T(r)。答案：由∫₀²⁵⁵p(r)dr=1得k=2/255²；CDF为C(r)=∫₀ʳp(t)dt=r²/255²；均衡化映射s=255·C(r)=r²/255，故s=T(r)=r²/255。42.（9分）对一段采样率44.1kHz的音频信号，设计一个截止频率4kHz的FIR低通滤波器，要求窗函数法使用汉明窗，滤波器长度N=101。写出理想脉冲响应h_d[n]表达式，并给出加窗后实际系数h[n]的计算公式。答案：理想响应h_d[n]=sin(2πf_c(n(N1)/2))/(π(n(N1)/2))，其中f_c=4/44.1；汉明窗w[n]=0.540.46cos(2πn/(N1))；h[n]=h_d[n]·w[n]，n=0,1,…,100。43.（8分）在三维齐次坐标下，给定视锥体参数：左2，右2，下1.5，上1.5，近1，远10。写出OpenGLstyle投影矩阵P，并计算点(3,0,5,1)经P变换后的裁剪坐标。答案：P=[[1,0,0,0],[0,2.222,0,0],[0,0,1.222,2.222],[0,0,1,0]]；裁剪坐标=P·(3,0,5,1)ᵀ=(3,0,8.33,5)ᵀ，归一化后(0.6,0,1.666)。七、综合应用题（共30分）44.（15分）某博物馆拟将一批明代山水画进行数字化，要求：1.色彩准确，2.支持4K放大无模糊，3.支持Web端三维环绕查看。请给出完整技术路线，包括采集设备选型、图像处理流程、Web展示框架、数据存储方案，并说明关键技术参数。答案：1.采集：使用6000万像素中画幅相机，色温5500K标准光源，RAW格式，色卡校正。2.处理：RAW转16位TIFF，用XRite校色；拍摄9帧不同焦平面，采用焦点堆栈合成全清晰图；使用GAN超分至4K×4K，PSNR>35dB。3.三维环绕：转录为WebP+深度图，基于Three.js构建球面全景，使用draco压缩模型，加载时间<2s。4.存储：原始TIFF存离线NAS，4KWebP存CDN，元数据写入IIIF标准manifest.json，支持DeepZoom。5.关键参数：色彩误差ΔE<2；压缩率≈10:1；WebGL纹理上限8192×8192；HTTP/2并行加载64片。45.（15分）设计一个基于WebRTC的低延迟云游戏架构，要求端到端延迟<80ms，支持30fps1080pH.265流，客户端为Chrome浏览器。画出系统模块图，说明编码、传输、渲染三环节的关键优化策略，并给出延迟预算分解。答案：模块图：游戏进程→GPU编码→SFU→TURN→浏览器→WebGL渲染。优化：1.编码：使用NVENCH.265，零拷贝显存，GOP=1秒，B=0，启用低延迟模式，码率6Mbps，VBR。2.传输：采用GoogleCongestionControl，FEC5%，NACK重传上限120ms，TURN服务器部署边缘节点<50km。3.渲染：浏览器端使用WebRTCHardwareDecoder，帧缓冲池预分配3帧，WebGL上传PBO异步，vsync对齐。延迟预算：编码12ms、网络45ms（含抖动缓冲20ms）、解码10ms、渲染8ms、输入采集5ms，总计80ms。通过RTCStatsAPI实时监测，若RTT>60ms自动降码率至4Mbps。八、论述题（共25分）46.（12分）结合实例论述AIGC（人工智能生成内容）对数字媒体生产流程的重塑，并分析其带来的版权、伦理与监管挑战。答案：AIGC已渗透脚本、图像、视频、三维模型全流程。例：Netflix使用AI生成动画背景，将原需两周的手绘缩短至两天；StableDiffusion+ControlNet实现角色一致性，降低外包成本70%。重塑表现为：1.前置创意阶段，AI生成数百草图供导演选择；2.中期制作，AI自动绑定骨骼、补间动画；3.后期，AI降噪、超分、自动调色。版权挑战：训练集是否享有著作权，美国版权局拒绝登记纯AI作品，但允