实时 3D 渲染 - 定义、原理及应用

随着新兴技术——3D 渲染的发展，交互应用的质量有了极大的提高。用实时三维渲染软件创建的沉浸式数字体验，几乎与现实没有区别了。随着技术的逐步改进，在价格较低的个人工作站上渲染 3D 图像变得更加容易，设计师的投入也逐渐变少。

什么是实时 3D 渲染？它是如何工作的

简单地说，实时三维渲染允许用户查看或与模拟实时运动的三维图像和场景互动。

实时成像允许对想法和设计进行更全面的可视化，包括它们在实际中的体验。三维渲染也可以让设计师和营销团队之间有更大的合作和创新。这种工作流程直到最近才成为可能，因为过去需要许多人在当地的渲染农场工作，而维护和管理这些农场所需的流程甚至需要更多的时间和金钱。

可以说，3D 渲染是一个多步骤的过程，图形内容是利用软件在三维场景的基础上生成的二维图像。实时的 3D 渲染意味着你以数字方式建立一个可以旋转和转动的模型。因此，这不是一个显示静止的三维图像的问题，它可以旋转模型，并从各个不同的角度看到它。与静止的图像渲染不同，你可以使用实时渲染来对模型进行修改，并在屏幕上直接看到结果。

为了给出一个更技术性的解释，你可以说产品的三维图像是由三角形组成的。你创建一个三角形的模型，你一次做一个三角形，把它们放在一个特殊的位置（宽度、深度和高度）。还有一些快捷方式，这样你可以快速制作许多多边形，而不是一次放置一个。最后，你有一个由几百个、几千个或几十万个三角形组成的模型。例如，如果你想创建一个移动的盒子，它是一个简单的模型，当它关闭时只有 6 个边。那么你就用 12 个三角形。如果你想创建一个有许多柔软的、圆润的边缘的沙发，你需要添加更多的三角形，以便能够创建沙发的柔软形状。

还有许多不同的照明技术，可以让你创造出一个时尚而逼真的沙发再现。技术越是进步，你就越能将 3D 中的照明与现实生活中的照明和光线工作方式进行比较。制作逼真图像的一个重要部分是通过调整光线和阴影来处理反射问题。在光线无法到达的地方，会产生阴影。一个物体是如何被照亮的，这对结果很重要。反射的产生取决于光线如何落在物体上。光的强度和物体的表面起着重要作用。

3D 渲染可以在哪些行业应用？

衡量实时3D渲染这种新兴技术重要性的一个更简单的方法，就是看看它改变了哪些行业以及哪些行业即将应用这个新技术。就目前来看，实时 3D 渲染已经改变了一些行业。

一、游戏行业

正如人们可能期望的那样，依赖这种技术的最大行业之一是游戏。实时 3D 渲染使游戏开发变得更容易、更快、更便宜，这对游戏创作者来说是个好消息。然而，更大的吸引力可能在于玩家，因为流媒体是这项技术最令人兴奋的应用。

美达、微软和谷歌正在以牙还牙，争夺云游戏市场，并成为第一个主导该市场的人。许多投机者认为物理墨盒的时代已经过去，AR/VR 和基于云的用户存储将是游戏的未来。他们投入巨资来征服 3D 渲染领域，这不应该令人感到惊讶。

二、汽车行业

随着实时 3D 渲染的出现，数字展厅已经成为销售过程中一个必不可少的步骤。用户可以实时汽车查看内部和外部的样子，比如车辆的小细节，任何角度的座椅颜色或材料这些。三维渲染软件所创造的虚拟展厅可以替代真实的展厅，为设计师和客户提供汽车在实际环境中的样子。在未来，汽车购买者将能够按照他们想要的样子来定制车辆。

三、建筑可视化/房地产

以前，建筑师和开发商只能使用硬盘拷贝蓝图和泡沫芯制成的微型 3D 模型来帮助客户想象一个建筑项目。现在有了实时三维渲染，公司可以用数字方式重现一个场地，用户可以在虚拟现实中体验到房子各种内饰以及窗前景色等，让买家更准确地了解房屋情况。

四、媒体/娱乐

像游戏一样，电影和电视制作也一直处于新的可视化技术的前沿。人们追求更加高清得视觉效果，这就是的图形得分辨率需要不断提高。甚至体育广播也使用像虚幻引擎这样的渲染软件，把现场镜头和屏幕上的图像与运动跟踪结合起来，为球迷增加一种新的娱乐体验。

实时渲染软件

当涉及到高质量的渲染时，有可能创造出像视频游戏一样的交互应用程序。有各种 3D 引擎可以使用，这取决于你想实现的目标是什么。其中最著名的是虚幻引擎，这是一个高级的 3D 引擎，可以提供令人难以置信的照片般真实的体验。

虚幻引擎（Unreal Engine）是由 Epic Games 开发得游戏引擎，它也是几个知名视频游戏的幕后推手，例如《堡垒之夜》。虚幻引擎是一个非常受欢迎的游戏引擎，当你想以非常高的逼真度来展示一个产品时，可以使用这个引擎。比如汽车高质量可视化，用户可以准确地看到汽车的油漆在不同角度得光照下得不同闪耀程度，以及汽车内部不同材料的细节展示。

云端虚拟展示正开始成为一种新的展示方式，利用云端计算资源，通过超高清、全实时、可交互、沉浸式的线上虚拟模式，打破地域空间限制、实现终端设备轻量化，满足更多用户便捷浏览、个性化配置需求等。3DCAT实时渲染云基于云端强大的图形渲染算力，渲染 XR 应用并实时推送到终端，为用户提供公有云 + 私有云实时渲染解决方案。

3DCAT 利用云流送（Cloud Streaming）技术实现三维应用交互、实时访问。云流送（Cloud streaming）技术是基于云计算理念，将应用部署在云端运行，把运行结果用“流”的方式推送到各种终端（PC、平板、手机、XR 设备等）呈现的一种解决方案。用户可通过终端（浏览器、微信、APP、手柄、语音等）与云端应用实时交互，使应用体验更具沉浸性。

本文《实时 3D 渲染-定义、原理及应用》内容由 3DCAT 实时云渲染解决方案提供商整理发布，如需转载，请注明出处及链接。