元宇宙与虚拟技术虚拟交互设计技巧练习题目及答案

元宇宙与虚拟技术虚拟交互设计技巧练习题目及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在Unity引擎中，用于实现虚拟角色与玩家视线同步的核心组件是A.AnimatorControllerB.CinemachineBrainC.IKRigD.LookAtConstraint答案：D2.下列哪一项不是MetaHumanCreator实时数字人渲染依赖的关键技术A.StrandBasedHairB.MicroPolygonTessellationC.VolumetricCloudD.ScreenSpaceSubsurfaceScattering答案：C3.在VR交互设计中，为防止“眩晕症”最常采用的摄像机移动方案是A.线性插值移动B.瞬移（Teleport）C.匀速平移D.头显原生跟踪答案：B4.关于OpenXR标准，下列描述正确的是A.仅支持Oculus系列头显B.统一了手部追踪APIC.强制使用Vulkan渲染后端D.不支持手势识别扩展答案：B5.在虚幻引擎5的ControlRig中，用于实现“双脚不滑步”的核心节点是A.FullBodyIKB.AimConstraintC.TransformModifyD.SequenceEvaluator答案：A6.当使用WebXR开发跨平台VR场景时，推荐采用的坐标系为A.左手坐标系，Y轴向上B.右手坐标系，Z轴向上C.左手坐标系，Z轴向上D.右手坐标系，Y轴向上答案：D7.在虚拟社交场景中，降低“恐怖谷”效应最优先调整的参数是A.皮肤粗糙度贴图强度B.眼球高光偏移C.环境光强度D.法线贴图分辨率答案：B8.下列关于NFT虚拟地产的说法，正确的是A.所有地块必须采用ERC721标准B.地块稀缺性由链上哈希决定C.地块纹理存储在IPFSD.地块交易无需Gas费答案：C9.在HMD光学设计中，用于矫正色散现象的核心结构是A.Fresnel棱镜B.Pancake透镜组C.Aspheric单透镜D.DiffractionGrating答案：B10.当使用PhotonFusion开发多人VR对战时，默认网络同步频率为A.30HzB.60HzC.90HzD.120Hz答案：B二、多项选择题（每题3分，共15分，多选少选均不得分）11.以下哪些技术组合可有效降低高面数虚拟角色的渲染开销A.HLODB.NaniteC.FoveatedRenderingD.Forward+Rendering答案：A、B、C12.在基于手势识别的虚拟交互中，提高鲁棒性可采取的策略包括A.多模态融合（视觉+IMU）B.增加时序滤波C.降低摄像头帧率D.引入MagneticCalibration答案：A、B、D13.关于数字孪生城市的数据源，正确的有A.BIM模型B.IoT传感器C.卫星遥感D.区块链交易记录答案：A、B、C14.在Unity的URP管线下，支持GPUInstancing的渲染对象需满足A.使用相同材质变体B.开启DynamicBatchingC.使用支持instancing的ShaderD.网格顶点格式一致答案：A、C、D15.以下哪些属于虚拟试衣系统必须解决的关键技术难点A.布料实时物理模拟B.人体体型参数估计C.碰撞穿插修正D.音频3D定位答案：A、B、C三、填空题（每空2分，共20分）16.在OpenXR中，用于查询系统可用参考空间类型的函数是__________。答案：xrGetReferenceSpaceBoundsRect17.虚幻引擎5的Lumen全局光照默认采用__________作为场景光照缓存结构。答案：SurfaceCache18.当使用SteamVRUnityPlugin时，获取手柄震动的接口类为__________。答案：SteamVR_Action_Vibration19.WebXR中将沉浸式会话模式标记为“VR”的字符串常量是__________。答案：immersivevr20.在虚拟直播方案中，用于将VMC协议数据流转发至UE5的插件名称是__________。答案：VMC4UE21.基于深度图的混合现实遮挡处理算法中，深度测试失败时像素着色器应返回__________。答案：022.在MetaQuest2头显中，默认安全边界形状为__________。答案：Guardian23.使用Blender导出GLTF格式时，若需保留PBR贴图，应将图像嵌入方式设为__________。答案：DataURI24.在虚拟演唱会场景中，为保证百万级观众同屏，常用__________算法进行人群渲染。答案：Impostor25.在区块链虚拟世界中，用于描述地块坐标的标准协议为__________。答案：ERC9980四、判断改错题（每题2分，共10分，先判断对错，再写出正确表述）26.在Unity中，只要开启DynamicBatching，任意Shader都可自动合并DrawCall。答案：错；正确表述：DynamicBatching仅支持小于900顶点属性且使用相同材质的网格。27.WebXR的hittest模块可以在AR模式下获取真实世界平面法向量。答案：对。28.虚幻引擎的ControlRig只能在编辑器中使用，无法运行时动态驱动。答案：错；正确表述：ControlRig可在运行时通过Blueprint或C++动态评估。29.使用ZED2i相机进行MR捕捉时，必须关闭IMU融合才能获得准确深度。答案：错；正确表述：开启IMU融合可提高深度稳定性，尤其在快速运动场景。30.在VR中，使用物理碰撞体包围UI元素会降低点击精度。答案：错；正确表述：适当放大碰撞体可提高点击精度，降低用户瞄准负担。五、简答题（每题8分，共24分）31.简述在Unity中实现“手指戳泡泡”VR交互的三大核心步骤，并指出每一步所需的关键API。答案：（1）手势追踪：通过OpenXRHandTracking或UltraleapSDK获取指尖关节三维坐标，关键API：XR_EXT_hand_tracking的xrLocateHandJointsEXT。（2）碰撞检测：为指尖添加SphereCollider，为泡泡添加Rigidbody与OnTriggerEnter事件；关键API：Physics.OverlapSphereNonAlloc。（3）反馈与销毁：触发haptic反馈并播放粒子特效，关键API：XRController.SendHapticImpulse，Object.Destroy(gameObject)。32.说明在虚幻引擎5中利用Lumen实现大型镜面反射虚拟展厅的优化流程，并给出三项具体参数设置。答案：流程：①开启Lumen全局光照与反射；②将镜面材质Roughness设为0，Metallic设为1；③在PostProcessVolume内降低SurfaceCacheResolution至128，减少显存；④对远处镜面启用DistanceField替换，控制台命令：r.Lumen.Reflections.Allow1；⑤使用VirtualTexture采样镜面贴图，控制台命令：r.VT.Enable1。参数：1.r.Lumen.SurfaceCache.Resolution1282.r.Lumen.Reflections.MaxRoughness0.33.r.Lumen.Reflections.ScreenSpace033.阐述基于区块链的虚拟商品“可组合NFT”设计思路，并给出Solidity关键代码片段。答案：思路：采用ERC998扩展，实现NFT可拥有子NFT，支持捆绑销售与分片交易。关键代码：```solidityinterfaceIERC998isIERC721{functiongetChild(address_childContract,uint256_childId)externalviewreturns(uint256);functionsafeTransferChild(address_to,address_childContract,uint256_childId)external;}contractComposableItemisERC721,IERC998{mapping(uint256=>mapping(address=>uint256[]))childContracts;functionmintComposable(uint256tokenId)external{_safeMint(msg.sender,tokenId);}functionaddChild(uint256tokenId,addresschildContract,uint256childId)external{require(ownerOf(tokenId)==msg.sender);childContracts[tokenId][childContract].push(childId);IERC721(childContract).transferFrom(msg.sender,address(this),childId);}}```六、综合应用题（共31分）34.（计算+设计，15分）某元宇宙展馆需在VR头显中以90fps稳定运行，场景包含：•动态光源4盏，每盏阴影贴图1024×1024，PCF采样16次；•高面数雕塑500k三角面，使用1024×1024法线贴图；•观众30人，每人48k三角面，骨骼24根，需GPUSkinning；•镜面地面1块，屏幕空间反射采样步长128。已知GPU为RTX3060Mobile（显存6GB，带宽336GB/s），单帧渲染预算11ms。（1）计算阴影贴图、法线贴图、骨骼纹理、反射缓冲四项预计显存占用（单位MB），并判断是否超限。（2）若需将帧时间降至10ms，请给出三项具体优化方案并估算每项节省的GPU时间（单位ms）。答案：（1）显存计算：阴影：4×1024×1024×4B×2（双缓冲）=32MB法线：500k×2（贴图）×4B=4MB骨骼：30×24×4×4B=11.5kB≈0.01MB反射：1440×1600×4B×2=18MB总计≈54MB，未超限。（2）优化：①阴影级联：将4盏灯阴影统一合并至2048Atlas，采样降至4次，节省2.3ms；②雕塑启用Nanite，面数降至Cluster，节省顶点着色1.8ms；③镜面反射降半分辨率并启用Foveated，节省1.2ms。总节省5.3ms，帧时间降至10ms以内。35.（分析+实现，16分）设计一套“多人虚拟会议室”的交互系统，要求：A.支持PCVR与一体机跨平台；B.语音降噪并生成实时字幕；C.手势识别投票（举手/反对）；D.区块链存储会议纪要防篡改。请给出系统架构图（文字描述），列出关键模块、数据流、技术选型，并写出字幕生成的Python核心代码（调用WebRTC+Whisper）。答案：架构：客户端：Unity2022.3+OpenXR+PhotonFusion；语音：WebRTCAudioStream→Whisper.cpponServer；手势：UltraleapSDK→FusionRPC；区块链：PolygonPOS+IPFS存储哈希。数据流：麦克风采集→WebRTCNode→Whisper→字幕JSON→FusionRPC广播→UIText；会议纪要JSON→Keccak256哈希→MetaMask签名→合约存储。Python核心：```pythonimp