实时云渲染技术与产业发展研究报告（2023年)

（2023年） 中国信息通信研究院泰尔终端实验室电信终端产业协会云协同创新工作委员会2023年12月 版权声明 本报告版权属于中国信息通信研究院、电信终端产业协会，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的，应注明“来源：中国信息通信研究院、电信终端产业协会”。违反上述声明者，编者将追究其相关法律责任。 前言 当前，国际形势错综复杂，百年变局加速演进，全球主要经济体争先抢占新一轮科技发展增长制高点。在信息技术快速迭代及新兴应用市场需求演变升级的双轮驱动下，全球数字化建设加速推进，虚拟化、沉浸感、强交互等新方向成为行业发展焦点，实时云渲染作为以云计算为基础的新型渲染方式应运而生、蓬勃发展。实时云渲染能够提高数字内容创作效率，提升数字内容呈现质量，推动数字产业完善升级，促进数实融合深度发展，全面赋能数字产业转型，将持续为数字中国建设和数字经济发展提供多方面助力。 本报告从数字化建设、顶层战略规划、新兴信息技术变革、应用场景融合拓展等四个层面分析了实时云渲染产业发展的背景，提出实时云渲染的概念及定义。首次明确了实时云渲染“四纵一体”的技术体系结构，并对低时延高带宽网络、高性能存储、分布式渲染等多项关键技术进行了重点剖析。通过行业头部企业调研、数据分析和案例梳理，并结合相关领域专家学者建议，对实时云渲染产业发展现状和未来发展趋势进行了深入研究和分析预测，希望通过本报告可以帮助实时云渲染行业相关参与者深度了解和认识整个行业的发展脉络，共同推进行业的长足发展。 目录 一、发展背景........................................................1 （一）数字化建设驱动实时云渲染产业应运而生..........................1（二）顶层战略规划为实时云渲染发展提供政策引领......................2（三）新兴信息技术变革升级为实时云渲染发展夯实产业根基..............3（四）应用场景融合拓展助推实时云渲染产业规模化升级..................6 （一）需求牵引和技术演进双轮驱动，计算机渲染跨入实时云渲染时代......7（二）实时云渲染：以云计算为基础的新型渲染方式.....................11 三、关键技术剖析...................................................17 （一）技术体系：呈现“四纵一体”结构特征...........................18（二）低时延高带宽网络：构筑网络基础设施底座.......................19（三）云存储：满足海量多类型数据存储和管理需求.....................20（四）边缘计算：丰富实时性、强交互性应用场景.......................22（五）虚拟化：提高资源利用率和系统灵活性...........................23（六）异构算力池化：实现计算资源按需分配和灵活扩展.................26（七）实时数据传输：全方位提升用户使用体验.........................27（八）音视频编解码：保障高质量音视频网络传输.......................29（九）分布式渲染：助力渲染效果量质齐升.............................34四、产业生态及市场前景.............................................37（一）产业形态逐步明晰，链条合作协同升级...........................37（二）产业市场初见规模，应用领域多向开拓...........................39（三）综合能力象限评估，多家主体崭露头角...........................41五、发展趋势.......................................................45（一）云渲染服务从谋求单点技术的“极致”，向多元化、专业化、场景化综合生态发展.........................................................45（二）元宇宙、数字孪生、AIGC等前沿应用为实时云渲染产业发展提供强大驱动力.............................................................48（三）人工智能技术推动实时云渲染更加智能化、自动化、高效化.........50 六、行业应用与典型案例.............................................53（一）教育行业.....................................................53（二）工业行业.....................................................54（三）医疗行业.....................................................56（四）文旅行业.....................................................59（五）金融行业.....................................................63（六）游戏行业.....................................................65（七）影视行业.....................................................75 图目录 图1计算机渲染发展历程.............................................7图2实时云渲染运行过程............................................12图3实时云渲染技术体系（2023）....................................18图4边缘计算结构图................................................22图5边缘计算应用场景对网络延迟要求................................23图6实时云渲染产业全景架构图（2023）..............................37图7全球实时云渲染产业规模及增长预测..............................39图8实时云渲染领导力象限图（IaaS层）..............................43图9实时云渲染领导力象限图（PaaS层） .............................44图10实时云渲染领导力象限图（应用层）.............................45图11国开在线官方网站展示庭宇木鹰云教育...........................54图12火山引擎VR医疗教育培训技术方案框架图.......................57图13数字人工具平台架构图.........................................60图14元境解决方案.................................................63图15蔚领云游戏服务平台...........................................67图16元境解决方案.................................................69图17分布式实时云渲染流程.........................................71图18车载云游戏方案...............................................72图19达龙云解决方案...............................................74图20星际广场画面.................................................76 表目录 表1不同分布式渲染对比表..........................................35表2实时云渲染领导力象限评估指标体系 ..............................42 一、发展背景 （一）数字化建设驱动实时云渲染产业应运而生 当前，国际形势错综复杂，百年变局加速演进，全球主要经济体争先抢占新一轮科技发展增长制高点。数字经济作为继农业经济、工业经济之后的主要经济形态，以数据资源为关键要素，以现代信息网络为主要载体，以信息通信技术融合应用、全要素数字化转型为主要推动力，在加快经济社会转型的变革中发挥了关键作用，并逐步上升为各国重要战略指引。党和国家高度重视数字经济发展，党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央高度重视发展数字经济，不断加强顶层战略布局规划，持续完善数字化建设协调机制，在习近平新时代中国特色社会主义思想特别是习近平总书记关于网络强国的重要思想的指导下，我国数字经济顶层战略规划体系渐趋完备。2023年2月，中共中央、国务院印发《数字中国建设整体布局规划》，《规划》明确，全面提升数字中国建设的整体性、系统性、协同性，促进数字经济和实体经济深度融合，以数字化驱动生产生活和治理方式变革，为以中国式现代化全面推进中华民族伟大复兴注入强大动力。数字经济已经成为推动中国经济增长、加快数字化建设的主引擎，引领传统产业转型升级，助力消费需求加速释放，促进经济形态重构变革。 在数字化转型的驱动下，数实融合深入推进，人类消费需求不断升级加深，实时云渲染产业应运而生。当前，虚拟化、沉浸感、强交互等新方向成为行业发展焦点，元宇宙、数字娱乐、数字文旅、 数字孪生等实时性交互应用进入发展窗口期，数字化建设驱动实时云渲染产业蓬勃向上，催化实时云渲染技术快速发展。实时云渲染能够充分发挥云端海量计算资源及高速网络传输的优势，提高数字内容创作效率，降低数字内容创作成本，提升数字内容呈现质量，升级用户使用体验，推动数字产业完善升级，已经成为数字化时代推进中国式现代化的重要引擎，并持续为数字中国建设和数字经济发展提供多方面助力。 （二）顶层战略规划为实时云渲染发展提供政策引领 国家和各地区相继出台系列政策推动数字化建设，为实时云渲染产业提供了强有力的政策支撑及广阔的发展环境。2022年4月，国务院发布《关于进一步释放消费潜力促进消费持续恢复的意见》，提出推进“第五代移动通信（5G）、物联网、云计算、人工智能、区块链、大数据等领域标准研制，加快超高清视频、互动视频、沉浸式视频、云游戏、虚拟现实、增强现实、可穿戴等技术标准预研，加强与相关应用标准的衔接配套”。2022年10月，工业和信息化部、教育部、文旅部、国家广播电视总局、国家体育总局联合发布《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划（2022-2026年）》，明确将“渲染处理”作为关键技术融合创新工程重点推进，提出“重点推进渲染优化技术，研发混合云渲染、基于眼球追踪的注视点渲染、人工智能渲染等新兴技术，推动虚拟现实渲染处理向软硬耦合、质量效率兼顾的精细化方向发展”以及“开发三维场景编辑器、高性能拼接缝合、高精度云端实时渲染处理、虚拟现实视频融合制播、沉浸 式音频编辑制作等关键内容生产软件”。2023年9月，工业和信息化部办公厅、教育部办公厅、文化和旅游部办公厅、国务院国资委办公厅、广电总