三維渲染引擎技術(shù)和市場調(diào)研報告.doc

三維渲染引擎技術(shù)與市場三維渲染引擎技術(shù)與市場 調(diào)研報告調(diào)研報告 廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司 研發(fā)中心研究院研發(fā)中心研究院 二零一二年二月二零一二年二月 目目 錄錄 第一章第一章 三維渲染引擎和三維相關(guān)產(chǎn)業(yè)基本概述三維渲染引擎和三維相關(guān)產(chǎn)業(yè)基本概述 3 第一節(jié)第一節(jié) 三維渲染引擎介紹三維渲染引擎介紹 3 3 第二節(jié)第二節(jié) 三維渲染引擎應(yīng)用三維渲染引擎應(yīng)用 4 4 第三節(jié)第三節(jié) 三維渲染引擎發(fā)展三維渲染引擎發(fā)展 4 4 二 三維市場發(fā)展環(huán)境分析二 三維市場發(fā)展環(huán)境分析 6 第一節(jié)第一節(jié) 宏觀分析宏觀分析 6 6 第二節(jié)第二節(jié) 行業(yè)政策分析行業(yè)政策分析 8 8 第三節(jié)第三節(jié) 社會和產(chǎn)業(yè)環(huán)境分析社會和產(chǎn)業(yè)環(huán)境分析 8 8 三 三維渲染引擎應(yīng)用技術(shù)分析三 三維渲染引擎應(yīng)用技術(shù)分析 10 一 廣播電視行業(yè)案例 一 廣播電視行業(yè)案例 1010 二 數(shù)據(jù)可視化案例 二 數(shù)據(jù)可視化案例 1414 三 核心技術(shù) 三 核心技術(shù) 2727 四 圖文包裝系統(tǒng) 四 圖文包裝系統(tǒng) 3030 五 市場調(diào)研情況 五 市場調(diào)研情況 3434 六 六 E ES STUDIOTUDIO引擎技術(shù)評估報告引擎技術(shù)評估報告 3737 七 七 U UNIGINENIGINE引擎技術(shù)評估報告引擎技術(shù)評估報告 3737 四 市場分析四 市場分析 37 五 環(huán)境分析五 環(huán)境分析 37 一 外部一般環(huán)境 一 外部一般環(huán)境 PESTPEST 分析 分析 3737 二 二 項(xiàng)目的內(nèi)部項(xiàng)目的內(nèi)部 SWOTSWOT 分析分析 3737 三 市場發(fā)展策略 三 市場發(fā)展策略 3838 六 風(fēng)險與對策六 風(fēng)險與對策 38 一 市場風(fēng)險 一 市場風(fēng)險 3838 二 創(chuàng)新風(fēng)險 二 創(chuàng)新風(fēng)險 3838 三 管理風(fēng)險 三 管理風(fēng)險 3838 四 技術(shù)風(fēng)險 四 技術(shù)風(fēng)險 3838 第第一章一章 三維渲染引擎和三維相關(guān)產(chǎn)業(yè)基本概述三維渲染引擎和三維相關(guān)產(chǎn)業(yè)基本概述 第一節(jié) 三維渲染引擎介紹 隨著計(jì)算機(jī)軟 硬件突飛猛進(jìn)的發(fā)展 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在各個行業(yè) 的應(yīng)用也得到迅速普及和深入 目前 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)己進(jìn)入三維時 代 三維圖形在人們周圍無所不在 科學(xué)計(jì)算可視化 計(jì)算機(jī)動畫 和虛擬現(xiàn)實(shí)已經(jīng)成為近年來計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的三大主要應(yīng)用 而這三 大主要應(yīng)用的技術(shù)核心均為三維圖形 由于三維圖形涉及到許多算法和專業(yè)知識 要快速的開發(fā)三維應(yīng) 用程序是有一定困難的 當(dāng)前在計(jì)算機(jī)上編寫三維圖形應(yīng)用一般使 用底層的 OpenGL 或 DirectX 接口 雖然 OpenGL 或 DirectX 在三維 真實(shí)感圖形制作中具有許多優(yōu)秀的性能 但是在系統(tǒng)開發(fā)中直接調(diào) 用這些底層接口 仍存在一些缺點(diǎn) 1 都是非面向?qū)ο蟮?設(shè)計(jì)場景和操作場景中的對象比較困難 2 主要使用基層圖元 在顯示比較復(fù)雜的場景時編寫程序相對 困難 3 沒有與建模工具很好的結(jié)合 4 缺乏對一些十分重要的關(guān)鍵技術(shù)如 LOD Level of Detail 動態(tài)裁剪等的支持 基于以上情況 應(yīng)用程序開發(fā)人員非常需要一個封裝了硬件操作 和圖形算法 簡單易用 功能豐富的可擴(kuò)展三維圖形開發(fā)環(huán)境 這 個環(huán)境被稱作三維圖形渲染引擎 引擎 是借用機(jī)器工業(yè)的術(shù)語 以表明其在整個系統(tǒng)中的核心地位 三維引擎需要解決場景構(gòu)造 對象處理 場景渲染 事件處理 碰撞檢測等一系列應(yīng)用層問題 第二節(jié) 三維渲染引擎應(yīng)用 三維渲染引擎的應(yīng)用主要有 3D 游戲開發(fā) 廣播電視圖文包裝 虛擬演播室 影視動畫制作 特效特技 制造零部件 系統(tǒng)建模 建筑建?？梢暬?數(shù)據(jù)可視化 醫(yī)療衛(wèi)生 監(jiān)測監(jiān)控 氣象 石油 水利電力 展館展會 數(shù)字城市 虛擬場館 仿真 虛擬現(xiàn)實(shí) 第三節(jié) 三維渲染引擎發(fā)展 三維渲染引擎是三維應(yīng)用的核心 國內(nèi)許多企業(yè)和科研單位都對 三維渲染引擎進(jìn)行了研發(fā)投入 并作為自身的核心技術(shù) 在廣播電視行業(yè) 電視圖文產(chǎn)品最重要的技術(shù)發(fā)展趨勢就是基于 圖形圖像處理的二維平面制作技術(shù)和實(shí)時三維渲染技術(shù)的有效融合 和發(fā)展 比如 目前圖文 字幕系統(tǒng)和虛擬演播室系統(tǒng)的底層技術(shù) 正在逐步融合 上層應(yīng)用也在逐步融合 三維圖文實(shí)時處理正逐步 成為市場的主流 三維渲染技術(shù)創(chuàng)造的豐富逼真的動態(tài)三維效果已 經(jīng)成為新一代圖文系統(tǒng)的核心和亮點(diǎn) 而這些應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)就是 三維渲染引擎 它是圖形圖像處理的核心和基礎(chǔ) 能夠?yàn)槿S虛擬 場景 三維圖文應(yīng)用提供強(qiáng)勁的實(shí)時渲染動力 可以充分發(fā)揮高端 圖形加速卡 GPU 可編程渲染管線特性 渲染能力可以得到質(zhì)的提升 和飛躍 根據(jù)對市場的細(xì)致考察和分析 自 2005 年起 新奧特視頻公司 意識到有必要利用 GPU 高級編程語言開發(fā)自己的三維渲染引擎 以 便使產(chǎn)品能夠緊跟目前 GPU 圖形加速卡的發(fā)展 為圖形 圖像的渲 染提供全面的加速 更加滿足圖形渲染質(zhì)量以及用戶的審美要求 需求就是動力 在明確了產(chǎn)品規(guī)劃目標(biāo)后 經(jīng)過兩年多的艱苦努力 新奧特成功的完成并且推出了完全自主知識產(chǎn)權(quán)的 Mariana 三維渲 染引擎 并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了系列高標(biāo)清三維圖文制播系統(tǒng) Mariana VS 虛擬演播室系統(tǒng)和 Mariana 5D 在線圖文包裝系統(tǒng) 實(shí) 現(xiàn)了新奧特在圖文核心技術(shù)方面的突破 其他的廣電廠商 如中科 大洋和艾迪普也都擁有自身的三維渲染引擎 從而在渲染引擎的基 礎(chǔ)上不斷改進(jìn)和研發(fā)新的圖文系統(tǒng) 二 三維市場發(fā)展環(huán)境分析二 三維市場發(fā)展環(huán)境分析 第一節(jié) 宏觀分析 十一五 時期 我國電子信息制造大國的地位進(jìn)一步鞏固 總 體實(shí)力躍上新臺階 但產(chǎn)業(yè)發(fā)展的深層次問題和結(jié)構(gòu)性矛盾仍然突 出 主要表現(xiàn)為 關(guān)鍵核心技術(shù)受制于人 產(chǎn)業(yè)總體上仍處于價值 鏈中低端 代工制造和加工貿(mào)易所占比重較高 研發(fā)投入強(qiáng)度與發(fā) 達(dá)國家相比尚有差距 資源配置較為分散 產(chǎn)業(yè)政策環(huán)境亟待完善 內(nèi)需帶動機(jī)制尚未健全 這些問題和矛盾制約了我國電子信息制造 業(yè)由大變強(qiáng) 需要在 十二五 時期著力解決 在十二五期間 國家電子信息產(chǎn)業(yè) 十二五 規(guī)劃綱要提出的指 導(dǎo)思想和發(fā)展思路為 深入貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀 以轉(zhuǎn)型升級為主 線 堅(jiān)持創(chuàng)新引領(lǐng) 應(yīng)用驅(qū)動 融合發(fā)展 突破重點(diǎn)領(lǐng)域核心關(guān)鍵 技術(shù) 夯實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ) 深化信息技術(shù)應(yīng)用 推動軍民結(jié)合 統(tǒng) 籌內(nèi)外需市場 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局 著力提升產(chǎn)業(yè)核心競爭力 持續(xù)引 導(dǎo)產(chǎn)業(yè)向價值鏈高端延伸 推動產(chǎn)業(yè)由大變強(qiáng) 為加快工業(yè)轉(zhuǎn)型升 級及國民經(jīng)濟(jì)和社會信息化建設(shè)提供有力支撐 以轉(zhuǎn)型升級為主線 以創(chuàng)新引領(lǐng)為根本動力 以應(yīng)用驅(qū)動為關(guān)鍵支撐 以融合發(fā)展為重要途徑 發(fā)展目標(biāo)為 結(jié)構(gòu)目標(biāo) 十二五 期間 我國規(guī)模以上電子信息制造業(yè)銷售 收入年均增速保持在 10 左右 2015 年超過 10 萬億元 創(chuàng)新目標(biāo) 百強(qiáng)企業(yè)研發(fā)投入占銷售收入比重超過 5 信息技 術(shù)領(lǐng)域發(fā)明專利申請累計(jì)總量達(dá)到 130 萬件左右 主要任務(wù)與發(fā)展重點(diǎn) 計(jì)算機(jī)領(lǐng)域 把握移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢 大力發(fā)展具備輕薄便攜 低功耗 觸 控 高清與三維 3D 顯示等特點(diǎn)的筆記本計(jì)算機(jī) 平板計(jì)算機(jī)等 移動智能終端 以及大屏幕 觸摸型一體式等新型計(jì)算機(jī) 積極開展工業(yè)控制計(jì)算機(jī)軟硬件基礎(chǔ)平臺和安全性 可靠性技術(shù) 等研究 提升我國工控產(chǎn)品及系統(tǒng)競爭力 在過程控制 安全生產(chǎn) 節(jié)能降耗 環(huán)境監(jiān)控 智能交通 智能建筑 智能電網(wǎng)等領(lǐng)域推動 工控產(chǎn)品及系統(tǒng)的應(yīng)用 數(shù)字視聽領(lǐng)域 加快推動 3D 技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用 提升核心技術(shù)掌控能力 加快發(fā)展 3D 電視 互聯(lián)網(wǎng)電視 智能電視等新型產(chǎn)品 不斷提 升產(chǎn)品附加值 支持智能化 網(wǎng)絡(luò)化視頻監(jiān)控設(shè)備及應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用 支持?jǐn)?shù)字電視演播室設(shè)備 發(fā)射設(shè)備 傳輸設(shè)備 接收設(shè)備發(fā)展 鼓勵發(fā)展高密度激光視盤機(jī) 數(shù)字音響系統(tǒng) 數(shù)字電影設(shè)備 推動 視聽產(chǎn)業(yè)向數(shù)字化 網(wǎng)絡(luò)化 智能化和節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展 新型顯示器件領(lǐng)域 積極研發(fā)觸摸屏 三維顯示等新技術(shù)新產(chǎn)品 促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化 重點(diǎn)高清晰度技術(shù) 三維 動態(tài)清晰度 超高清晰度 以及超薄 技術(shù) 提高 PDP 產(chǎn)品性能 開展三維顯示新技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化 第二節(jié) 行業(yè)政策分析 國家為保障信息產(chǎn)業(yè)十二五規(guī)劃順利實(shí)現(xiàn) 制定了相關(guān)的政策和 法規(guī) 健全產(chǎn)業(yè)政策法規(guī)體系 完善產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境 貫徹落實(shí) 國務(wù)院 關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定 國發(fā) 2010 32 號 圍繞新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域 制定相關(guān)配套政策措施 提高財(cái)政資金使用效率 增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力 加大技術(shù)改造專項(xiàng) 資金投入 對核心關(guān)鍵領(lǐng)域重大項(xiàng)目給予重點(diǎn)支持 引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)有序轉(zhuǎn)移 促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展 推動企業(yè)兼并重組 優(yōu) 化產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu) 實(shí)施知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略和標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略 提升產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu) 勢 加強(qiáng)創(chuàng)新人才引進(jìn)和培養(yǎng) 加快專業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè) 第三節(jié) 社會和產(chǎn)業(yè)環(huán)境分析 隨著人們生活水平和收入水平的不斷提高 3D 技術(shù)和 3D 體驗(yàn) 越來越走近普通大眾生活 3D 電影成為 2011 年電影市場中的主流 在觀眾口碑和票房上均 取得了不錯的成績 3D 立體影像產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立 為了推動 3D 立體影像產(chǎn)業(yè) 在中國 電子視像行業(yè)協(xié)會下設(shè)立中國立體視像產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟 China 3D Industry Association 推動中國大陸 3D 立體影像產(chǎn)業(yè)發(fā)展之相 關(guān)事務(wù) 為 3D 立體影像產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)技術(shù) 產(chǎn)品 系統(tǒng) 解決方案 營運(yùn)與服務(wù)開發(fā)研究 促進(jìn)應(yīng)用 標(biāo)準(zhǔn)化 產(chǎn)業(yè)化等工作之非營利 性聯(lián)盟 目前聯(lián)盟家數(shù)有 50 多家 為了發(fā)展中國 3D 立體影像產(chǎn)業(yè) 積極的主辦各項(xiàng)國際展覽與會議 2011 年將進(jìn)入第六屆中國國際 3D 立體視像論壇暨展覽會 也跟中國臺灣地區(qū) 3DIDA 協(xié)會做密切的交 流 3D 電視頻道試播 2012 年元旦 由國家廣電總局牽頭 中央電 視臺 北京電視臺 上海廣播電視臺 天津廣播電視臺 江蘇廣播 電視總臺和深圳廣播電視集團(tuán)等 6 家電視播出機(jī)構(gòu)聯(lián)合開辦的國內(nèi) 首個 3D 電視頻道開始試播 新奧特的 3D 圖文產(chǎn)品參與了以上 6 家 電視臺的 3D 圖文制作和播出 液晶顯示器繼續(xù)是 3D 電視市場中的主導(dǎo)技術(shù) 2011 年占 3D 電 視銷量的 83 而等離子技術(shù)所占份額則小得多 但是 3D 在等離 子電視中的占有率較高 等離子電視廠商希望這種熱門技術(shù)能夠幫 助減緩等離子市場的下滑速度 3D 電視占全球平板電視市場的份額將在未來幾年繼續(xù)上升 2011 年份額將從去年的 2 跳增至 11 2012 年將達(dá)到 22 到 2015 年 3D 電視將占平板電視出貨量的 52 2011 年最受歡迎的 3D 電視尺寸是 40 41 英寸 約占 330 萬臺 其次是 55 59 英寸 出貨量將達(dá) 290 萬臺 45 46 英寸為 270 萬臺 三 三維渲染引擎應(yīng)用技術(shù)分析三 三維渲染引擎應(yīng)用技術(shù)分析 一 廣播電視行業(yè)案例 韓國韓國 SBSSBS 電視臺 電視臺 SBS 是韓國最大的廣播公司 選擇了 Barco 的視 頻墻作為演播室背景 搭建了 11 x2 的系統(tǒng) 其圖文系統(tǒng)采用 Vizrt 開發(fā)的圖文系統(tǒng) 挪威廣播公司新聞和天氣頻道挪威廣播公司新聞和天氣頻道 采用 Barco 視頻投影墻系統(tǒng) 交互 式動態(tài)三維圖文 KBSKBS MBCMBC 電視臺韓國大選直播電視臺韓國大選直播 韓國大選直播 采用 Barco 視頻 投影墻系統(tǒng) 實(shí)時數(shù)據(jù)顯示 統(tǒng)計(jì)三維圖文 用于專訪系列節(jié)目 其它案例還包括 其它案例還包括 韓國韓國 jTBCjTBC 電視臺 電視臺 采用 Barco 5x2 3x2 視頻背景墻 韓國韓國 MBNMBN 新聞頻道 新聞頻道 采用 Barco 6x2 2x2 視頻背景墻 西班牙訪談節(jié)目 西班牙訪談節(jié)目 采用 Barco 視頻投影墻系統(tǒng) 動態(tài)三維圖文 愛爾蘭愛爾蘭 RTRT 電視臺新聞頻道電視臺新聞頻道 采用 Barco 視頻投影墻系統(tǒng) 動態(tài)三 維圖文 美國美國 AcademyAcademy 頒獎典禮背景墻頒獎典禮背景墻 采用 Barco 視頻投影墻系統(tǒng) 動態(tài) 三維圖文 CNN IBNCNN IBN 新聞臺新聞臺 采用 Barco 視頻投影墻系統(tǒng) 現(xiàn)場連線 動態(tài)三 維圖文 葡萄牙葡萄牙 RTPRTP 電視臺新聞頻道 電視臺新聞頻道 采用 Barco 視頻投影墻系統(tǒng) 動態(tài)三 維圖文顯示 比利時比利時 VTMVTM 電視臺新聞頻道電視臺新聞頻道 采用 Barco 視頻投影墻系統(tǒng) 動態(tài)三 維圖文顯示 黑龍江衛(wèi)視新聞頻道 黑龍江衛(wèi)視新聞頻道 采用 Barco 視頻背景墻系統(tǒng) 新奧特三維圖 文包裝系統(tǒng) 中央電視臺中央電視臺 新聞頻道采用 Barco 視頻背景墻系統(tǒng) Vizrt 三維圖 文包裝系統(tǒng) 二 數(shù)據(jù)可視化案例 中國海洋石油三維可視化中心 中國海洋石油三維可視化中心 中國海洋石油總公司 是中國第三 大國家石油公司 在渤海油田建立了國際一流的三維可視化研究中 心 采用 Barco 拼接墻 科研人員利用三維可視化系統(tǒng)工具對前端 采集的大量現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析 在高度沉浸感的環(huán)境中 研 究人員對數(shù)據(jù)體和屬性直觀地進(jìn)行操作 能極大地提高決策工作的 效率 節(jié)省勘探成本和時間 提高企業(yè)競爭力 韓國韓國 WingshipWingship 研發(fā)中心研發(fā)中心 Wingship Technology Corp 是一家由韓 國政府投資的科技公司 主要從事地效飛機(jī)的研發(fā)和銷售 地效飛 機(jī)是一種兼有大型海洋運(yùn)輸船只和航空母艦特點(diǎn)的水上運(yùn)輸工具 Wingship Technology Corp 選擇了巴可的可視化解決方案來支持其 研究開發(fā)活動 法國法國 CLARTECLARTE 虛擬現(xiàn)實(shí)立方虛擬現(xiàn)實(shí)立方 CLARTE 是法國 Laval 的技術(shù)研究中心 它主要為技術(shù)工程 工業(yè)生產(chǎn)和公司提供虛擬現(xiàn)實(shí)解決方案 CLARTE 主要從事三個領(lǐng)域方面的研究 計(jì)算機(jī)圖形學(xué) 人機(jī)交互和 多處理器實(shí)時計(jì)算 CLARTE 采用了 Barco 的 I Space 沉浸式虛擬現(xiàn) 實(shí) cube 作為其研究的可視化解決方案 上海海事大學(xué)立體上海海事大學(xué)立體 360360 船舶訓(xùn)練中心 船舶訓(xùn)練中心 上海海事大學(xué)是中國最著名 的海事大學(xué)之一 為了更好地推動海洋建模和模擬方面的研究 上 海海事大學(xué)采用巴可的可視化方案建立了海事訓(xùn)練中心 馬來西亞殼牌石油虛擬現(xiàn)實(shí)中心馬來西亞殼牌石油虛擬現(xiàn)實(shí)中心 石油天然氣世界巨頭殼牌公司需 要建立全球的可視化解決方案使他們能以高分辨率 3D 立體的方式 對大量的地理數(shù)據(jù)和地球物理信息進(jìn)行可視化 他們選擇了巴可的 可視化方案 其它案例還包括 德意志股票交易所德意志股票交易所 經(jīng)營數(shù)據(jù)可視化 采用 Barco 拼接墻 實(shí)現(xiàn)在 線圖文顯示 美國美國 ToledoToledo 大學(xué)醫(yī)學(xué)院虛擬現(xiàn)實(shí)中心大學(xué)醫(yī)學(xué)院虛擬現(xiàn)實(shí)中心 美國 Toledo 大學(xué)醫(yī)學(xué)院采 用巴可 I Space 和 CADWall 作為虛擬沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)中心的可視化 解決方案來培養(yǎng)醫(yī)師和護(hù)理人員 巴西科學(xué)計(jì)算和可視化實(shí)驗(yàn)室巴西科學(xué)計(jì)算和可視化實(shí)驗(yàn)室 Alagoas Federal 大學(xué)是巴西東北 部地區(qū)主要的研究中心 為了更好地解決工程問題 Alagoas Federal 大學(xué)建立了科學(xué)計(jì)算和可視化實(shí)驗(yàn)室對工程問題和物理問 題進(jìn)行數(shù)值仿真和可視化研究 經(jīng)過研究和比較 Alagoas Federal 大學(xué)采用了巴可的可視化解決方案 韓國國家科技博物館韓國國家科技博物館 韓國國家科技博物館位于果川市 是韓國最 著名的博物館之一 這座博物館于 2008 年正式投入使用 是全新 一代概念的科技博物館 參觀者可以以一種沉浸式和交互式的方式 觸摸和感覺展出的虛擬物體 博物館采用了巴可的三維可視化墻方 案 巴西里約天文科技館基金會巴西里約天文科技館基金會 作為巴西里約熱內(nèi)盧天文科技館基金 會成立 40 周年的慶?；顒又?天文館基金會重新裝備了其伽利略 天文館穹頂 天文館采用了巴可的三維可視化方案 意大利意大利 AleniaAlenia AermacchiAermacchi 飛機(jī)高級仿真訓(xùn)練中心飛機(jī)高級仿真訓(xùn)練中心 意大利芬梅卡尼 卡集團(tuán)下屬的航空部門選擇了巴可的可視化墻解決方案作為其飛機(jī) 高級仿真訓(xùn)練中心的可視化仿真方案 德國德國 PotsdamPotsdam 大學(xué)大學(xué) 3D3D 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室 德國 Potsdam 大學(xué)在聯(lián)邦政府的財(cái) 政支持下 采用巴可的三維可視化方案搭建了 3D 沉浸式可視化系統(tǒng) 進(jìn)行地理信息方面的科學(xué)研究 美國空軍空中加油模擬訓(xùn)練中心美國空軍空中加油模擬訓(xùn)練中心 CymSTAR 是一家在軍事工程方面 提供領(lǐng)先解決方案的公司 采用巴可的三維可視化方案為美國空軍 提供了空中加油的模擬和可視化訓(xùn)練方案 德國戴勒姆引擎仿真中心德國戴勒姆引擎仿真中心 Daimler AG 是世界上最著名的汽車公司 之一 其最有名的部門就是他們的 Mercedes Benz 汽車部門 他們 在德國斯圖加特 Sindelfingen 的技術(shù)中心 采用了巴可的可視化方 案搭建了 360 度視角引擎仿真中心 是國際汽車行業(yè)中最先進(jìn)的仿 真中心 法國法國 EDFEDF 引導(dǎo)能源變化趨勢 是法國 EDF 集團(tuán)的箴言 法國 EDF 集團(tuán)在歐洲能源市場具有舉足輕重的作用 為達(dá)到這一目標(biāo) EDF 在研發(fā)方面投入了巨大的資源 與工業(yè)集團(tuán) 實(shí)驗(yàn)室和科研團(tuán)隊(duì)緊 密合作 EDF 研發(fā)部門證明高性能的可視化仿真會給科學(xué)研究生產(chǎn) 產(chǎn)生巨大的推動作用 法國 Clamart 的 EDF 實(shí)驗(yàn)室 采用巴可的 MegaCADWall 可視化墻 使其所有的研究數(shù)據(jù)都能實(shí)現(xiàn)可視化效果 巴西圣保羅大學(xué)可視化中心巴西圣保羅大學(xué)可視化中心 巴西是深水環(huán)境海洋石油勘探開采開 拓者之一 為了更好地開展海洋石油開采研究 巴西最大的石油公 司巴西石油公司 在研發(fā)方面投入巨大 巴西圣保羅科技大學(xué)的 Numerical Offshore Tank 可視化中心就是他們投資進(jìn)行海洋石油 開發(fā)研究的實(shí)驗(yàn)室 實(shí)驗(yàn)室采用了巴可的可視化方案建立了 4D 可視 化系統(tǒng)進(jìn)行仿真結(jié)果的顯示 法國法國 EssilorEssilor 國際集團(tuán)沉浸式可視化中心國際集團(tuán)沉浸式可視化中心 法國 ESSILOR 國際集團(tuán) 是享譽(yù)世界的樹脂光學(xué)鏡片專業(yè)制造廠商 是世界上最大的光學(xué)產(chǎn) 品企業(yè)之一 在有機(jī)光學(xué)樹脂設(shè)計(jì)和生產(chǎn) 以及樹脂表面納米化技 術(shù)領(lǐng)域 居國際最領(lǐng)先地位 早在 1997 年 Essilor 的研發(fā)部門就 利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持產(chǎn)品研發(fā) 后來 他們采用巴可的可視化方 案搭建其 Personal Immersive Environment PIE 可視化中心 這個方案提供了很好的沉浸感 加快了研發(fā)過程 幫助公司實(shí)現(xiàn) 更好地看世界 的產(chǎn)品理念 美國海軍潛艇訓(xùn)練中心美國海軍潛艇訓(xùn)練中心 美國海軍采用 Barco 的可視化方案搭建了 高分辨率 360 度全景沉浸式潛艇仿真訓(xùn)練可視化環(huán)境 斯倫貝謝信息斯倫貝謝信息 DairyDairy AshfordAshford 可視化中心可視化中心 斯倫貝謝是世界上最大 的石油和天然氣工業(yè)服務(wù)提供商 在技術(shù)方面 斯倫貝謝信息解決 方案 Schlumberger Information Solutions SIS 專門提供油氣 企業(yè)開產(chǎn)和生產(chǎn)相關(guān)的軟件服務(wù) 其位于美國休斯敦的 South Dairy Ashford 中心 采用巴可的可視化解決方案來改進(jìn)協(xié)作和交 互 英國英國 LairdsideLairdside 海事訓(xùn)練中心海事訓(xùn)練中心 英國 Lairdside 海事訓(xùn)練中心采用 巴可的可視化方案搭建了全 360 度視場的可視化中心進(jìn)行海員 船 員和港口操作的培訓(xùn)平臺 奧地利沉浸式可視化展覽中心奧地利沉浸式可視化展覽中心 奧地利 Ars Electronica 是一家展 覽和文化機(jī)構(gòu) 主要致力于現(xiàn)代科技在藝術(shù)和社會領(lǐng)域的應(yīng)用探索 采用巴可的三維可視化方案他們搭建了沉浸式的三維可視化展覽中 心 法國法國 DassaultDassault 超高分辨率超高分辨率 3D3D 可視化可視化 法國 Dassault Syst mes 是 世界上 3D 可視化和產(chǎn)品生命周期管理 Product Lifecycle Management PLM 解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者之一 他們采用巴可的三維可 視化方案為工業(yè)設(shè)計(jì)和產(chǎn)品管理提供三維數(shù)據(jù)可視化 殼牌石油殼牌石油 E PE P 可視化中心可視化中心 殼牌石油的開采和生產(chǎn)部門采用 Barco 可視化方案 連接其遍布?xì)W洲的虛擬現(xiàn)實(shí)和可視化中心 實(shí)現(xiàn)所有 中心的數(shù)據(jù)信息共享 協(xié)作和可視化 德國氣象可視化計(jì)算中心德國氣象可視化計(jì)算中心 德國氣象可視化計(jì)算中心是歐洲最快的 超級計(jì)算機(jī)應(yīng)用中心之一 采用巴可的可視化方案進(jìn)行氣象數(shù)據(jù)和 信息的可視化 比利時比利時 SCASCA PackagingPackaging 虛擬店鋪虛擬店鋪 比利時 SCA Packaging 貨物和商 品包裝公司的虛擬店鋪 采用巴可提供的三維可視化方案 能夠?qū)?商品包裝后再商店銷售的最終效果以可視化的方式展示在客戶面前 以更好地讓客戶決定包裝方案 意大利米蘭大學(xué)的可視化中心意大利米蘭大學(xué)的可視化中心 意大利米蘭大學(xué)采用巴可的可視化 方案和三維渲染技術(shù)建立了可視化中心 美國美國 DaytaOhioDaytaOhio 協(xié)作可視化中心協(xié)作可視化中心 美國 DaytaOhio 協(xié)作可視化中心 采用巴可的可視化解決方案進(jìn)行海量數(shù)據(jù)的可視化和協(xié)作共享 中國長安大學(xué)中國長安大學(xué) 長安大學(xué)位于西安 中國汽車科學(xué)研究的重要單位 之一 采用了巴可的可視化方案建立三維汽車仿真系統(tǒng)進(jìn)行汽車設(shè) 計(jì) 交通和路面仿真研究 意大利意大利 NapoliNapoli 大學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)中心大學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)中心 意大利 Napoli 大學(xué)虛擬現(xiàn)實(shí)中 心采用巴可可視化方案 進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)等虛擬現(xiàn)實(shí)仿真應(yīng)用研究 荷蘭鹿特丹荷蘭鹿特丹 ERASMUSERASMUS MCMC 可視化中心可視化中心 荷蘭鹿特丹 ERASMUS MC 可視 化中心采用巴可的四面可視化立方體解決方案構(gòu)建無縫的虛擬三維 可視化環(huán)境 可以現(xiàn)實(shí)基因族的層次結(jié)構(gòu) 基因表達(dá)數(shù)據(jù)的關(guān)系網(wǎng) 絡(luò)圖和蛋白質(zhì)之間的反應(yīng)圖的三維立體顯示 上海同濟(jì)大學(xué)可視化中心上海同濟(jì)大學(xué)可視化中心 上海同濟(jì)大學(xué)是中國科學(xué)工程研究中心 之一 采用巴可的可視化解決方案為其城市規(guī)劃和景觀設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室 提供可視化建模仿真方案 中國一汽汽車設(shè)計(jì)建?？梢暬袊黄囋O(shè)計(jì)建?？梢暬?中國一汽采用巴可的可視化解決方 案作為其汽車模型設(shè)計(jì)的可視化工具 荷蘭殼牌石油虛擬現(xiàn)實(shí)中心荷蘭殼牌石油虛擬現(xiàn)實(shí)中心 采用巴可地可視化方案 采用單通道 SGI Onyx 圖形工作站渲染三通道 SXGA 1280 x1024 可視化圖像 西班牙西班牙 MartorelMartorel SEATSEAT 汽車可視化汽車可視化 采用巴可的 CADWall 方案 汽 車工業(yè)設(shè)計(jì)可視化 荷蘭國家航天實(shí)驗(yàn)室荷蘭國家航天實(shí)驗(yàn)室 采用巴可的可視化方案 可達(dá)到水平視場 135 度 垂直視場 40 度的可視化區(qū)域 三 核心技術(shù) 從以上的實(shí)際應(yīng)用案例可以看到 廣電 數(shù)據(jù)可視化等各行業(yè)的應(yīng) 用雖然千差萬別 但從解決方案上來說 其底層的核心技術(shù)是相同 的 最終都要將數(shù)據(jù)和信息以圖形化 交互式地呈現(xiàn)給用戶 因此 都用到三維圖形渲染技術(shù) 即三維渲染引擎 三維渲染引擎是一個軟件和硬件協(xié)作的系統(tǒng) 硬件部分為圖像工作 站 軟件部分為運(yùn)行在硬件上的圖形渲染軟件 其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組成 如下圖所示 典型的硬件配置如下表所示 硬件名稱型號 圖形工作站 HP Z800 HP Z400 圖形卡 nVidia Quadro FX 5800 4800 視頻卡Quadro SDI Capture 4 路高清輸 入 Quadro SDI Output 2 路高清輸 出 三維渲染引擎軟硬件系統(tǒng)工作流程圖示 三維渲染引擎軟件部分的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示 四 圖文包裝系統(tǒng) 當(dāng)前廣電行業(yè)實(shí)時三維渲染技術(shù)還主要應(yīng)用于圖文包裝 各種虛擬 演播室 實(shí)景演播室等場合中 其基本原理都是利用實(shí)時三維渲染 技術(shù)制作出各種虛擬物體和特效 然后將它們無縫地嵌入到真實(shí)的 攝像機(jī)拍攝的畫面中 實(shí)現(xiàn)各種包裝效果 圖文包裝 也稱為圖文在線包裝 它是演播室實(shí)時生成的包裝合成 過程 包裝內(nèi)容包括標(biāo)題字幕條 人名字幕條 視頻窗 滾動字幕 圖表 角標(biāo) 欄目信息 節(jié)目預(yù)告等 在線包裝產(chǎn)品可以應(yīng)用于各 種不同類型的電視節(jié)目制作 新聞節(jié)目 體育節(jié)目 天氣預(yù)報 財(cái) 經(jīng)節(jié)目 節(jié)目預(yù)告 娛樂節(jié)目 三維圖文系統(tǒng)從邏輯上可以分為三部分 即制作 渲染和播控三大 塊 如下圖所示 三維渲染引擎 Render Engine 三維圖文數(shù)據(jù) Scene Data 三維圖文制作 Designer 渲染圖形 輸出 文本 紋理 材質(zhì) 圖像 影音 字體流媒體 光照 視角 動畫 變形 特效 數(shù)據(jù) 三維圖文播控Player 渲染圖形 輸出 保存 Save 輸出 Output 輸出 Output 載 入 Load 控制 Command 視頻卡信號輸出 Video Signal 幾何體 模型 三維圖文制作 這是圖文用戶直接操作的部分 用戶將各種圖文素 材如文本 紋理 材質(zhì) 圖像 聲音 視頻 字體 光照 視角 實(shí)時視頻流 幾何體 模型等有機(jī)地組織成一個圖文數(shù)據(jù)文件 并 在其中增加各種動畫 變形 特效 然后保存成一個場景數(shù)據(jù) 并 根據(jù)三維渲染引擎渲染輸出的圖形效果進(jìn)行調(diào)整 直到達(dá)到用戶希 望的效果 三維渲染引擎 這是圖文系統(tǒng)的發(fā)動機(jī) 它載入三維圖文制作的場 景數(shù)據(jù) 實(shí)時高效地渲染將場景數(shù)據(jù)渲染成圖像輸出 三維圖文播控 主要用于多個圖文數(shù)據(jù)文件的組織和播放順序控制 動畫 動作 事件控制 使圖文按照用戶希望的順序進(jìn)行渲染和輸 出 三維圖文包裝的硬件 軟件系統(tǒng)工作原理圖如下所示 從廣電行業(yè)實(shí)際應(yīng)用來看 當(dāng)前拼接墻的主要作用是為節(jié)目錄制提 供大背景 例如 央視春晚的歌舞節(jié)目的背景畫面墻 新聞節(jié)目 訪談節(jié)目的背景墻 雖然目前可以通過播放事先制作 錄制好的高 清視頻作為背景墻圖像實(shí)現(xiàn)舞臺等特效 但是這種使用視頻的背景 有以下缺點(diǎn) 只能應(yīng)用在對控制功能要求比較簡單的環(huán)境下 1 播放的視頻不具備交互性 視頻是一個連續(xù)的圖像幀序列 不 能與人進(jìn)行交互 2 播放的視頻無法展現(xiàn)實(shí)時的信息 由于高清的視頻背景都是事 先錄制好的 無法進(jìn)行實(shí)時連線 實(shí)時動態(tài)數(shù)據(jù)顯示這樣的高 級功能 由于這些缺點(diǎn)的存在 使用實(shí)時三維渲染的拼接墻背景方案將會提 供潛在的解決方案 目前市場上已經(jīng)有了一些針對拼接墻背景渲染 的解決方案 如下圖所示 五 市場調(diào)研情況 根據(jù)開發(fā)三維圖文包裝系統(tǒng)的需求 前期主要對當(dāng)前國內(nèi)市場上的 情況做了調(diào)研 結(jié)果如下 廠商圖文系統(tǒng)報價 套提供引擎二次開發(fā) Vizrt 挪威 OEM 價格 50 000 每年 100 套起 不提供引擎二次開發(fā) 提供指令可開發(fā)播控 軟件 Orad 以色列 硬件 17 500 制作軟件 40 000 播控軟件 30 000 至 60 000 之間 不提供引擎二次開發(fā) 提供指令可開發(fā)播控 軟件 大洋60 萬人民幣 高標(biāo)清 不提供二次開發(fā) 新奧特30 萬人民幣 標(biāo)清通道 40 萬人民幣 高清通道 不提供二次開發(fā) 艾迪普50 萬人民幣 標(biāo)清 65 萬人民幣 高清 不提供二次開發(fā) 注 國內(nèi)廠商的實(shí)際成交價為報價的 60 左右 從以上情況來看 這些當(dāng)前市場上圖文包裝產(chǎn)品的主流廠商 其技 術(shù)核心就是其三維渲染引擎 因此都不對外提供三維渲染引擎的二 次開發(fā)接口 用戶只能在其提供的指令基礎(chǔ)上開發(fā)播控軟件 也無 法定制自己的 GUI 界面 也無法修改引擎的功能 我們還在市場上篩選了其它兩家提供三維渲染引擎的公司 eStudio 圖文引擎