圖觀?引擎 雙渲染開發(fā)架構(gòu)選擇指南

重點推文

數(shù)字冰雹“圖觀?數(shù)字孿生可視化引擎”作為構(gòu)建數(shù)字孿生應(yīng)用的強有力軟件工具包，在滿足云端三維場景構(gòu)建、全要素數(shù)據(jù)融合、場景效果設(shè)計、場景服務(wù)發(fā)布、孿生應(yīng)用構(gòu)建全流程開發(fā)需求的同時，還提供了雙渲染開發(fā)架構(gòu)可選——端渲染架構(gòu)和流渲染架構(gòu)。

無論是端渲染架構(gòu)還是流渲染架構(gòu)，本質(zhì)上都是數(shù)字孿生云渲染的實現(xiàn)方式。當然，對于剛剛上線的“圖觀?數(shù)字孿生可視化引擎”，很多開發(fā)者伙伴還不是很了解該如何選擇自己適用的開發(fā)架構(gòu)，所以小編特整理此文，希望能夠幫助各位開發(fā)者伙伴更明確地選擇圖觀?技術(shù)產(chǎn)品。

用戶在選擇圖觀?產(chǎn)品架構(gòu)時，需要考慮多項因素，如硬件情況、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境情況、并發(fā)訪問情況、渲染要求等，本指南重點針對“端渲染架構(gòu)”和“流渲染架構(gòu)”的技術(shù)特性做進一步分析。(如有不準確的地方歡迎指正或討論)

01產(chǎn)品架構(gòu)概述

• 端渲染架構(gòu)

圖觀?端渲染開發(fā)架構(gòu)，是基于 HTML5 和 WebGL 技術(shù)，整合推出的數(shù)字孿生端渲染技術(shù)支撐體系，涵蓋端渲染場景效果編輯器、端渲染服務(wù)平臺、端渲染控件等技術(shù)產(chǎn)品，覆蓋數(shù)字孿生應(yīng)用開發(fā)的全生命周期，為小規(guī)模要素數(shù)據(jù)、高并發(fā)訪問的三維場景提供便捷的運行和開發(fā)平臺。

• 流渲染架構(gòu)

圖觀?流渲染開發(fā)架構(gòu)，是基于實時云渲染（GPU云化）、視頻串流等技術(shù)，整合推出可視化數(shù)字孿生流渲染解決方案技術(shù)支撐體系，涵蓋：流渲染服務(wù)平臺、流渲染控件等技術(shù)產(chǎn)品，為大規(guī)模、高渲染效果三維場景在輕量化終端上的運行和開發(fā)提供技術(shù)保障。

02考慮因素分析

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

• 硬件要求

>端渲染架構(gòu)

端渲染架構(gòu)的渲染工作由客戶端瀏覽器完成，對于客戶端的硬件性能有一定的要求。三維場景的顯示效果和圖像質(zhì)量完全取決于客戶端硬件設(shè)備的性能，特別是設(shè)備的CPU、圖形硬件、操作系統(tǒng)、顯示設(shè)備等，如果三維場景構(gòu)成復(fù)雜且涵蓋大量數(shù)據(jù)，則客戶端設(shè)備還必須具備足夠的存儲空間，但端渲染架構(gòu)不需要專業(yè)的渲染服務(wù)器。

>流渲染架構(gòu)

流渲染架構(gòu)三維場景渲染在云渲染服務(wù)器完成，并采用視頻串流技術(shù)，將渲染畫面實時傳送至用戶的瀏覽器，支持終端用戶和云端應(yīng)用的實時交互。流渲染架構(gòu)需要專業(yè)的云渲染服務(wù)器，但對于客戶端的硬件設(shè)備性能沒有特別的要求，任意輕量化終端均可獲得高質(zhì)量的三維渲染效果。

• 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求

>端渲染架構(gòu)
端渲染架構(gòu)，對于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境沒有特殊要求，不過網(wǎng)絡(luò)帶寬直接影響三維場景數(shù)據(jù)的加載時間以及交互操作的響應(yīng)效率。

>流渲染架構(gòu)

流渲染架構(gòu)，對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的帶寬和延遲的要求比較嚴格，單通道訪問需要5Mbps 至 30 Mbps 不等的帶寬，如果網(wǎng)絡(luò)帶寬不足，則無法以較高碼率串流畫面，會造成畫質(zhì)下降；如果網(wǎng)絡(luò)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。

• 并發(fā)訪問支持能力

>端渲染架構(gòu)

端渲染架構(gòu)適用于并發(fā)訪問要求高的場景。端渲染架構(gòu)的渲染工作不需要專門的圖形渲染服務(wù)器支持，易于部署，因此能夠支持高用戶數(shù)、高并發(fā)訪問需求。

>流渲染架構(gòu)

流渲染架構(gòu)的并發(fā)訪問數(shù)量相對受限。流渲染架構(gòu)每路并發(fā)需要占用服務(wù)器顯卡的一部分渲染資源，根據(jù)場景模型面數(shù)和 draw call 數(shù)量，每一路訪問可能占用GTX 1050 至 RTX 3080 不等的渲染計算資源，雖然云渲染服務(wù)器可以通過增加顯卡的方式，提高瀏覽器客戶端的場景并發(fā)訪問數(shù)量，但對比端渲染架構(gòu)來說，并發(fā)訪問規(guī)模相對受限。

• 渲染效果

>端渲染架構(gòu)

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

支持超大范圍三維地形顯示，真實還原山峰/峽谷、海面、植被、道路、建筑等地形地貌；支持傾斜攝影數(shù)據(jù)疊加，實現(xiàn)全球范圍、超大規(guī)模地形渲染；支持對水面波浪、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(huán)境效果進行高逼真、動態(tài)渲染，提供高質(zhì)量的三維場景實時渲染效果。

>流渲染架構(gòu)

流渲染架構(gòu)的渲染核心基于OpenGL圖形API，由高性能云渲染服務(wù)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。

基于真實世界信息，內(nèi)核級支持全要素場景對象加載，包含矢量地理信息數(shù)據(jù)、建筑模型數(shù)據(jù)、城市設(shè)施、空間實體對象、數(shù)據(jù)圖層、自定義對象等；能夠超精細還原真實世界場景紋理細節(jié)，實現(xiàn)照片級細節(jié)顯示精度；支持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、超大范圍時空態(tài)勢顯示；具備高逼真渲染特效，如高級動態(tài)光照、信息化霧、輝光、燈光、白天/黃昏/夜晚、大氣、雨雪等環(huán)境效果，實現(xiàn)影視級超凡渲染視效。

03架構(gòu)選擇小結(jié)

端渲染架構(gòu)作為一種易于部署的方案，十分適合那些場景數(shù)據(jù)量小、用戶數(shù)和并發(fā)訪問量高、不追求極致渲染效果的應(yīng)用場景，如PC端運行環(huán)境。

流渲染架構(gòu)適用于，對場景規(guī)模和視覺效果都有極致要求、但用戶數(shù)和并發(fā)訪問數(shù)有限的應(yīng)用場景，但由于需要專門的圖形渲染服務(wù)器，因此部署成本相對較高，如大屏IOC環(huán)境。