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) 三維渲染引擎應用三維渲染引擎應用 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 三維渲染引擎應用技術(shù)分析三 三維渲染引擎應用技術(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 項目的內(nèi)部項目的內(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 風險與對策六 風險與對策 38 一 市場風險 一 市場風險 3838 二 創(chuàng)新風險 二 創(chuàng)新風險 3838 三 管理風險 三 管理風險 3838 四 技術(shù)風險 四 技術(shù)風險 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 隨著計算機軟 硬件突飛猛進的發(fā)展 計算機圖形學在各個行業(yè) 的應用也得到迅速普及和深入 目前 計算機圖形學己進入三維時 代 三維圖形在人們周圍無所不在 科學計算可視化 計算機動畫 和虛擬現(xiàn)實已經(jīng)成為近年來計算機圖形學的三大主要應用 而這三 大主要應用的技術(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 用程序是有一定困難的 當前在計算機上編寫三維圖形應用一般使 用底層的 OpenGL 或 DirectX 接口 雖然 OpenGL 或 DirectX 在三維 真實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 1 都是非面向?qū)ο蟮?設計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用層問題 第二節(jié) 三維渲染引擎應用 三維渲染引擎的應用主要有 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 建筑建模可視化 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 第三節(jié) 三維渲染引擎發(fā)展 三維渲染引擎是三維應用的核心 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 上層應用也在逐步融合 三維圖文實時處理正逐步 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 而這些應用的關(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 能夠為三維虛擬 場景 三維圖文應用提供強勁的實時渲染動力 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 并在此基礎上構(gòu)建了系列高標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 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 礎上不斷改進和研發(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一步鞏固 總 體實力躍上新臺階 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)投入強度與發(fā) 達國家相比尚有差距 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 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 導思想和發(fā)展思路為 深入貫徹落實科學發(fā)展觀 以轉(zhuǎn)型升級為主 線 堅持創(chuàng)新引領 應用驅(qū)動 融合發(fā)展 突破重點領域核心關(guān)鍵 技術(shù) 夯實產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎 深化信息技術(shù)應用 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 導產(chǎn)業(yè)向價值鏈高端延伸 推動產(chǎn)業(yè)由大變強 為加快工業(yè)轉(zhuǎn)型升 級及國民經(jīng)濟和社會信息化建設提供有力支撐 以轉(zhuǎn)型升級為主線 以創(chuàng)新引領為根本動力 以應用驅(qū)動為關(guān)鍵支撐 以融合發(fā)展為重要途徑 發(fā)展目標為 結(jié)構(gòu)目標 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 百強企業(yè)研發(fā)投入占銷售收入比重超過 5 信息技 術(shù)領域發(fā)明專利申請累計總量達到 130 萬件左右 主要任務與發(fā)展重點 計算機領域 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 顯示等特點的筆記本計算機 平板計算機等 移動智能終端 以及大屏幕 觸摸型一體式等新型計算機 積極開展工業(yè)控制計算機軟硬件基礎平臺和安全性 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)等領域推動 工控產(chǎn)品及系統(tǒng)的應用 數(shù)字視聽領域 加快推動 3D 技術(shù)的研發(fā)及應用 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)絡化視頻監(jiān)控設備及應用系統(tǒng)的研發(fā)與應用 支持數(shù)字電視演播室設備 發(fā)射設備 傳輸設備 接收設備發(fā)展 鼓勵發(fā)展高密度激光視盤機 數(shù)字音響系統(tǒng) 數(shù)字電影設備 推動 視聽產(chǎn)業(yè)向數(shù)字化 網(wǎng)絡化 智能化和節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展 新型顯示器件領域 積極研發(fā)觸摸屏 三維顯示等新技術(shù)新產(chǎn)品 促進其產(chǎn)業(yè)化 重點高清晰度技術(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 國務院 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)重點領域 制定相關(guān)配套政策措施 提高財政資金使用效率 增強產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力 加大技術(shù)改造專項 資金投入 對核心關(guān)鍵領域重大項目給予重點支持 引導產(chǎn)業(yè)有序轉(zhuǎn)移 促進區(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) 實施知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略和標準戰(zhàn)略 提升產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu) 勢 加強創(chuàng)新人才引進和培養(yǎng) 加快專業(yè)人才隊伍建設 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 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 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 營運與服務開發(fā)研究 促進應用 標準化 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) 積極的主辦各項國際展覽與會議 2011 年將進入第六屆中國國際 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等 6 家電視播出機構(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 290 萬臺 45 46 英寸為 270 萬臺 三 三維渲染引擎應用技術(shù)分析三 三維渲染引擎應用技術(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) 實時數(shù)據(jù)顯示 統(tǒng)計三維圖文 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 主要從事地效飛機的研發(fā)和銷售 地效飛 機是一種兼有大型海洋運輸船只和航空母艦特點的水上運輸工具 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)實立方虛擬現(xiàn)實立方 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)實解決方案 CLARTE 主要從事三個領域方面的研究 計算機圖形學 人機交互和 多處理器實時計算 CLARTE 采用了 Barco 的 I Space 沉浸式虛擬現(xiàn) 實 cube 作為其研究的可視化解決方案 上海海事大學立體上海海事大學立體 360360 船舶訓練中心 船舶訓練中心 上海海事大學是中國最著名 的海事大學之一 為了更好地推動海洋建模和模擬方面的研究 上 海海事大學采用巴可的可視化方案建立了海事訓練中心 馬來西亞殼牌石油虛擬現(xiàn)實中心馬來西亞殼牌石油虛擬現(xiàn)實中心 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 實現(xiàn)在 線圖文顯示 美國美國 ToledoToledo 大學醫(yī)學院虛擬現(xiàn)實中心大學醫(yī)學院虛擬現(xiàn)實中心 美國 Toledo 大學醫(yī)學院采 用巴可 I Space 和 CADWall 作為虛擬沉浸式虛擬現(xiàn)實中心的可視化 解決方案來培養(yǎng)醫(yī)師和護理人員 巴西科學計算和可視化實驗室巴西科學計算和可視化實驗室 Alagoas Federal 大學是巴西東北 部地區(qū)主要的研究中心 為了更好地解決工程問題 Alagoas Federal 大學建立了科學計算和可視化實驗室對工程問題和物理問 題進行數(shù)值仿真和可視化研究 經(jīng)過研究和比較 Alagoas Federal 大學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 周年的慶祝活動之一 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 飛機高級仿真訓練中心飛機高級仿真訓練中心 意大利芬梅卡尼 卡集團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 高級仿真訓練中心的可視化仿真方案 德國德國 PotsdamPotsdam 大學大學 3D3D 實驗室實驗室 德國 Potsdam 大學在聯(lián)邦政府的財 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) 進行地理信息方面的科學研究 美國空軍空中加油模擬訓練中心美國空軍空中加油模擬訓練中心 CymSTAR 是一家在軍事工程方面 提供領先解決方案的公司 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)中最先進的仿 真中心 法國法國 EDFEDF 引導能源變化趨勢 是法國 EDF 集團的箴言 法國 EDF 集團在歐洲能源市場具有舉足輕重的作用 為達到這一目標 EDF 在研發(fā)方面投入了巨大的資源 與工業(yè)集團 實驗室和科研團隊緊 密合作 EDF 研發(fā)部門證明高性能的可視化仿真會給科學研究生產(chǎn) 產(chǎn)生巨大的推動作用 法國 Clamart 的 EDF 實驗室 采用巴可的 MegaCADWall 可視化墻 使其所有的研究數(shù)據(jù)都能實現(xiàn)可視化效果 巴西圣保羅大學可視化中心巴西圣保羅大學可視化中心 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的 Numerical Offshore Tank 可視化中心就是他們投資進行海洋石油 開發(fā)研究的實驗室 實驗室采用了巴可的可視化方案建立了 4D 可視 化系統(tǒng)進行仿真結(jié)果的顯示 法國法國 EssilorEssilor 國際集團沉浸式可視化中心國際集團沉浸式可視化中心 法國 ESSILOR 國際集團 是享譽世界的樹脂光學鏡片專業(yè)制造廠商 是世界上最大的光學產(chǎn) 品企業(yè)之一 在有機光學樹脂設計和生產(chǎn) 以及樹脂表面納米化技 術(shù)領域 居國際最領先地位 早在 1997 年 Essilor 的研發(fā)部門就 利用虛擬現(xiàn)實技術(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 幫助公司實現(xiàn) 更好地看世界 的產(chǎn)品理念 美國海軍潛艇訓練中心美國海軍潛艇訓練中心 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 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協(xié)作和交 互 英國英國 LairdsideLairdside 海事訓練中心海事訓練中心 英國 Lairdside 海事訓練中心采用 巴可的可視化方案搭建了全 360 度視場的可視化中心進行海員 船 員和港口操作的培訓平臺 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 覽和文化機構(gòu) 主要致力于現(xiàn)代科技在藝術(shù)和社會領域的應用探索 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 解決方案的領導者之一 他們采用巴可的三維可 視化方案為工業(yè)設計和產(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 連接其遍布歐洲的虛擬現(xiàn)實和可視化中心 實現(xiàn)所有 中心的數(shù)據(jù)信息共享 協(xié)作和可視化 德國氣象可視化計算中心德國氣象可視化計算中心 德國氣象可視化計算中心是歐洲最快的 超級計算機應用中心之一 采用巴可的可視化方案進行氣象數(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 意大利米蘭大學的可視化中心意大利米蘭大學的可視化中心 意大利米蘭大學采用巴可的可視化 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行海量數(shù)據(jù)的可視化和協(xié)作共享 中國長安大學中國長安大學 長安大學位于西安 中國汽車科學研究的重要單位 之一 采用了巴可的可視化方案建立三維汽車仿真系統(tǒng)進行汽車設 計 交通和路面仿真研究 意大利意大利 NapoliNapoli 大學虛擬現(xiàn)實中心大學虛擬現(xiàn)實中心 意大利 Napoli 大學虛擬現(xiàn)實中 心采用巴可可視化方案 進行工業(yè)設計等虛擬現(xiàn)實仿真應用研究 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)實基因族的層次結(jié)構(gòu) 基因表達數(shù)據(jù)的關(guān)系網(wǎng) 絡圖和蛋白質(zhì)之間的反應圖的三維立體顯示 上海同濟大學可視化中心上海同濟大學可視化中心 上海同濟大學是中國科學工程研究中心 之一 采用巴可的可視化解決方案為其城市規(guī)劃和景觀設計實驗室 提供可視化建模仿真方案 中國一汽汽車設計建模可視化中國一汽汽車設計建?？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計的可視化工具 荷蘭殼牌石油虛擬現(xiàn)實中心荷蘭殼牌石油虛擬現(xiàn)實中心 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)設計可視化 荷蘭國家航天實驗室荷蘭國家航天實驗室 采用巴可的可視化方案 可達到水平視場 135 度 垂直視場 40 度的可視化區(qū)域 三 核心技術(shù) 從以上的實際應用案例可以看到 廣電 數(shù)據(jù)可視化等各行業(yè)的應 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) 當前廣電行業(yè)實時三維渲染技術(shù)還主要應用于圖文包裝 各種虛擬 演播室 實景演播室等場合中 其基本原理都是利用實時三維渲染 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的 攝像機拍攝的畫面中 實現(xiàn)各種包裝效果 圖文包裝 也稱為圖文在線包裝 它是演播室實時生成的包裝合成 過程 包裝內(nèi)容包括標題字幕條 人名字幕條 視頻窗 滾動字幕 圖表 角標 欄目信息 節(jié)目預告等 在線包裝產(chǎn)品可以應用于各 種不同類型的電視節(jié)目制作 新聞節(jié)目 體育節(jié)目 天氣預報 財 經(jīng)節(jié)目 節(jié)目預告 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 實時視頻流 幾何體 模型等有機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行調(diào)整 直到達到用戶希 望的效果 三維渲染引擎 這是圖文系統(tǒng)的發(fā)動機 它載入三維圖文制作的場 景數(shù)據(jù) 實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)實際應用來看 當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現(xiàn)舞臺等特效 但是這種使用視頻的背景 有以下缺點 只能應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 能與人進行交互 2 播放的視頻無法展現(xiàn)實時的信息 由于高清的視頻背景都是事 先錄制好的 無法進行實時連線 實時動態(tài)數(shù)據(jù)顯示這樣的高 級功能 由于這些缺點的存在 使用實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 高標清 不提供二次開發(fā) 新奧特30 萬人民幣 標清通道 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 標清 65 萬人民幣 高清 不提供二次開發(fā) 注 國內(nèi)廠商的實際成交價為報價的 60 左右 從以上情況來看 這些當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