在数字化的浪潮中,我国科技实力正如同一艘勇往直前的航船,以创新为舵手,以自主知识产权为风帆,在全球三维技术舞台上逐渐显露锋芒。
特别是在三维引擎这个核心技术领域,国产三维引擎的价值越来越被重视,它不仅深刻地影响了国内游戏、影视、建筑等行业的发展趋势,更是在全球化科技竞争的背景下,对于我国数字经济的发展和安全保障起到了至关重要的作用,它代表了我们在技术和文化上的自信与力量。
三维引擎国内现状、水平
长期以来,国内在核心信息化技术领域,如CPU/GPU芯片、操作系统、浏览器内核等方面存在短板,导致国内技术发展多依赖于国外厂商的技术规范和产品。这种状况使得国内在技术创新上往往采取跟随策略,通过模仿、跟踪和集成国外技术来发展。
随着三维渲染技术的不断进步和应用范围的扩大,加之国外厂商近十年来的开源和低价市场策略,国内独立开发基础三维引擎的企业数量逐渐减少。
许多国内企业通过对外开源引擎的简单包装,便将其作为自主研发的产品推向市场,而管理部门可能并不完全了解背后的技术来源,从而将其误认为是国产软件。
这种现象导致了许多所谓的国产三维引擎实际上只是披着国产外衣、核心却依然依赖国外技术的产品,俗称“香蕉软件”。
三维引擎应用方向
目前我们日常的工作生活中通常主要需要的三维渲染应用方向有:
影视与动画
基本是离线渲染的范畴,在影视制作中、动画制作、广告设计、产品设计、教育培训渲染技术还在等领域发挥着重要作用,用于创建逼真的特效、增强视觉效果,以及实现角色、场景的精细呈现。
将二维或三维的模型转化为流畅的视频序列,为观众带来丰富的视觉体验。但这种需求这方面基本是由国外的产品覆盖,市场面狭小、产品成熟、门槛极高,国内没有与之抗衡的产品。
国外产品主要包括RenderMan(皮克斯动画工作室开发,是电影行业的标准渲染软件,参与了许多著名电影的制作,如《玩具总动员》、《阿凡达》等。)和Arnold(由Solid Angle开发,现为Autodesk公司的一部分,它以高效的光线追踪技术闻名,被广泛应用于高端电影制作和视觉效果中)。
游戏开发
游戏行业是渲染技术的另一大应用领域。通过实时渲染,游戏开发者能够创建出身临其境的虚拟世界,提供逼真的角色动作、光影效果以及物理交互,为玩家带来沉浸式的游戏体验。
这个是市场目前三维引擎竞争最激烈的领域,市场基本被Unreal Engine和Unity双寡头垄断,国内虽然还有厂家在模仿以上产品的技术思路研发自己的产品,但是除了在自己的游戏产品中自用,基本没有推广成为通用开发工具的机会。
建筑设计与可视化
在建筑领域,渲染技术常用于将设计方案以逼真的图像形式呈现,帮助客户和投资者更好地理解和评估设计效果。同时,渲染还可用于城市规划、景观设计等领域,为城市的可持续发展提供可视化支持。
随着BIM应用的发展,和国家推动CAD的国产化,国内行业也希望能出现代替3DMAX、RVIT的三维设计软件,不过目前相关国产设计软件主要还在行业功能阶段,三维渲染部分基本采用开源技术架构(WebGL为主)表达基本结构就基本满足。
尤其是高画质效果渲染的基本没有涉及,如像V-Ray(由Chaos Group开发,是建筑可视化和设计领域的首选渲染引擎,以其高质量的渲染输出和灵活的工作流著称。也被应用于电影和游戏制作中,其真实感渲染效果获得业界高度认可)这样的产品国内业内没有人涉及。
科学计算可视化
在科学研究中,渲染技术能够将复杂的数据模型转化为直观的图像,帮助研究者更好地分析和理解数据。例如,在气象、地质、生物等领域,渲染技术能够呈现出数据的三维形态和动态变化,为科学研究提供有力的视觉辅助。
这个领域因为过于专业和业务数据紧密捆绑,所以国内基本没有厂家能提供商业化的产品。
虚拟现实与增强现实
在VR和AR领域,渲染技术是实现高质量视觉体验的关键。通过渲染技术,可以创建出逼真的虚拟环境和对象,为用户提供沉浸式的交互体验。
这在教育、培训、娱乐等多个领域都有广泛的应用前景。这个领域因为和硬件产品标准紧密结合,国内也基本直接采用在VR和AR领域深耕多年的Unity产品。
由此可见,国内在短期内在电影娱乐、游戏开发领域想追上和替代国外引擎的可能性不大,不只是长期技术积累差距,还有市场容量竞争、产业链资源积累、产业替代重要性急迫性等方面,国产三维引擎实现商用替代,在成本和收益上难以实现!
不过在建筑设计与可视化、科学计算可视化、虚拟现实与增强现实,及一些国内新兴的专业应用领域,如军事仿真及指挥应用、城市仿真及指挥应用、工业控制及仿真应用、地理信息及仿真应用,急迫需要国产三维引擎替代并发挥作用!
同时国外的产品在这些领域也未能进化到成熟和完善的状态,因为国外的城市及工业物联网的规模和应用水平其实已经不如中国(如北美抵制的港口无人化改造),在这方面国外相关行业对于数字孪生三维引擎的应用经验和积累并不比国内先进和完善,所以在工业数字孪生专业方向对于国内厂家就有了较大的市场和技术空间。
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