2025年元宇宙虚拟人虚拟现实设备应用培训试题卷及答案

2025年元宇宙虚拟人虚拟现实设备应用培训试题卷及答案一、单项选择题（每题2分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填在括号内）1.在元宇宙虚拟人实时驱动流程中，负责将面部动作捕捉数据映射到虚拟人骨骼的关键中间件是（）A.OpenXRB.LiveLinkFaceC.DLSSD.Vulkan2.下列关于OpenXR中“ReferenceSpace”的描述，正确的是（）A.只能用于站立式体验B.定义了追踪原点与坐标轴方向C.无法动态切换D.与手部追踪精度无关3.某VR头显单眼分辨率为1832×1920，刷新率90Hz，若采用RGB子像素排列，每帧传输原始图像所需带宽约为（）A.1.2GbpsB.2.1GbpsC.3.4GbpsD.5.0Gbps4.在虚拟人表情BlendShape优化中，采用“FACS”体系的主要目的是（）A.降低DrawCallB.统一肌肉动作单元语义C.提高贴图分辨率D.压缩音频5.当使用Lighthouse2.0基站时，最大可覆盖的边长为（）A.4mB.5mC.6mD.7m6.下列哪项不是OpenXR定义的交互配置文件（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，启用XRRig后，用于将真实地面高度对齐到虚拟场景的组件是（）A.TrackedPoseDriverB.XROriginC.InputSystemD.Cinemachine8.某虚拟人使用基于物理的毛发渲染，若采用Marschner模型，其主要考虑的光线传播分量不包括（）A.R分量B.TT分量C.TRT分量D.TTTT分量9.在VR一体机中，ATW（AsynchronousTimewarp）算法最直接缓解的问题是（）A.眩晕B.漂移C.遮挡D.串扰10.当使用MetaQuest3的InsideOut手部追踪时，官方推荐的最小光照强度为（）A.15luxB.100luxC.400luxD.1000lux二、多项选择题（每题3分，共15分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）11.下列技术可有效降低VR场景MotiontoPhoton延迟的有（）A.相位同步B.预测追踪C.云渲染D.眼动追踪注视点渲染12.在虚拟人语音驱动口型时，常用的特征输入包括（）A.MFCCB.音素后验概率C.音量包络D.深度图13.关于OpenXR中的ActionSystem，下列说法正确的有（）A.动作与物理按键解耦B.可在运行时重新绑定C.支持模拟动作D.动作路径区分左右手14.在VR场景中使用动态合批（DynamicBatching）失败的原因可能有（）A.顶点数超过300B.使用了多PassShaderC.使用了GPUInstancingD.材质球未标记为“EnableGPUInstancing”15.下列属于虚拟数字人“人格引擎”核心模块的有（）A.知识图谱B.情感模型C.语音合成D.区块链钱包三、填空题（每空2分，共20分）16.OpenXR中，获取系统可用扩展的函数名是__________。17.若VR头显FOV为100°，单眼水平视场角为89°，则双眼重叠视场角约为__________°。18.在Unity中，将普通MeshRenderer转换为XR可交互对象，需添加__________组件并实现__________接口。19.使用SteamVRTracking时，基站通道编号通过__________信号区分。20.虚拟人实时布料解算常用__________算法，其时间步长受__________条件限制。21.当采用H.266编码传输360°全景视频时，其官方命名标准为__________。22.在MetaAvatarsSDK23.0中，用于加载用户自定义Avatar资产的API类为__________。23.若采用眼动追踪进行动态注视点渲染，注视点区域像素密度通常设置为外围区域的__________倍。24.在VR场景进行Locomotion时，ComfortMode常见的“渐晕”形状为__________。25.根据MPEGI标准，6DoF点云视频压缩采用__________编码框架。四、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）26.OpenXR仅支持Vulkan图形API，不支持OpenGL。（）27.在Lighthouse系统中，同步脉冲激光与扫描激光的时差用于计算轴向角度。（）28.虚拟人骨骼中，头部骨骼的缩放不会影响面部BlendShape的权重计算。（）29.使用FoveatedRendering时，外围区域像素着色率可低于1/16。（）30.Quest系列头显的Guardian边界数据存储在/data/data/com.oculus.guardian/files/region.json。（）31.在Unity的XRInteractionToolkit中，XRRayInteractor的LineType为ProjectileCurve时，其轨迹受重力影响。（）32.虚拟人语音合成采用WaveNet时，推理延迟与说话人音色无关。（）33.在VR场景使用实时光追，RTX4090单眼2K90Hz可稳定达标。（）34.根据OpenXR规范，/user/hand/left路径可以绑定到脚部追踪器。（）35.虚拟人表情捕捉时，iPhoneTrueDepth相机的前置帧率为60fps固定不可调。（）五、简答题（每题8分，共24分）36.简述在OpenXR中实现“双手握持长弓”交互的关键步骤，包括动作定义、绑定、姿态获取及物理反馈。37.说明在VR一体机中采用眼动追踪进行动态注视点渲染时，如何权衡“注视区域大小”与“性能节省”的关系，并给出量化评估公式。38.列举虚拟人实时驱动中“骨骼抖动”产生的三种主要原因，并给出对应的滤波或平滑算法。六、计算与分析题（共31分）39.（10分）某VR头显单眼分辨率为2160×2160，刷新率120Hz，采用FP16格式纹理，GPU支持4:1的VRS（VariableRateShading）。若注视点区域占屏幕面积20%，以原生1×1着色率计算；外围80%区域采用4×4着色率。求：（1）每帧理论像素着色运算量（以百万像素为单位）；（2）相比全屏1×1，性能节省百分比。40.（10分）虚拟人面部系统含52个BlendShape，权重用float存储，骨骼节点30个，每节点需3×4矩阵。若每秒广播60帧，采用UDP协议，MTU为1500Byte，IP+UDP头共28Byte。求：（1）单帧数据量；（2）最小需要多少个UDP包；（3）若启用压缩，假设BlendShape权重压缩比为0.25，骨骼矩阵压缩比为0.4，求压缩后所需包数。41.（11分）某6DoF追踪系统采用IMU+视觉融合，IMU更新率1000Hz，视觉更新率60Hz。IMU角速度随机游走噪声密度为0.01°/√s，视觉姿态测量噪声标准差0.5°。使用卡尔曼滤波，状态向量X=[θ,b]，θ为角度，b为陀螺仪零偏。过程模型：θk+1=θk+(ωk−bk)Δt，bk+1=bk，Δt=0.001s。观测模型：zk=θk+vk。给定初始误差协方差P0=diag([1°,(0.3°)^2])，过程噪声Q=diag([(0.01°)^2Δt,(0.001°/s)^2Δt])，观测噪声R=(0.5°)^2。求：（1）稳态卡尔曼增益K∞；（2）稳态角度估计误差标准差。七、综合设计题（共30分）42.场景：某博物馆拟开发“元宇宙导览”项目，用户佩戴Quest3头显，通过虚拟人讲解员“小博”进行沉浸式交互。需求如下：1)支持200并发用户，云端渲染，串流至头显；2)小博需支持多语言口型同步，表情丰富，延迟<80ms；3)用户可语音提问，小博需结合知识图谱实时回答，响应<1s；4)展厅含高反光瓷器，需解决VR实时光追噪点；5)弱网自适应：带宽降至15Mbps时，画质可接受。请完成：（1）给出系统总体架构图（文字描述即可），标明关键模块与数据流向；（8分）（2）设计“小博”虚拟人实时驱动链路，包括语音输入、ASR、知识图谱检索、NLG、TTS、口型生成、表情渲染，并标注各环节延迟预算；（10分）（3）针对高反光瓷器，提出一种结合光追与光栅的混合渲染方案，说明采样与降噪策略；（6分）（4）给出弱网自适应的码率分配与分辨率调整策略，要求量化说明阈值与切换逻辑。（6分）八、答案与评分标准一、单项选择题1.B2.B3.C4.B5.D6.D7.B8.D9.A10.C每题2分，共20分。二、多项选择题11.AB12.ABC13.ABCD14.AB15.ABC每题3分，共15分。三、填空题16.xrEnumerateInstanceExtensionProperties17.7718.XRGrabInteractable，IXRSelectable19.同步脉冲宽度编码（或“OotX”编码）20.PBD（PositionBasedDynamics），CFL21.VersatileVideoCoding（VVC）22.OvrAvatarAssetLoader23.3～524.渐晕矩形（或“vignetterectangle”）25.GPCC（GeometrybasedPointCloudCompression）每空2分，共20分。四、判断题26.×27.√28.√29.√30.√31.√32.×33.×34.√35.×每题1分，共10分。五、简答题36.关键步骤：1)动作定义：在actionmanifest中新增“grab_bow_left”“grab_bow_right”“pull_string”三个动作，类型为boolean/float；2)绑定：在interactionprofile中为左右手控制器绑定对应按键，如/inputs/trigger/value；3)姿态获取：通过xrLocateSpace获取双手空间姿态，计算弓身与箭的相对位姿；4)物理反馈：通过OpenXRhapticAPI在拉弦手触发振动，幅度与pull_string值成正比；5)安全校验：检测双手距离，若大于阈值则取消交互。评分：步骤完整8分，缺一步扣2分。37.权衡关系：注视区域过小导致眼球快速移动时画质下降，过大则节省性能有限。量化公式：节省率S=(1−(A×1+(1−A)×R))×100%，其中A为注视区域面积比，R为外围着色率比。实验表明A=20%时，S≈55%，且用户主观评分>4.0（5分制）。评分：公式4分，实验结论4分。38.原因：1)传感器噪声；2)IK求解不稳定性；3)网络抖动。滤波：1)卡尔曼滤波；2)阻尼最小二乘IK；3)jitterbuffer+线性插值。评分：原因3分，算法3分，表达2分。六、计算与分析题39.（1）理论运算量=20%×2160×2160+80%×2160×2160/16=0.2×4.6656+0.8×0.2916=1.1664Mpix；（2）节省=(1−1.1664/4.6656)×100%=75%。评分：运算量5分，节省5分。40.（1）单帧数据=52×4+30×12×4=208+1440=1648Byte；（2）UDP包净载荷=1500−28=1472Byte，需⌈1648/1472⌉=2包；（3）压缩后=52×4×0.25+1440×0.4=52+576=628Byte，仍用1包。评分：每问分别为3、3、4分。41.（1）稳态增益K∞=2.3×10−2；（2）稳态误差标准差σθ∞=0.11°。评分：计算过程7分，结果4分。七、综合设计题42.（1）架构：客户端Quest3←→边缘云GPU渲染节点←→中心云ASR/TTS/知识图谱←→CDN；串流协议AV1/RTC；关键模块：语音前端、虚拟人驱动、渲染管道、码控、弱网缓冲；（2）链路：语音采集(10ms)→前端降噪(20ms)→ASR(200ms