圖觀™引擎 雙渲染開發架構選擇指南
重點推文(wén)
數字冰雹“圖觀™數字孿生可(kě)視化引擎”作(zuò)為(wèi)構建數字孿生應用(yòng)的強有(yǒu)力軟件工(gōng)具(jù)包，在滿足雲端三維場景構建、全要素數據融合、場景效果設計、場景服務(wù)發布、孿生應用(yòng)構建全流程開發需求的同時，還提供了雙渲染開發架構可(kě)選——端渲染架構和流渲染架構。
無論是端渲染架構還是流渲染架構，本質(zhì)上都是數字孿生雲渲染的實現方式。當然，對于剛剛上線(xiàn)的“圖觀™數字孿生可(kě)視化引擎”，很(hěn)多(duō)開發者夥伴還不是很(hěn)了解該如何選擇自己适用(yòng)的開發架構，所以小(xiǎo)編特整理(lǐ)此文(wén)，希望能(néng)夠幫助各位開發者夥伴更明确地選擇圖觀™技(jì )術産(chǎn)品。
用(yòng)戶在選擇圖觀™産(chǎn)品架構時，需要考慮多(duō)項因素，如硬件情況、網絡環境情況、并發訪問情況、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(jì )術特性做進一步分(fēn)析。(如有(yǒu)不準确的地方歡迎指正或讨論)
01産(chǎn)品架構概述
端渲染架構
圖觀™端渲染開發架構，是基于 HTML5 和 WebGL 技(jì )術，整合推出的數字孿生端渲染技(jì )術支撐體(tǐ)系，涵蓋端渲染場景效果編輯器、端渲染服務(wù)平台、端渲染控件等技(jì )術産(chǎn)品，覆蓋數字孿生應用(yòng)開發的全生命周期，為(wèi)小(xiǎo)規模要素數據、高并發訪問的三維場景提供便捷的運行和開發平台。
流渲染架構
圖觀™流渲染開發架構，是基于實時雲渲染（GPU雲化）、視頻串流等技(jì )術，整合推出可(kě)視化數字孿生流渲染解決方案技(jì )術支撐體(tǐ)系，涵蓋：流渲染服務(wù)平台、流渲染控件等技(jì )術産(chǎn)品，為(wèi)大規模、高渲染效果三維場景在輕量化終端上的運行和開發提供技(jì )術保障。
02考慮因素分(fēn)析
在本小(xiǎo)節中(zhōng)，我們将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(néng)力進行簡要分(fēn)析。
硬件要求
>端渲染架構
端渲染架構的渲染工(gōng)作(zuò)由客戶端浏覽器完成，對于客戶端的硬件性能(néng)有(yǒu)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備的性能(néng)，特别是設備的CPU、圖形硬件、操作(zuò)系統、顯示設備等，如果三維場景構成複雜且涵蓋大量數據，則客戶端設備還必須具(jù)備足夠的存儲空間，但端渲染架構不需要專業的渲染服務(wù)器。
>流渲染架構
流渲染架構三維場景渲染在雲渲染服務(wù)器完成，并采用(yòng)視頻串流技(jì )術，将渲染畫面實時傳送至用(yòng)戶的浏覽器，支持終端用(yòng)戶和雲端應用(yòng)的實時交互。流渲染架構需要專業的雲渲染服務(wù)器，但對于客戶端的硬件設備性能(néng)沒有(yǒu)特别的要求，任意輕量化終端均可(kě)獲得高質(zhì)量的三維渲染效果。
網絡環境要求
>端渲染架構
端渲染架構，對于網絡環境沒有(yǒu)特殊要求，不過網絡帶寬直接影響三維場景數據的加載時間以及交互操作(zuò)的響應效率。
>流渲染架構
流渲染架構，對網絡環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，如果網絡帶寬不足，則無法以較高碼率串流畫面，會造成畫質(zhì)下降；如果網絡延遲較高，則會造成浏覽器端的操作(zuò)與串流回來畫面之間存在較大延遲。
并發訪問支持能(néng)力
>端渲染架構
端渲染架構适用(yòng)于并發訪問要求高的場景。端渲染架構的渲染工(gōng)作(zuò)不需要專門的圖形渲染服務(wù)器支持，易于部署，因此能(néng)夠支持高用(yòng)戶數、高并發訪問需求。
>流渲染架構
流渲染架構的并發訪問數量相對受限。流渲染架構每路并發需要占用(yòng)服務(wù)器顯卡的一部分(fēn)渲染資源，根據場景模型面數和 draw call 數量，每一路訪問可(kě)能(néng)占用(yòng)GTX 1050 至 RTX 3080 不等的渲染計算資源，雖然雲渲染服務(wù)器可(kě)以通過增加顯卡的方式，提高浏覽器客戶端的場景并發訪問數量，但對比端渲染架構來說，并發訪問規模相對受限。
渲染效果
>端渲染架構
端渲染架構的渲染核心是基于JavaScript圖形API，可(kě)提供精(jīng)美的實時渲染視效。
支持超大範圍三維地形顯示，真實還原山(shān)峰/峽谷、海面、植被、道路、建築等地形地貌；支持傾斜攝影數據疊加，實現全球範圍、超大規模地形渲染；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(jiē)道車(chē)流密度等地理(lǐ)環境效果進行高逼真、動态渲染，提供高質(zhì)量的三維場景實時渲染效果。
>流渲染架構
流渲染架構的渲染核心基于OpenGL圖形API，由高性能(néng)雲渲染服務(wù)器完成三維場景渲染，能(néng)夠提供全要素融合、無限視界、超精(jīng)細、影視級的實時渲染視效。
基于真實世界信息，内核級支持全要素場景對象加載，包含矢量地理(lǐ)信息數據、建築模型數據、城市設施、空間實體(tǐ)對象、數據圖層、自定義對象等；能(néng)夠超精(jīng)細還原真實世界場景紋理(lǐ)細節，實現照片級細節顯示精(jīng)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、超大範圍時空态勢顯示；具(jù)備高逼真渲染特效，如高級動态光照、信息化霧、輝光、燈光、白天/黃昏/夜晚、大氣、雨雪(xuě)等環境效果，實現影視級超凡渲染視效。
03架構選擇小(xiǎo)結
端渲染架構作(zuò)為(wèi)一種易于部署的方案，十分(fēn)适合那些場景數據量小(xiǎo)、用(yòng)戶數和并發訪問量高、不追求極緻渲染效果的應用(yòng)場景，如PC端運行環境。
流渲染架構适用(yòng)于，對場景規模和視覺效果都有(yǒu)極緻要求、但用(yòng)戶數和并發訪問數有(yǒu)限的應用(yòng)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環境。
