WebGL和云渲染

传统的CIM应用部署方式是直接将程序安装在本地电脑中,用户通过专门的电脑打开后使用。对于智慧城市数字孪生类的因为展示数据的多维,对于电脑的GPU和运行计算能力(CPU)往往要求更高。这种方式,限定用户只能在特定场合中使用,而且因为电脑的兼容性问题,安装和升级都可能存着很多意向不到的潜在问题。

而目前使用互联网内容,除了通过客户端还可以通过网页,那像这种虚拟仿真程序是否可以用网页来访问呢?答案是肯定的,可选的方案有WebGL和云渲染两种技术。一起来看下二者的特点和区别。

WebGL

WebGL是Web Graphics Library的缩写,它是一种3D绘图协议,这种绘图技术标准允许把JavaScript和OpenGL ES 2.0结合在一起,通过增加OpenGL ES 2.0的一个JavaScript绑定,WebGL可以为HTML5 Canvas提供硬件3D加速渲染,这样就可以借助电脑系统显卡(GPU)在浏览器里更流畅地展示3D场景和模型了。

WebGL技术标准免去了开发网页专用渲染插件的麻烦,可被用于创建具有复杂3D结构的网站页面,甚至可以用来运行大型3D场景。所以WebGL被广泛的应用在CIM等行业中。

简单来说WebGL就是网页上的3D绘图标准。这也使得WebGL方案在使用中,在部分场景下其渲染工作是通过电脑本地的显卡硬件(GPU)来完成的。因此当用户通过WebGL对三维数据进行访问的时候,尤其是刚打开的网页的时候,是需要加载数据到本地的。而根据内容的不同,加载的时间长短也有所不同。虽然和本地安装相比,对于硬件的依赖性有所降低,但比一般的工作电脑也要更高一些,而且终端类型也只支持电脑。

因为所有的数据在网页端进行运算绘制,所以WebGL的画面效果只能算是中规中矩。无法实现多种特效。

此外对于内容提供者来说,WebGL需要把内容下载到用户本地,内容被盗用、破解、非法传输的风险会增加。

云渲染

云渲染是高逼真云渲染视频流的简称,是一种内容最终传输的载体形式。

5G时代即将来临,带来的变化之一就是网速变快,下载变快。因此画面在服务器进行运算,然后同步到前端将变得更加容易,这个就是云渲染的方式。使得云渲染成为当今数字孪生、CIM、数字仿真等行业新的技术宠儿。

云渲染视频流就是将服务器的执行结果处理成视频流的方式,在终端显示出来。近年来该技术在数字孪生、虚拟仿真等三维可视化领域中应用广泛,其主要解决了轻终端使用问题。其关键就在于指令和执行结果之前的延迟性。

其原理是将指令的渲染处理放在云端服务器,使用WebRTC 来进行视频传输。而终端只需要通过网页连接到服务器去操作应用程序输入指令,同时将云渲染处理的结果以像素流的形式返回给终端展示。

云渲染的优势

高逼真云渲染创新技术带来的优势是很明显的,总结来说有以下几个方面:

  • 扩大终端类型范围,解决了兼容性问题

    不仅仅是电脑端网页可直接观看高质量画面,手机、平板等移动端也可直接操作和观看到云端的渲染效果。比如只打包Windows平台下的应用程序,但Android、iOS平台下均可使用。

  • 无需安装插件

    无需安装任何插件,使用更方便,对硬件性能要求也更低。因为指令的渲染和执行均在云端完成了,终端只要能正常播放视频即可。

  • 延迟低

    像素流送使用WebRTC点对点通信框架,延迟很低,和本地安装的效果几乎一样。

  • 降低了前端的硬件需求

    视频流的播放对设备没有过高的要求,所以电脑、平板、手机甚至电视等所有有屏幕的终端都可以成为云渲染的交互设备。

  • 更容易将效果集成到网页或者其他第三方程序

    云渲染的视频流技术非常成熟和普及,可以广泛的应用在网页或者第三方程序中。

  • 数据资源保护

    所有的数据资源都是通过视频流的形式进行传输,用户在使用时是无法接触到数据源。

  • 减少部署成本,更容易热更新

    用户端无需安装任何插件或软件,仅需服务器端更新。

  • 加载更快

    无需加载大量的场景数据,可以真正做到即点即看。

  • 更炫酷的场景效果

    云渲染的所有图形处理都是基于服务器,所以可以承载更加炫酷的场景效果。

云渲染的劣势

云渲染本质上还是由引擎开发渲染,只是将渲染结果以类视频方式的传递给浏览器了而已。但是这个迎来了新的问题:

  • 云服务器造价较为昂贵。
  • 视频的流量带宽占用会比较大。
  • 云服务器能受带宽和GPU性能影响,同时提供渲染的前端个数非常有限。

WebGL和云渲染的对比

对于WebGL和云渲染的特点和区别,可以通过下表直观的查看。

技术方案 云渲染 WebGL
本地安装 无需 无需
打开方式 网页 网页
加载时间
内容下载
支持终端 电脑 手机 平板 电视等 电脑 部分手机
内容安全性
硬件参数要求 能看视频即可
兼容性问题
服务器造价 昂贵 普通
并发 数量有限 无限制
网络带宽 高带宽 普通
显示效果 炫酷 普通


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