三维渲染引擎技术和市场调研报告

三维渲染引擎技术与市场调研报告广东威创视讯科技股份有限公司研发中心研究院二零一二年二月1目录第一章三维渲染引擎和三维相关产业基本概述.........................................................................3第一节三维渲染引擎介绍................................3第二节三维渲染引擎应用................................4第三节三维渲染引擎发展................................4二、三维市场发展环境分析...........................................................................................................6第一节宏观分析........................................6第二节行业政策分析....................................8第三节社会和产业环境分析..............................8三、三维渲染引擎应用技术分析.................................................................................................10（一）广播电视行业案例................................10（二）数据可视化案例..................................14（三）核心技术........................................27（四）图文包装系统....................................30（五）市场调研情况....................................34（六）ESTUDIO引擎技术评估报告..........................37（七）UNIGINE引擎技术评估报告..........................37四、市场分析................................................................................................................................37五、环境分析................................................................................................................................37（一）外部一般环境（PEST）分析........................37（二）项目的内部SWOT分析............................37（三）市场发展策略....................................38六、风险与对策............................................................................................................................382（一）市场风险........................................38（二）创新风险........................................38（三）管理风险........................................38（四）技术风险........................................383第一章三维渲染引擎和三维相关产业基本概述第一节三维渲染引擎介绍随着计算机软、硬件突飞猛进的发展，计算机图形学在各个行业的应用也得到迅速普及和深入。目前，计算机图形学己进入三维时代，三维图形在人们周围无所不在。科学计算可视化、计算机动画和虚拟现实已经成为近年来计算机图形学的三大主要应用，而这三大主要应用的技术核心均为三维图形。由于三维图形涉及到许多算法和专业知识，要快速的开发三维应用程序是有一定困难的。当前在计算机上编写三维图形应用一般使用底层的OpenGL或DirectX接口，虽然OpenGL或DirectX在三维真实感图形制作中具有许多优秀的性能，但是在系统开发中直接调用这些底层接口，仍存在一些缺点：1、都是非面向对象的，设计场景和操作场景中的对象比较困难。2、主要使用基层图元，在显示比较复杂的场景时编写程序相对困难。3、没有与建模工具很好的结合。4、缺乏对一些十分重要的关键技术如LOD(LevelofDetail)、动态裁剪等的支持。基于以上情况，应用程序开发人员非常需要一个封装了硬件操作4和图形算法、简单易用、功能丰富的可扩展三维图形开发环境，这个环境被称作三维图形渲染引擎。引擎，是借用机器工业的术语，以表明其在整个系统中的核心地位。三维引擎需要解决场景构造、对象处理、场景渲染、事件处理、碰撞检测等一系列应用层问题。第二节三维渲染引擎应用三维渲染引擎的应用主要有：3D游戏开发广播电视图文包装，虚拟演播室影视动画制作，特效特技制造零部件，系统建模建筑建模可视化数据可视化，医疗卫生，监测监控，气象，石油，水利电力展馆展会，数字城市，虚拟场馆仿真虚拟现实第三节三维渲染引擎发展三维渲染引擎是三维应用的核心，国内许多企业和科研单位都对三维渲染引擎进行了研发投入，并作为自身的核心技术。5在广播电视行业，电视图文产品最重要的技术发展趋势就是基于图形图像处理的二维平面制作技术和实时三维渲染技术的有效融合和发展。比如，目前图文、字幕系统和虚拟演播室系统的底层技术正在逐步融合，上层应用也在逐步融合，三维图文实时处理正逐步成为市场的主流，三维渲染技术创造的丰富逼真的动态三维效果已经成为新一代图文系统的核心和亮点。而这些应用的关键技术就是三维渲染引擎，它是图形图像处理的核心和基础，能够为三维虚拟场景、三维图文应用提供强劲的实时渲染动力，可以充分发挥高端图形加速卡GPU可编程渲染管线特性，渲染能力可以得到质的提升和飞跃。根据对市场的细致考察和分析，自2005年起，新奥特视频公司意识到有必要利用GPU高级编程语言开发自己的三维渲染引擎，以便使产品能够紧跟目前GPU图形加速卡的发展，为图形、图像的渲染提供全面的加速，更加满足图形渲染质量以及用户的审美要求。需求就是动力，在明确了产品规划目标后，经过两年多的艰苦努力，新奥特成功的完成并且推出了完全自主知识产权的Mariana三维渲染引擎，并在此基础上构建了系列高标清三维图文制播系统：Mariana.VS虚拟演播室系统和Mariana.5D在线图文包装系统，实现了新奥特在图文核心技术方面的突破。其他的广电厂商，如中科大洋和艾迪普也都拥有自身的三维渲染引擎，从而在渲染引擎的基础上不断改进和研发新的图文系统。6二、三维市场发展环境分析第一节宏观分析“十一五”时期，我国电子信息制造大国的地位进一步巩固，总体实力跃上新台阶，但产业发展的深层次问题和结构性矛盾仍然突出，主要表现为：关键核心技术受制于人，产业总体上仍处于价值链中低端，代工制造和加工贸易所占比重较高，研发投入强度与发达国家相比尚有差距，资源配置较为分散，产业政策环境亟待完善，内需带动机制尚未健全。这些问题和矛盾制约了我国电子信息制造业由大变强，需要在“十二五”时期着力解决。在十二五期间，国家电子信息产业“十二五”规划纲要提出的指导思想和发展思路为：深入贯彻落实科学发展观，以转型升级为主线，坚持创新引领、应用驱动、融合发展。突破重点领域核心关键技术，夯实产业发展基础，深化信息技术应用，推动军民结合，统筹内外需市场，优化产业布局，着力提升产业核心竞争力，持续引导产业向价值链高端延伸，推动产业由大变强，为加快工业转型升级及国民经济和社会信息化建设提供有力支撑。——以转型升级为主线。——以创新引领为根本动力。——以应用驱动为关键支撑。——以融合发展为重要途径。发展目标为：7结构目标：“十二五”期间，我国规模以上电子信息制造业销售收入年均增速保持在10%左右，2015年超过10万亿元；创新目标：百强企业研发投入占销售收入比重超过5%；信息技术领域发明专利申请累计总量达到130万件左右；主要任务与发展重点：计算机领域：把握移动互联网发展趋势，大力发展具备轻薄便携、低功耗、触控、高清与三维（3D）显示等特点的笔记本计算机、平板计算机等移动智能终端，以及大屏幕、触摸型一体式等新型计算机；积极开展工业控制计算机软硬件基础平台和安全性、可靠性技术等研究，提升我国工控产品及系统竞争力，在过程控制、安全生产、节能降耗、环境监控、智能交通、智能建筑、智能电网等领域推动工控产品及系统的应用。数字视听领域：加快推动3D技术的研发及应用，提升核心技术掌控能力。加快发展3D电视、互联网电视、智能电视等新型产品，不断提升产品附加值。支持智能化、网络化视频监控设备及应用系统的研发与应用；支持数字电视演播室设备、发射设备、传输设备、接收设备发展，鼓励发展高密度激光视盘机、数字音响系统、数字电影设备，推动视听产业向数字化、网络化、智能化和节能环保方向发展。新型显示器件领域：8积极研发触摸屏、三维显示等新技术新产品，促进其产业化。重点高清晰度技术（三维、动态清晰度、超高清晰度）以及超薄技术，提高PDP产品性能。开展三维显示新技术研发和产业化。第二节行业政策分析国家为保障信息产业十二五规划顺利实现，制定了相关的政策和法规。健全产业政策法规体系，完善产业发展环境。贯彻落实《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》（国发[2010]32号），围绕新一代信息技术产业重点领域，制定相关配套政策措施。提高财政资金使用效率，增强产业创新能力。加大技术改造专项资金投入，对核心关键领域重大项目给予重点支持。引导产业有序转移，促进区域协调发展。推动企业兼并重组，优化产业组织结构。实施知识产权战略和标准战略，提升产业竞争优势。加强创新人才引进和培养，加快专业人才队伍建设。第三节社会和产业环境分析随着人们生活水平和收入水平的不断提高，3D技术和3D体验越来越走近普通大众生活。3D电影成为2011年电影市场中的主流，在观众口碑和票房上均取得了不错的成绩。3D立体影像产业联盟成立，为了推动3D立体影像产业，在中国9电子视像行业协会下设立中国立体视像产业联盟（China3DIndustryAssociation），推动中国大陆3D立体影像产业发展之相关事务；为3D立体影像产业链相关技术、产品、系统、解决方案、营运与服务开发研究，促进应用、标准化、产业化等工作之非营利性联盟，目前联盟家数有50多家。为了发展中国3D立体影像产业，积极的主办各项国际展览与会议，2011年将进入第六届中国国际3D立体视像论坛暨展览会；也跟中国台湾地区3DIDA协会做密切的交流。3D电视频道试播，2012年元旦，由国家广电总局牵头，中央电视台、北京电视台、上海广播电视台、天津广播电视台、江苏广播电视总台和深圳广播电视集团等6家电视播出机构联合开办的国内首个3D电视频道开始试播。新奥特的3D图文产品参与了以上6家电视台的3D图文制作和播出。液晶显示器继续是3D电视市场中的主导技术，2011年占3D电视销量的83%。而等离子技术所占份额则小得多。但是，3D在等离子电视中的占有率较高，等离子电视厂商希望这种热门技术能够帮助减缓等离子市场的下滑速度。3D电视占全球平板电视市场的份额将在未来几年继续上升，2011年份额将从去年的2%跳增至11%，2012年将达到22%。到2015年，3D电视将