什么是云渲染？《阿凡达》《阿丽塔》告诉你

一、什么是云渲染？

渲染，是 CG（computer graphics）的最后一道工序，也是最终使图像符合的 3D 场景的阶段，英文为 Render。hao

CG，利用计算机技术进行视觉设计和生产的领域。​

包括：游戏、动画、漫画、建筑设计等​

家装效果图就是在家庭、装饰施工之前，通过施工图纸，把施工后的实际效果用真实和直观的视图表现出来​

制作过程：​模型设计、材质设计、灯光设计、渲染​。

为了渲染《阿凡达》，维塔数码动用了占地 10,000 平方英尺的服务器群 。单机渲染一帧的平均时间为 2 小时，160 分钟的影片， 整体渲染时间需要 2880000 小时，相当于一台服务器要工作 328 年！​

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​《阿丽塔》平均每一帧需要 100 小时来渲染，全片 125 分钟，动用 3 万台电脑参与渲染，平均下来用了 14400 小时，一天 24h，两年制作周期，累计 4.32 亿小时。​

-阿丽塔眼睛的 CG 模型，有多达 900 万个多边形​

-阿丽塔的电子机械躯干，包含 7000 多个精细打造的零部件；​

-阿丽塔脸上的微细绒毛，超过 50 万根；​

-其他最费时费力的毛发，还包括 13.2 万根头发，2000 根眉毛，和 480 根睫毛​

帧数(Frames)＆帧率（FPS）​

帧数，电脑显卡输出的静态画面。​

帧率，在一秒内电脑显卡输出了一定数量静态的画面。​

帧率(Frame rate)=帧数(Frames)/时间(Time)，单位为帧每秒(f/s, frames per second, fps)​

也就是说，如果一个动画的帧率恒定为 60 帧每秒(fps)，那么它在一秒钟内的帧数为 60 帧，两秒钟内的帧数为 120 帧。​

由于人眼视觉残留，肉眼在看超过 24 帧每秒的静态图片就会认为是连续动态视频。​

（你能拍摄到 60 帧每秒的视频，然后通过软件把每秒帧数调节到每秒 24 帧左右，那么你在一秒钟内拍摄到的图像就能通过慢速播放成两秒钟，而且是连续的、不会卡顿的）​

简单来说，帧，就是一张静止的图象，快速连续地显示帧便形成了运动的假象，也就是视频​

渲染，就是将 3D 模型转换成 2D 图像，并最终呈现在屏幕上的过程。​

二、渲染类型介绍

实时渲染​

实时渲染（Real-time Rendering）从字面的意思非常容易理解，就是我们要实时的看到渲染之后的 3D 物体或者场景的效果。​

实时，用数字怎么理解？至少 24FPS：只有达到或者超过 1 秒钟播放 24 张连贯图像的速度，人眼观看时就不会形成卡顿的感觉。​

比如最常见的 3D 游戏《王者》《吃鸡》，或者是一些带有交互的 3D 应用，比如智慧城市、智慧园区的可视化项目。​

实时渲染的场景中，这些应用都会独立运行在我们的电脑、手机上，通过本地的硬件能力完成实时渲染的过程。​

因此，玩大型游戏的话，本地硬件性能一定要好。​

离线渲染​

离线渲染（Offline Rendering），离线渲染是跟实时渲染相对应的，简单说就是我们不需要实时的看到渲染效果的场景。​

常见的就是我们的家装效果图、好莱坞影视大片、3D 动画等影视场景。​

他们都需要达到一个非常逼真的渲染效果，甚至是完全真实的场景复现，但是对实时性要求不高。​

那为什么我们不能实时地去渲染一张效果图，反而要用离线渲染的机制呢？​

因为渲染的效果和真实度要求不同！​

三、如何进行离线渲染？​

云渲染​

云渲染（Cloud Rendering），从字面理解就是在云端完成渲染的意思。通常对于云渲染的理解，一般都是在云端完成实时渲染的场景。​

云渲染的出现就是为了解决这个问题：让硬件性能不太好的终端也可以实时的渲染效果不错的 3D 内容。​

云渲染的基本原理是，把所有的 3D 渲染工作都交给云端。渲染完成后，编码成为视频实时地传送给我们的客户端，客户端就变成了一个视频播放器，对视频流进行解码和播放，这个过程中可以通过鼠标和键盘操作，来完成交互功能。​

各自的优劣和使用场景​

实时渲染（Real-time Rendering）​

追求渲染速度，要求比较强的交互体验。所以即便在客户端硬件性能较高的情况下，也要做大量的数学算法优化，在不是特别降低渲染效果的同时，减少渲染时间，达到很好的实时性交互。 例如：游戏、智慧园区​

离线渲染（Offline Rendering）​

追求渲染质量，不要求实时性和交互性。追求的是极致的渲染效果，达到以假乱真的体验。因此就用最极致最优秀最贴近真实物理原理的渲染算法，来进行真实度极高的渲染过程。通过渲染农场的云端计算能力，尽量地减少渲染时间。例如：家装图、电影​

云渲染（Cloud Rendering）​

追求相对较高的渲染质量同时，也要达到实时性要求。所以云端算力的部署和调度的能力要求会更高，让客户端配置不高的用户通过云渲染也能体会到不错的 3D 应用。例如：云桌面​

渲染应用行业

房地产/建筑​

3D 艺术家只需要几张空间的照片，他们可以用任何必要的便利设施的逼真的图像来舞台​

医疗​

虚拟现实中的云渲染可用于培训医务人员，在不将患者置于危险之中的情况下练习操作技术，创造新的教育内容。​

室内设计​

通过 云渲染软件，设计师可以完成不同款式、颜色、纹理和照明，并向客户展示结果。​

娱乐/游戏​

渲染使电影、动漫、游戏更加身临其境​