實時云渲染產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究

一、引言

實時云渲染是在云計算、虛擬化、新型通信網(wǎng)絡等技術(shù)快速發(fā)展的基礎(chǔ)上新興的渲染方式，其利用云端超強的計算能力及高速穩(wěn)定的網(wǎng)絡，將復雜的二維或三維圖形場景實時渲染成高質(zhì)量的視頻流。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展、全球云計算基礎(chǔ)設施的加速建設及人類消費需求的升級加深，虛擬化、沉浸感、強交互等新方向成為行業(yè)發(fā)展焦點，元宇宙、數(shù)字娛樂、數(shù)字文旅、遠程醫(yī)療等實時性交互應用進入發(fā)展窗口期，同時對硬件計算性能及存儲空間提出了新的挑戰(zhàn)，對渲染質(zhì)量和渲染時效提出了更高的要求。在技術(shù)演進及應用場景融合拓展的雙輪驅(qū)動下，依托云計算技術(shù)的實時云渲染成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，計算機渲染也正式跨入實時云渲染時代。

二、實時云渲染發(fā)展背景

（一）數(shù)字化建設為實時云渲染發(fā)展提供方向引領(lǐng)

當前，全球數(shù)字化建設加速發(fā)展，數(shù)實融合深入推進，數(shù)字產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)業(yè)數(shù)字化已成為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱。黨的十八大以來，以習近平同志為核心的黨中央高度重視發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟，不斷完善頂層戰(zhàn)略布局規(guī)劃，國家和各地區(qū)相繼出臺相關(guān)政策推動數(shù)字化建設。數(shù)字化建設、元宇宙、虛擬現(xiàn)實等相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的發(fā)布進一步提升了新一代信息技術(shù)發(fā)展的高度，指明了未來重要科學技術(shù)創(chuàng)新的方向，并為實時云渲染的產(chǎn)業(yè)發(fā)展、生態(tài)構(gòu)建、技術(shù)突破等提供了核心的政策引導及關(guān)鍵的要素保障。

（二）信息技術(shù)變革升級夯實實時云渲染技術(shù)底座

實時云渲染是信息技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，高度依賴于以云計算、虛擬現(xiàn)實等為代表的新一代關(guān)鍵技術(shù)。在算力服務方面，云網(wǎng)邊端融合協(xié)同發(fā)展，算力服務在賦能傳統(tǒng)行業(yè)的同時也在加速新興產(chǎn)業(yè)算力化的進程，形成全新算力經(jīng)濟范式。同時，全球云計算中心算力逐漸向邊緣下沉，進一步保障了實時云渲染對實時性的高性能要求。在網(wǎng)絡通信方面，隨著5G、6G等新一代通信技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)了超大帶寬、超低時延、超高速率的網(wǎng)絡傳輸，大幅提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎晚憫俣?，進一步保障了實時云渲染運行過程中的實時數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。云計算、通信網(wǎng)絡等關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新突破為實時云渲染的發(fā)展奠定了良好的技術(shù)根基。

三、實時云渲染產(chǎn)業(yè)應用分析

實時云渲染具有終端設備輕量化、應用跨平臺支持、即時便捷等顯著優(yōu)勢，能夠為用戶帶來全新的交互體驗、視覺體驗、沉浸體驗，廣泛應用于教育、工業(yè)、醫(yī)療、文旅、金融、游戲、影視、辦公、社交等日常領(lǐng)域以及元宇宙、AIGC、數(shù)字孿生等前沿領(lǐng)域。根據(jù)公開資料，2023年全球?qū)崟r云渲染產(chǎn)業(yè)規(guī)模預計達到106億美元，并且隨著元宇宙、人工智能等技術(shù)的發(fā)展賦能，實時云渲染規(guī)模將持續(xù)穩(wěn)定增長。

實時云渲染在教育行業(yè)中的應用主要體現(xiàn)在虛擬實驗、智慧課堂、在線教育、遠程培訓等方面，可結(jié)合VR/ AR智能終端設備，為學生和教師提供沉浸式、強互動性的學習體驗。實時云渲染技術(shù)的賦能應用，能夠?qū)崿F(xiàn)學生利用課余、碎片時間，隨時隨地在線上平臺進行學習的需求，打破了課程資源區(qū)域不平衡、用戶終端設備兼容性差等阻礙學生獲取優(yōu)質(zhì)學習資源的限制，助力推動教育事業(yè)的變革與創(chuàng)新。

實時云渲染技術(shù)在文旅領(lǐng)域主要應用于景區(qū)、會展、博物館等行業(yè)，通過數(shù)實深度融合，對文旅行業(yè)的用戶體驗、消費方式、內(nèi)容呈現(xiàn)等進行多維度升級創(chuàng)新，為用戶提供能在線上體驗的高清還原的文化和旅游資源。在產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的驅(qū)動下，文旅景區(qū)數(shù)字化轉(zhuǎn)型已成為文旅行業(yè)的智慧化發(fā)展趨勢，各文旅景區(qū)結(jié)合自身資源特色和屬性，不斷打破傳統(tǒng)旅游的“時”與“空”的局限，通過線上線下相融合的方式，構(gòu)建沉浸式、科技感、可交互的場景空間及體驗業(yè)態(tài)。在文旅內(nèi)容創(chuàng)作過程中，開發(fā)者無需考慮本地渲染算力對內(nèi)容呈現(xiàn)質(zhì)量的限制，能夠依托高性能的渲染算力、海量的存儲能力和領(lǐng)先的空間搭建云渲染引擎，盡最大可能滿足實際的用戶需求和業(yè)務需求。隨著文化產(chǎn)業(yè)數(shù)字化戰(zhàn)略的實施落地及地方文旅資源與現(xiàn)代科技的緊密、快速、持續(xù)融合，實時云渲染技術(shù)將會更廣泛的賦能文旅產(chǎn)業(yè)。

實時云渲染技術(shù)在娛樂領(lǐng)域主要應用于云游戲、VR/AR、動漫等行業(yè)，為用戶提供高品質(zhì)、高交互性、高沉浸感的娛樂體驗，其中云游戲是目前實時云渲染技術(shù)在數(shù)字娛樂領(lǐng)域應用中市場份額占比最大的場景。云游戲產(chǎn)業(yè)在5G技術(shù)的催化下快速發(fā)展，并正式進入“商業(yè)可行走向商業(yè)騰飛”的重要戰(zhàn)略階段，根據(jù)《全球云游戲產(chǎn)業(yè)深度觀察及趨勢研判研究報告（2023年）》數(shù)據(jù)，2022年全球云游戲市場收入已達 23.98億美元，云游戲在產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展過程中，加快了高性能渲染算力及網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施的不斷建設，推動了虛擬化、流媒體傳輸?shù)群诵募夹g(shù)的研發(fā)升級，促進了網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施的建設和優(yōu)化，推動了實時云渲染技術(shù)的成熟與應用。云游戲的規(guī)?；瘧靡渤蔀閷崟r云渲染產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的重要助推劑。隨著分布式渲染、多視角協(xié)同渲染、容器化技術(shù)等能力的提升，將催生更多云原生游戲的出現(xiàn)，優(yōu)質(zhì)的云原生內(nèi)容將助力云游戲?qū)崿F(xiàn)爆發(fā)性增長，進而推動實時云渲染產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴大。

四、實時云渲染未來發(fā)展趨勢

隨著實時云渲染的逐步規(guī)?；?，企業(yè)在運營過程中會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，因此越來越多的企業(yè)在利用AI技術(shù)的深度學習或強化學習來進一步提升運營效率、優(yōu)化運營成本。AI技術(shù)已經(jīng)在IDC選址、帶寬自動分配、功耗調(diào)度優(yōu)化、渲染效果個性化、場景智能互動等各個應用場景上開始逐步產(chǎn)生降本和提效的貢獻。

此外，隨著AIGC的火爆，生成式人工智能已經(jīng)成為全球最活躍的科技創(chuàng)新方向之一，而且以可預見的速度推動著社會進行深度的轉(zhuǎn)型優(yōu)化。目前AIGC領(lǐng)域也正在推進實時云渲染領(lǐng)域的應用場景進行效率升級，以便提供更好的渲染質(zhì)量和渲染體驗。越來越多的廠商嘗試使用AIGC技術(shù)應用在圖像、影視、建模等內(nèi)容的快速渲染上，這必然也會帶來實時云渲染的新商業(yè)場景的突破。

五、結(jié)束語

實時云渲染作為計算機渲染發(fā)展的創(chuàng)新階段，產(chǎn)業(yè)市場已初見規(guī)模，并呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。但實時云渲染作為新興領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)生態(tài)尚未成熟，仍需產(chǎn)業(yè)界共同聚焦標準體系的統(tǒng)籌編制，凝聚生態(tài)發(fā)展的統(tǒng)一共識，加強應用創(chuàng)新的多元探索，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的全新拓展。未來，隨著元宇宙、數(shù)字孿生、AIGC等前沿技術(shù)的不斷突破，實時云渲染也將實現(xiàn)技術(shù)的創(chuàng)新升級，幫助產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，不斷賦能更廣的行業(yè)領(lǐng)域，推動全球數(shù)字化、智能化發(fā)展建設。

作者單位：黃云霞 中國信息通信研究院泰爾終端實驗室

陳雷、黨勁峰、趙一民 安徽海馬云科技股份有限公司