常见的渲染类型有以下几种:实时渲染、离线渲染、实时云渲染、混合渲染。那么什么是实时渲染?实时渲染和离线渲染有哪些区别?各自有哪些典型应用场景......有没有人感觉知道了,但又没完全知道? 今天小编就尽量为大家用简单易懂的方式先解释下实时渲染、离线渲染、实时云渲染这3个概念。离线渲染离线渲染,简单理解就是不需要实时看到渲染的场景。主要应用的领域有建筑视觉、动画、影视、广告片等。 图片实时云渲染突破渲染新体验实时云渲染字面上的意思是在云中渲染。我们上面提到的实时渲染大部分都是在自己的本地电脑或者手机上完成的,所以对终端硬件的要求比较高,否则“卡”在所难免。 2.节省用户软硬件成本。1)节省硬件采购成本,云服务器统一部署需流化的应用,用户端仅接收视频流,并无实际运行相关应用,无需高性能硬件及大容量存储支撑。 2)降低软件授权费用,自研容器化技术,避免中间层衰减及资源消耗,并发数更多;一套被流化的应用软件(如数字孪生、智慧城市/工厂/园区、仿真教学内容等),搭载云流方案后,可支持多人复用。
当前,3D渲染主要分为实时渲染和离线渲染两种主流模式。这里我们只讨论实时渲染(以下简称渲染),渲染又根据使用云端算力和本地算力的不同,分为云渲染和本地渲染(或称端渲染)。 实时云渲染可以利用公共云计算资源,无需投入大量费用可能需要较长的网络延迟和带宽需求。不需要为渲染设备和服务器额外的空间和电源。可能会受到公共云计算资源的影响。 实时云渲染云渲染作为渲染技术的后来者,从目前产业和消费领域的XR应用场景来看,更加符合当下项目的需求,其问题主要在于网络限制和资源供给侧。 实时云渲染解决方案LarkXR实时云渲染解决方案LarkXR 在兼具便捷性、效率、成本、协同能力等优势的基础上,具备更强的网络能力和算力支持,与此同时,提供市场上极具性价比的云渲染方案:1、易用性和便捷性 2、灵活调度GPU资源:与阿里云厂商紧密合作,覆盖行业内最广泛、安全、高性能的算力资源,能力范围覆盖全球,可实现快速调度资源,提高运维效率;采用独有的GPU云化技术,实现超细粒度动态调度GPU资源,最大化激活
一、产品定位与核心亮点 腾讯云实时云渲染(Cloud Real-Time Rendering, CRTR)是以云端GPU算力为支撑的实时图形渲染服务。 其核心技术为端云协同运行架构,实现原生应用云端化部署与实时流媒体传输,核心差异化价值在于: 全类型应用支持:Windows应用程序(EXE)、APK程序、游戏引擎应用、XR应用统一云端托管 终端零负担接入 VR设备厂商/用户 设备重量、续航短、散热差 视频流替代本地渲染,降低90%终端算力负载 直播互动游戏 直播平台/社交App 互动形式单一 与腾讯云直播能力整合,实现直播间高清互动游戏 三、技术架构与核心能力 实现XR Cloud云端化 成效:用户通过网页链接直入虚拟演唱会/会议,安装率下降100% 万科(Vanke)数字空间 背景:超写实3D场景需要专业设备运行 方案:基于Unreal Engine应用云端渲染 技术来源:腾讯云产品文档 权威背书:累计服务企业客户超600家(截至文档发布日期) 立即体验:腾讯云CRTR产品页
提到云串流或者云推流很多人可能和游戏关联起来,其实这个技术的应用领域不仅仅是游戏,还有云上旅游、考古、智慧园区、智慧城市、虚拟仿真等等行业。 本质来说就是完成视频流在网络上的低延迟传输,尤其是和3D应用的结合也有很多时候称之为实时云渲染技术。实时云渲染整个链路环节分为多个模块,那每个模块都达到尽可能低的延迟,才能保证各个领域的低延迟。 不过从实际使用的角度来说,保证使用时的流畅性是云推流/串流首要考虑的。那这些3D应用在使用云推流方案时,对于服务器和前端的参数配置,有什么要求呢? 这个问题其实不是云串流软件的要求,是3D应用本身对于服务器参数的要求,虽然实时渲染时需要对视频流进行编码,但是这个对CPU和GPU的占用是比较低的。 如果不是有专业的团队,来做该项技术的持续研究和挖掘维护,有点得不偿失,不如直接选择已有的云串流厂家的方案。
一、产品定位与核心亮点 技术定义:腾讯云实时云渲染(Cloud Real-Time Rendering, CRTR)是一款支持客户将原生游戏及应用程序上传至云端高性能计算资源,借助实时流媒体技术,使用户通过网页 解决方案:基于腾讯云实时云渲染将XR Cloud云端化,终端用户通过网页链接访问。 成效:终端用户无需本地下载软件,即可参与虚拟会议、虚拟演唱会、虚拟粉丝见面会等3D元宇宙活动。 案例2:Vanke 背景:Vanke需实现用户通过网页漫游超写实室内场景、3D虚拟城市及文化遗产复原场景。 解决方案:采用腾讯云实时云渲染技术,基于云端GPU边缘计算节点运行Unreal Engine开发的3D应用。 成效:用户通过网页即可漫游超写实室内场景、3D虚拟城市及文化遗产复原场景。 解决方案:引入弹幕互动功能(整合腾讯云实时渲染与直播能力)。 成效:多样化游戏形式为直播间带来稳定收益与流量增长。 (数据来源:根据材料原文提取)
数字孪生云渲染技术方案将三维可视化程序上云可以有效解决上述问题。 实时云渲染技术是目前最先进的云化技术之一,也是数字孪生三维可视化场景商业模式破局的关键。 数字孪生云渲染是一种将数字孪生技术与云渲染技术相结合的解决方案,它通过云端服务器的强大计算能力,对数字孪生模型进行实时渲染,并将渲染结果通过网络传输到终端设备显示。 实时云渲染平台LarkXR其原理是基于 “云端计算 + 终端显示” 的模式:首先构建物理世界的数字孪生模型,然后将渲染任务上传至云端,利用云端的高性能 GPU 集群等资源进行图形数据的实时计算和输出。 数字孪生云渲染应用场景智慧园区:可实现对园区运行状态的实时感知,整合园区信息化架构,方便各级管理部门搭建在线服务平台,用户能随时随地联网体验园区的数字孪生场景。
在上篇文章中,我们分析了常用的云渲染方案,即实时云渲染与像素流插件的对比。在实际项目中,尤其是针对短时、少并发、演示场景而言,像素流送可以满足基本需求。 当3D/XR项目进入落地交付周期后,像素流送本身的弊端凸显,实时云渲染方案是更好的选择。 实施部署成本低,稳定性高,技术支持完备适用场景远程演示、轻量级应用、点对点串流2B商业化应用、大规模云游戏、虚拟仿真、定制化需求等如何为数字孪生项目选择实时云渲染方案? 强大的定制化能力: 平台提供灵活的二次开发接口和品牌定制功能,允许合作伙伴根据自身业务需求进行深度定制,打造专属的云渲染解决方案。数字孪生的深度应用离不开实时云渲染技术的强力支撑。 从基础的像素流传输到全栈实时云渲染平台,技术的发展正使得高质量数字孪生的普及与协作变得触手可及。
图片2、WebGL看车网页打开三维展示,可以实现简单交互,弊端在于WebGL技术本身特性清晰度差,依赖于终端设备,体验不是很好。 云看车革新:点量云实时云渲染助力云看车随着互联网的发展,5G网络及云计算技术越来越成熟,汽车行业的3D解决方案也在不断成熟。 点量云依靠多年视频和传输技术的积累,采用自研云流化技术可提供优质的解决方案。点量云实时云渲染的优势:1.即点即用:无需预加载,一键运行。 2.数据安全:数据存储在云端,用户无法接触到数据,保护内容产权不外泄。 3.轻量化终端:对终端性能配置无要求,兼容各种终端4.极低延迟点量云实时云渲染为汽车行业赋能车企使用点量云流化XR应用,分享链接给消费者,消费者通过手机、pad、笔记本电脑等多终端设备随时随地体验汽车XR
实时渲染 2. 图形渲染管线 2.5 像素处理 这个阶段是所有先前阶段组合的结果,并且已经找到了在三角形或其他图元内被考虑的所有像素。像素处理阶段分为像素着色和合并,如图2.8右侧所示。 这意味着当一个图元被渲染到某个像素时,该图元在该像素上的z值被计算并与同一像素的z缓冲区的内容进行比较。 透明图元必须在所有不透明基元之后渲染,并以从后到前的顺序呈现,或使用单独的与顺序无关的算法(第5.5节)。透明度是基本z缓冲区算法的主要弱点之一。 模板缓冲区是一个离屏缓冲区,用于记录渲染图元的位置。它通常包含每像素 8 位。可以使用各种函数将图元渲染到模板缓冲区中,然后可以使用缓冲区的内容来控制渲染到颜色缓冲区和z缓冲区中。 这意味着场景的渲染发生在屏幕外的后台缓冲区中。在后台缓冲区中渲染场景后,后台缓冲区的内容将与之前显示在屏幕上的前台缓冲区的内容交换。交换通常发生在垂直重描期间,这是安全的时候。
实时渲染 2. 图形渲染管线 2.6 管线综述 点、线和三角形是构建模型或对象的渲染图元。假设该应用程序是一个交互式计算机辅助设计 (CAD) 应用程序,并且用户正在检查华夫饼制造商的设计。 在这里,我们将在整个图形渲染管线中遵循这个模型,包括四个主要阶段:应用程序、几何、光栅化和像素处理。场景以透视图渲染到屏幕上的窗口中。 2.6.5 总结 这条管线源于数十年针对实时渲染应用程序的API和图形硬件演变。需要注意的是,这并不是唯一可能的渲染管道;离线渲染管道经历了不同的进化路径。 这是一个很好的资源,可以了解实现渲染管道的一些微妙之处,解释关键算法,例如剪辑和透视插值。 我们这本书的网站realtimerendering.com提供了指向各种管线图、渲染引擎实现等的链接。
实时渲染 2. 图形渲染管线 2.4 光栅化 顶点及其关联的着色数据(全部来自几何处理阶段)在进行变换和投影后,下一阶段的目标是找到所有像素(图片元素的缩写),这些像素位于要渲染的图元内部,例如三角形。
云桌面虽在教育办公领域广泛应用,但在高性能图形处理场景存在局限。实时云渲染技术通过云端渲染、终端显示的模式,解决了延迟和性能问题,支持多端接入和快速部署。 相比云桌面,实时云渲染更适用于3D设计、VR等图形密集型场景,具有低延迟、弹性扩展等优势。随着5G和边缘计算发展,实时云渲染正推动图形计算向"云-边-端"协同演进,成为数字化转型的重要技术支撑。 、适用场景对比:云桌面 vs 实时云渲染场景类型 云桌面适用性实时云渲染适用性普通办公 ✅ 高 ✅ 高 3D 实时云渲染部署采用应用级渲染架构,在云端部署高性能GPU渲染集群,运行渲染引擎和管理调度系统。用户终端仅需轻量化客户端或支持H5的浏览器,通过网络接收云端实时渲染的视频流,实现高质量图形交互。 云游戏、虚拟仿真、数字孪生、在线设计 云桌面侧重完整的系统环境交付(含软硬件算力支撑), 适合标准化办公场景;实时云渲染专注高性能图形计算服务,专为2D/3D
实时云渲染技术应运而生,成为解决这一矛盾的关键。 本文以LarkXR实时云渲染平台为例,与像素流送的相关指标进行全面对比,探讨云渲染技术的革新。一、技术架构差异像素流送是UE引擎的插件级产品,仅提供基础流式传输功能。 LarkXR提供完整的实时云渲染PaaS服务,涵盖云端算力管理、网络传输优化和异构终端接入全流程。 四、产品迭代与优化像素流送依赖UE引擎更新,缺乏对实时云渲染场景的深度优化,迭代速度和针对性不足。 实施部署成本低,稳定性高,技术支持完备适用场景远程演示、轻量级应用、点对点串流2B商业化应用、大规模云游戏、虚拟仿真、定制化需求等对于UE开发者而言,商业化实时云渲染产品在功能架构、推流能力、产品迭代、
二、实时云渲染的技术方案与电网场景适配(一)核心技术架构实时云渲染技术以 “云端算力集中处理 + 终端轻量化交互” 为核心,通过 GPU 云化、图形容器、音视频实时编解码、网络传输优化等关键技术,构建适配智慧电网的解决方案 (三)电网场景落地方向基于实时云渲染技术,构建智慧电网数字孪生统一在线管理平台,覆盖电网全生命周期业务,核心应用场景包括:全域感知与监控:实时采集电网设备运行状态、人员检修数据,通过三维可视化呈现,实现对发电 三、实际案例与应用效果(一)国家电网数字孪生云渲染管理平台依托实时云渲染技术,为某省公司实现变电侧一张图管理业务系统、为国家电网搭建数字孪生云渲染管理平台,同时为风电样本工程提供全域可视化支持,补齐风电场景 四、技术价值与未来方向实时云渲染技术通过 “全终端无插件访问、GPU 弹性调度、边缘部署、低延迟传输” 等能力,打破电网数字孪生的时空限制与数据壁垒,推动异地协同、跨域应用常态化,成为电力数字孪生规模化落地的核心支撑 未来,随着技术迭代,实时云渲染将进一步释放算力与数据价值,推动电力数字孪生从 “单点试点” 走向 “全链路规模化应用”,为新型电力系统建设提供持久技术动能。
实时渲染 2. 图形渲染管线 2.3 几何处理 GPU上的几何处理阶段负责大多数每个三角形和每个顶点的操作。该阶段进一步分为以下功能阶段:顶点着色、投影、裁剪和屏幕映射(如图2.3)。 图2.3. 要生成逼真的场景,仅渲染对象的形状和位置是不够的,还必须对它们的外观进行建模。该描述包括每个物体的材质,以及任何光源照射在物体上的效果。 完全在视图体积之外的基元不会被进一步传递,因为它们没有被渲染。部分位于视图体内部的图元需要裁剪。 假设场景应该被渲染到一个最小位置在 (x_1,y_1) ,最大位置在 (x_2 ,y_2) 处的窗口(其中 x_1 < x_2 和 y_1 < y_2 )。屏幕映射先是平移,然后是缩放操作。 z坐标(OpenGL的 [−1,+1] 和DirectX的 [0,1] )也被映射到 [z_1,z_2] ,其中 z_1=0 和 z_2=1 作为默认值。但是,这些可以通过API进行更改。
我们知道使用实时云渲染系统来做程序的流化,是将程序放在服务器上,用户终端的各种操作指令完成都是借助的服务器算力。 而为了用户能拥有和本地安装类似的体验效果,指令执行和传回终端的时间就必须尽可能短,这是实时云渲染系统很重要的一个参数:延迟性。没有延迟,该方案就无法落地。 那么点量实时云渲染系统延迟能做到什么效果呢?我们知道对于60FPS的显示器刷新率在16.7ms左右,但平时我们肉眼是感觉不到显示器的画面在动,因此延迟如果低于这个人眼是完全感知不到的。 点量云流化系统支持公网和局域网部署,在局域网条件下,做过测试zui低可跑到5ms,具体可见下图。 如果是公网的话,要考虑到因素除了云流化系统的延迟,还需考虑数据在光纤中传输的ping延迟,这就和用户和服务器之间的距离有关了。正常公网中部署,点量云流化系统延迟可以做到20-30ms。
在实时云渲染领域,除了国内外多家厂商推出的商用方案之外,也存在一些开源技术及海外成熟产品。不同方案因架构设计与优化目标的不同,在实际表现上各有特点。 2、核心评估维度 围绕实时云渲染的关键需求,设定以下五个评估维度: 延迟表现:包括正常网络与弱网环境下的端到端延迟及稳定性; 兼容性:涵盖GPU支持、终端覆盖(Windows/Android/iOS/Chrome 2、金山云鎏光:低延迟原型方案 鎏光是金山云推出的云游戏引擎原型,注重延迟优化。 实测数据:局域网延迟表现较好,多次测试显示画面同步延迟较低;在极端弱网环境下仍能维持较低延迟水平。 4、国内某实时云渲染厂商 点量方案支持多场景实时云渲染,覆盖游戏、设计、远程桌面等用途。 实测数据:局域网延迟表现良好,弱网环境下仍保持稳定,画面无明显卡顿或花屏;跨终端延迟一致性较好。 三、综合对比与选型参考实时云渲染的技术实现涉及画面采集、编码、传输、解码及显示等多个环节,不同方案在技术路线、优化重点和功能完整性上存在差异。
本文将深入探讨实时云渲染的技术内核,对比分析商业化云渲染产品与UE、Unity等引擎自带串流方案,进行深度剖析。一、 数字孪生为何需要实时云渲染? UE引擎自带的像素流插件,可以将三维程序推流到网页端,达到云端渲染的效果。那么实时云渲染与UE像素流之间是什么关系呢?很多开发者容易混淆实时云渲染与像素流的概念,事实上两者是层级与组成部分的关系。 2. 实时云渲染:一套完整的企业级解决方案实时云渲染是一个更为宏观和完整的技术体系,通常泛指第三方商业化软件平台,如LarkXR。 多引擎兼容: 不同于像素流局限于UE引擎,实时云渲染平台LarkXR可以兼容各类基于DX/OpenGL的三维引擎,如UE、Unity、Cesium、Cryengine、Unigine等,以及各类2D/3D 简单来说,像素流是实时云渲染实现“流式传输”的关键技术之一,而实时云渲染平台则是构建于此之上的、具备完整企业服务能力的商业化产品。 下一篇我们将详细分析如何选择最合适产业需求的实时云渲染解决方案。
摘要 实时云渲染正成为元宇宙、云游戏、数字孪生的核心基础设施。 与离线渲染(渲染农场)不同,实时云渲染要求端到端延迟控制在 100ms 以内,才能让用户获得"即时反馈"的交互体验。 根据产品形态与服务对象,国内实时云渲染市场主要参与者可分为三类: 云厂商系(公有云 + 实时云渲染 PaaS) 腾讯云渲染(CRTR) — 应用云渲染 / 云游戏 / 云桌面三大子产品 阿里云 GCS PaaS) 平行云 — 聚焦元宇宙/虚拟活动场景 蔚领时代 — 云游戏+云渲染 海马云 — 移动云游戏 离线渲染转实时(混合路线) 瑞云 Renderbus — 传统渲染农场起家,扩展实时渲染 蓝海创意云 4.4 瑞云 Renderbuf — 离线渲染起家 核心优势 在影视动画离线渲染领域积累深厚 Renderbus 品牌在 CG 行业认知度高 局限性:实时云渲染并非其核心业务,实时延迟优化与交互体验与专业实时云渲染平台存在差距
实时渲染 2. 图形渲染管线 2.2 应用程序阶段 开发人员可以完全控制应用程序阶段发生的事情,因为它通常在CPU上执行。因此,开发人员可以完全决定其实现,然后对其进行修改以提高性能。 例如,应用程序阶段算法或设置可以减少要渲染的三角形数量。 综上所述,一些应用程序工作可以由GPU执行,使用称为计算着色器的单独模式。 此模式将GPU视为高度并行的通用处理器,忽略其专门用于渲染图形的特殊功能。 在应用程序阶段结束时,要渲染的几何图形被馈送到几何图形处理阶段。 这些是渲染图元,即点、线和三角形,它们最终可能会出现在屏幕上(或正在使用的任何输出设备)。这是应用阶段最重要的任务。