圖觀引擎 雙渲染開發架構選擇指南

數字冰雹“圖觀™數字孿生視覺化引擎”作為構建數字孿生應用的強有力軟體工具包,在滿足雲端三維場景構建、全要素資料融合、場景效果設計、場景服務釋出、孿生應用構建全流程開發需求的同時,還提供了雙渲染開發架構可選——端渲染架構和流渲染架構。

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無論是端渲染架構還是流渲染架構,本質上都是數字孿生雲渲染的實現方式。當然,對於剛剛上線的“圖觀™數字孿生視覺化引擎”,很多開發者夥伴還不是很瞭解該如何選擇自己適用的開發架構,所以小編特整理此文,希望能夠幫助各位開發者夥伴更明確地選擇圖觀™技術產品。

使用者在選擇圖觀™產品架構時,需要考慮多項因素,如硬體情況、網路環境情況、併發訪問情況、渲染要求等,本指南重點針對“端渲染架構”和“流渲染架構”的技術特性做進一步分析。(如有不準確的地方歡迎指正或討論)

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產品架構概述

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端渲染架構

圖觀™端渲染開發架構,是基於 HTML5 和 WebGL 技術,整合推出的數字孿生端渲染技術支撐體系,涵蓋端渲染場景效果編輯器、端渲染服務平臺、端渲染控制元件等技術產品,覆蓋數字孿生應用開發的全生命週期,為小規模要素資料、高併發訪問的三維場景提供便捷的執行和開發平臺。

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流渲染架構

圖觀™流渲染開發架構,是基於實時雲渲染(GPU雲化)、影片串流等技術,整合推出視覺化數字孿生流渲染解決方案技術支撐體系,涵蓋:流渲染服務平臺、流渲染控制元件等技術產品,為大規模、高渲染效果三維場景在輕量化終端上的執行和開發提供技術保障。

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考慮因素分析

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在本小節中,我們將對端渲染架構和流渲染架構這兩種方式,在各考慮因素下的要求和能力進行簡要分析。

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硬體要求

>端渲染架構

端渲染架構的渲染工作由客戶端瀏覽器完成,對於客戶端的硬體效能有一定的要求。三維場景的顯示效果和影象質量完全取決於客戶端硬體裝置的效能,特別是裝置的CPU、圖形硬體、作業系統、顯示裝置等,如果三維場景構成複雜且涵蓋大量資料,則客戶端裝置還必須具備足夠的儲存空間,但端渲染架構不需要專業的渲染伺服器。

>流渲染架構

流渲染架構三維場景渲染在雲渲染伺服器完成,並採用影片串流技術,將渲染畫面實時傳送至使用者的瀏覽器,支援終端使用者和雲端應用的實時互動。流渲染架構需要專業的雲渲染伺服器,但對於客戶端的硬體裝置效能沒有特別的要求,任意輕量化終端均可獲得高質量的三維渲染效果。

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網路環境要求

>端渲染架構

端渲染架構,對於網路環境沒有特殊要求,不過網路頻寬直接影響三維場景資料的載入時間以及互動操作的響應效率。

>流渲染架構

流渲染架構,對網路環境的頻寬和延遲的要求比較嚴格,單通道訪問需要5Mbps 至 30 Mbps 不等的頻寬,如果網路頻寬不足,則無法以較高位元速率串流畫面,會造成畫質下降;如果網路延遲較高,則會造成瀏覽器端的操作與串流回來畫面之間存在較大延遲。

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併發訪問支援能力

>端渲染架構

端渲染架構適用於併發訪問要求高的場景。端渲染架構的渲染工作不需要專門的圖形渲染伺服器支援,易於部署,因此能夠支援高使用者數、高併發訪問需求。

>流渲染架構

流渲染架構的併發訪問數量相對受限。流渲染架構每路併發需要佔用伺服器顯示卡的一部分渲染資源,根據場景模型面數和 draw call 數量,每一路訪問可能佔用GTX 1050 至 RTX 3080 不等的渲染計算資源,雖然雲渲染伺服器可以透過增加顯示卡的方式,提高瀏覽器客戶端的場景併發訪問數量,但對比端渲染架構來說,併發訪問規模相對受限。

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渲染效果

>端渲染架構

端渲染架構的渲染核心是基於JavaScript圖形API,可提供精美的實時渲染視效。

支援超大範圍三維地形顯示,真實還原山峰/峽谷、海面、植被、道路、建築等地形地貌;支援傾斜攝影資料疊加,實現全球範圍、超大規模地形渲染;支援對水面波浪、地面植被、天空大氣、光照陰影、城市夜間燈光、街道車流密度等地理環境效果進行高逼真、動態渲染,提供高質量的三維場景實時渲染效果。

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>流渲染架構

流渲染架構的渲染核心基於OpenGL圖形API,由高效能雲渲染伺服器完成三維場景渲染,能夠提供全要素融合、無限視界、超精細、影視級的實時渲染視效。

基於真實世界資訊,核心級支援全要素場景物件載入,包含向量地理資訊資料、建築模型資料、城市設施、空間實體物件、資料圖層、自定義物件等;能夠超精細還原真實世界場景紋理細節,實現照片級細節顯示精度;支援無限視界的場景展示,從太陽系到一顆螺絲釘,超大場景全尺度還原、超大範圍時空態勢顯示;具備高逼真渲染特效,如高階動態光照、資訊化霧、輝光、燈光、白天/黃昏/夜晚、大氣、雨雪等環境效果,實現影視級超凡渲染視效。

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架構選擇小結

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端渲染架構

作為一種易於部署的方案,十分適合那些場景資料量小、使用者數和併發訪問量高、不追求極致渲染效果的應用場景,如PC端執行環境。

流渲染架構

適用於,對場景規模和視覺效果都有極致要求、但使用者數和併發訪問數有限的應用場景,但由於需要專門的圖形渲染伺服器,因此部署成本相對較高,如大屏IOC環境。

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TAG: 渲染架構場景併發三維