全面解读实时云渲染技术

古语云：工欲善其事必先利其器，在现代化的行业细分更加精确，不同行业为了实现更高的效率，也都有自己的专用软件工具或者设备。在数字孪生、虚拟仿真、设计类等行业也是如此，在创建3D模型时也是需要用到Unreal\Unity\Maya\Revit\Bently等专业软件。以前这些软件或者制作出来的3D模型，只能运行在配备了高性能显卡的电脑上，使用也是专业人员。但现在随着数字孪生、虚拟仿真行业的发展，以及用户移动端设备性能的提升，以及网络基础的发展，能更灵活的和这些3D模型的交互，尽可能摆脱时间和空间的束缚，这类需求具备了满足的基础硬件条件。而实时渲染则是从软件层实现了对这些3D软件模型的实时交互。

 

一、什么是实时渲染？

实时渲染和传统的云渲染相比，强调实时性和交互性。实时从技术角度来说：只有达到每秒播放24帧连贯图像的速度，人眼观看时才不会有卡顿的感觉，对于用户角度来说就和看视频一样。

而交互性是因为很多3D应用都具有强交互属性，比如3D游戏、3D数字孪生模型（智慧园区、智慧城市、智慧水利可视化项目等等）。通常这些应用都是独立运行在电脑上的，通过本地的显卡完成渲染过程。但是对于很多用户来说专门配备高性能的显卡成本高，使用范围小而且独占性强，还局限于空间的限制。只能在给特定的人员使用，而且必须在特定的场所才能看到效果。怎么才能让用户端更简单的和3D模型交互，而解决对硬件高性能依赖的问题呢？

 点量云实时渲染系统通过将3D模型放在服务器上，通过实时渲染技术流化出网页地址，让用户可以在网页上直接和3D模型交互实时渲染，让用户像看视频一样看到交互的实时效果。举个简单的例子，在智慧城市、园区等3D模型中，常用的有天气变化、白昼交替。用户在点了不同的季节或者天气（雨雪风电）等按钮后，就可以在网页里直接看到模型在相应场景下的效果。

实时渲染和传统的渲染农场云渲染有所不同，适用的领域也不同。更多的是应用于要求3D模型或者数字孪生可视化领域实时交互的场景，而且不需要用户准备高性能的使用设备。简单说想轻量化使用的3D模型，都可以考虑点量云实时渲染技术，因为它不仅仅对于unreal、unity等模型，对于windows下的常用软件都可以流化。

二、点量云实时渲染快吗，局域网怎么部署？

提到渲染很多有相关从业经验的人员可能会想起，自己曾经在电脑上渲染一个模型半天或者更长的 时间才能完成的经历。尤其是在项目比较着急的时候，这种煎熬更是难受。但现在随着实时渲染和云渲染行业的发展，通过很多方式可以提升渲染的时间和效率。可能会有疑问为什么实时渲染为什么这么快呢？

 我们先来了解下渲染的基本原来，对于建好的模型想要 渲染出想要的动画效果，需要借助硬件设备的显卡和CPU完成，以前电脑渲染的慢，是因为电脑的这些硬件配置低，而云渲染是将该部分工作转移到了服务器端完成。如果是对实时性要求不高的渲染，可以借助海量的云服务器完成，这样不仅仅是显卡的性能更好而且数量更多，因此效率就的得到了很大的提升。

而对于实时性要求高需要随时交互的模型，比如学校的虚拟仿真教学模型、智慧城市水利园区等的数字孪生模型以及云游戏等，都需要在用户给出操作后看到实时的效果，要不会出现体验卡的问题，对用户体验非常不友好。我们通过一个简单的 例子来说明下实时渲染技术，是如何工作的。假设有个智慧园区的模型，通常模型里会涉及园区的所有数据，比如园区的人员情况、车辆情况、灯空调等能耗、消防器材情况等等，如果在人流量高峰期想看下各个出入口的人流做一些引导，用户会点击该数据模块，实时渲染前端页面接收到这个指令后会通过网络将该信号传给服务器上的模型，模型做出反应调取相应的数据，在通过网络将结果传回给网页，用户就可以看到指令的结果。虽然点量云在这里将整个过程做了拆解，但实际上该过程是非常快的，保持在毫秒级上。对用户的眼睛来说是无感知的，就像看视频一样的效果。而这取决于两方面，一个是串流技术的发展，在就是针对不同的情况实时云渲染厂家对该部分作个更优的处理。

在这个过程中我们可以看出，网络也是一个比较关键的因素，但现在随着5G的发展，网络基础已经很好了。而且这种通过网页端能和大型应用程序做实时交互的体验，降低了用户的使用门槛同时保持了原有的网络使用习惯。另外在使用的时间和地域限制上也做了释放。举个简单例子，一起拿数字孪生智慧城市的模型只能在控制室的大屏上才能看到，必须人到固定的地方去。现在通过这种实时渲染技术，在自己工位或者外网的条件下做演示也是很方便，直接打开链接给演示方即可，而且对方还可以自己体验和操作，这种效果是无法替代的。

在某些情况下可能需要局域网或者私有网络部署，点量云实时渲染也完全没问题。局域网部署网络延迟会更低，体验效果会更好，而且内部人员通过实时渲染模型同步信息更方便，通过旁观模式可以看到其他人的操过程，实现高效在线协作信息同步。

三、实时渲染费用高吗

对于3D模型实时渲染技术有了初步了解后，另一个比较重要的问题就是价格，这个技术费用高不高呢。毕竟能解决困难和痛点很重要，经济上可行也是很重要的。其实实时渲染费用包含两部分，一个是硬件服务器（包括显卡、内存、CPU等），如果是云服务器还要考虑带宽的等参数；在一个就是实时渲染软件系统的费用，该部分和机器数量是否有定制等都有关系。当然如果是私有部署，一体化方案也是必不可少的，整体的费用也从几万到几十万不等。硬件服务器费用为什么要考虑显卡、内存和GPU呢？

其实这个和实时云渲染技术原理有关，该技术并不是将原本需要显卡的程序变成不在依赖显卡，而是把对显卡的依赖放在服务器端，而非传统的用户端。这样对用户来说使用会更便捷。但是支撑程序运行的显卡和CPU等资源还是要有的，只不过都由服务器配置承担了，对于程序部署方来说运维更方便，而且数据不落地安全性更高，一举多得。

四、数字孪生项目使用有哪些益处和价值？

1、提升工作效率

实时渲染系统中流化出的网页地址，是可以允许多人同时访问的，可以设置一个为主控具有对模型的操作权限，而其他进入的人员处于旁观模式，这样所有主控的操作其他人都可以共享到，通过其他的软件一起就可以实现线上交流和信息同步，这样更加直观。比如在以前疫情下，在家办公也可以实现模型情况的实时同步，而且控制操作权也可以转移，在交流的过程中其他人对于疑问也可以进行标准提出和演示给其他人。这样可以大大的提高工作效率，尤其是对于一些集团公司和特殊情况下信息同步。

2、降低建设成本

很多大型集团在建设数字孪生项目时，通过实时云渲染技术方案可以实现集中建设，分散了中央控制室、中央展厅的功能左右，可以直接利用原有的体系网络设备，降低整体建设和设备配置费用，由集团统一建设各分公司或者部门可以分开使用，同时也降低了系统运营维护成本。

此外很多国外的3D设计类软件是按照终端进行授权，通过云渲染方案可以实现错峰使用，降低购买这类设计软件的终端数数量，从而降低软件使用成本。

 3、扩大品牌影响

和原来的本地化部署方式相比，使用实时云渲染方案，可以将大型3D应用类三维模型，扩展到互联网下的所有场合和大部分设备 。无论是给客户、上下游合作伙伴还是上级管理单位，都可以实时展示加深彼此的联系，提升自身产品在行业的品牌影响力。