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2025年中职数字孪生应用技术（虚拟建模基础）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第 I 卷（选择题 共40分）
答题要求：本卷共8小题，每小题5分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 以下哪种软件常用于数字孪生虚拟建模基础中的三维建模？
A. Photoshop
B. Excel
C. 3ds Max
D. Word
2. 在虚拟建模中，以下关于模型精度的说法正确的是？
A. 精度越高越好，没有上限
B. 精度需根据实际需求确定，过高会增加成本和计算量
C. 精度只影响模型外观，对其他方面无影响
D. 随意设置精度即可
3. 数字孪生虚拟建模基础中，材质赋予的作用是？
A. 让模型更立体
B. 使模型具有真实物体的外观和属性
C. 增加模型的复杂度
D. 方便模型的移动
4. 以下哪种坐标系在虚拟建模中较为常用？
A. 地理坐标系
B. 柱坐标系
C. 笛卡尔坐标系
D. 球坐标系
5. 在虚拟建模时，对于模型的拓扑结构，以下理解正确的是？
A. 与模型外观无关
B. 影响模型的变形和动画制作
C. 只是一种形式，无实际作用
D. 只在导出模型时有影响
6. 数字孪生虚拟建模基础中，模型的层次结构主要用于？
A. 区分模型颜色
B. 管理模型的父子关系和组织架构
C. 调整模型大小
D. 改变模型位置
7. 以下哪种操作可以在虚拟建模中快速复制模型？
A. 选中模型后按Ctrl+C和Ctrl+V
B. 使用镜像工具复制
C. 重新创建一个相同模型
D. 利用阵列工具复制
8. 在虚拟建模基础中，对模型进行布尔运算时，以下说法错误的是？
A. 可以实现模型的合并、切割等操作
B. 布尔运算的对象必须是实体模型
C. 布尔运算可能会导致模型拓扑结构变化
D. 布尔运算不会影响模型的材质

第 II 卷（非选择题 共60分）
9. （10分）简述数字孪生虚拟建模基础中多边形建模的基本流程。

10. （15分）在虚拟建模中，如何确保模型的物理准确性？请详细说明。

11. （15分）材料：在数字孪生项目中，需要对一个工业设备进行虚拟建模。该设备结构复杂，有多个不同形状和功能的部件。
问题：请阐述针对此工业设备进行虚拟建模的整体思路和主要步骤。

12. （10分）材料：现有一个已建好的虚拟模型，发现其在动画制作时某些部件运动不自然。
问题：分析可能导致这种情况的原因，并提出解决办法。

13. （20分）材料：某企业计划利用数字孪生虚拟建模技术对其生产车间进行建模，以实现生产过程的可视化和优化。车间内有各种生产设备、物流通道、工人操作区域等。
问题：请设计一个针对该生产车间的虚拟建模方案，包括建模软件选择、建模步骤、重点关注的建模内容等。

答案：
1. C
2. B
3. B
4. C
5. B
6. B
7. D
8. D
9. 多边形建模基本流程：首先创建基础几何体，如立方体、球体等作为模型的基础框架。然后通过添加多边形面来细化模型形状，可使用挤出、拉伸、倒角等工具。接着调整顶点、边和面的位置，塑造模型细节。之后对模型进行平滑处理，使其外观更圆润。最后检查模型的拓扑结构，确保合理。
10. 要确保模型物理准确性，首先在建模时需准确测量实际物体的尺寸、比例等参数并应用到模型中。对于有物理运动的部分，要根据物理规律设置合适的材质属性，如摩擦系数、弹性等。建立正确的碰撞检测机制，使模型在虚拟环境中的碰撞行为符合实际。还可通过模拟物理场景，如重力、风力等，对模型进行测试和调整，保证其物理表现真实。
11. 整体思路：先对设备进行全面详细的观察分析，了解各部件的形状、位置关系和功能。然后根据其特点选择合适的建模方法和工具。主要步骤：第一步进行整体结构建模，搭建设备的大致框架；第二步逐步细化各部件，注意部件间的连接和配合；第三步添加细节，如纹理、标识等；第四步进行模型整合和检查，确保模型准确反映设备实际情况。
12. 可能原因：模型的骨骼绑定设置不合理，导致部件运动权重分配不当；模型的关键帧设置有误，使运动节奏不自然；模型的碰撞检测参数设置不准确，影响运动效果。解决办法：重新检查骨骼绑定，调整权重；仔细核对关键帧，优化运动节奏；检查碰撞检测参数，使其符合实际运动情况。
13. 建模软件选择：可选用3ds Max等专业三维建模软件。建模步骤：先对车间整体布局进行建模，确定各区域位置。再分别对生产设备、物流通道、工人操作区域等进行详细建模。重点关注建模内容：设备的外观和内部结构要准确，物流通道的空间和连接关系要清晰，工人操作区域要体现出操作的便利性和合理性。同时要注意模型的材质和纹理，使其更具真实感。