超真实、大场景、高性能Web3D客户端升级上新

  曾几何时，用户在选择三维客户端时，一度“以胖为美”。以桌面GIS、组件式GIS SDK为代表的胖客户端，可视化能力强、效果佳，但存在两个缺点：一是更新维护复杂，当三维客户端升级时，需要在每个客户端上重新安装部署；二是不便跟业务系统结合，这是由于业务系统通常是基于Web开发的。

  与之相对应的是瘦客户端，主要指Web3D客户端，其优点是：更新维护简单，不要安设任何插件和应用程序，服务器更新后客户端将自动更新，并能方便地与Web业务系统结合，但其缺点是可视化效果不足。

  因此，胖客户端适合可视化展示和数据处理，而瘦客户端适合构建业务管理系统。为了更好地兼顾用户对业务管理和可视化效果的需求，超图在2016年就把Web3D引擎作为主攻方向，并在此后一直在升级有关技术和产品。

  为实现三维场景的高保真渲染，三维WebGL客户端支持了基于物理的渲染（PBR）材质、屏幕空间反射、景深等多种特效，提供了强大的粒子系统，能模拟雨天、雪天效果。

  今年，三维WebGL客户端2023在此基础上逐步优化，提供了更接近游戏引擎的可视化效果（图1、2）。

  图1 基于PBR材质、环境光贴图、天空盒构建逼真的三维城市场景，通过景深实现背景模糊表达

  1. 支持更具真实感的PBR材质，提升整体可视化效果，使得场景更线. 优化环境光贴图，新增支持加载HDR（高动态范围）格式和KTX格式的环境光贴图，通过优化后的环境光贴图，可以使玻璃幕墙在视角变化时反射周围的线. 优化反走样效果，明显降低模型的锯齿感，提升了数据的显示效果，可逐步提升大屏可视化效果；

  5.优化水面效果，支持水面倒影和反射，可用于模拟静态水面、动态水面、河流、洪水等（图3）。

  面对体量愈发庞大的多源异构三维数据，三维WebGL客户端提供了强大的海量数据承载力，支持城市级数据的快速加载和流畅显示。今年，为进一步满足实际项目中大数据量加载显示的业务需求，三维WebGL客户端2023提供了更好的海量数据加载体验，主要包括：

  通过优化空间索引加载模式和模型可见性判断算法，以及完善数据调度机制，提升了TB级倾斜摄影三维模型的全幅加载和局部加载性能。经测试，针对同一份TB级倾斜摄影三维模型，三维WebGL客户端2023较上一版本，全幅加载性能提升了1倍以上，局部加载性能提升了30%，全方位地提升了使用者真实的体验（图4）。

  图4 三维WebGL客户端2022和2023加载同一份倾斜摄影三维模型性能对比

  通过在数据层面改进对象过滤算法，在调度层面优化数据调度机制和包围盒可见性判断算法，提升了百万级BIM构件的加载性能。经测试，针对同一份具有百万BIM构件的数据，三维WebGL客户端2023较上一版本，整体加载性能提升了30%。

  如图5所示，随着相机移动，视野范围内的建筑类、机电类和管线类BIM数据可以流畅显示，还能够最终靠控制图层显隐，方便地查看各类数据随相机移动的加载情况。

  为支撑自然资源立体一张图、数字孪生城市、数字孪生水利等业务的应用需求，三维WebGL客户端提供了距离量算、布尔运算、三维空间查询、天际线分析、地质体剖面分析等丰富的GIS分析和查询功能。今年，三维WebGL客户端2023新增支持MVT文字沿线标注功能，优化了大规模MVT文字的清晰度以及加载性能（图6）；还新增支持动态切换显示不同历史时期的倾斜摄影三维模型（图7），为城市数据的动态更新提供技术支撑。

  图6 三维WebGL客户端2023支持MVT文字沿线标注，提升文字加载性能

  图7 三维WebGL客户端2023新增支持动态切换显示不同历史时期的倾斜摄影三维模型

  随着Web3D引擎在智慧园区、智慧城市、自然资源立体一张图等业务的深入应用，用户对其可视化效果和渲染性能提出了更高的要求。并且，WebGPU技术的推出，使得在Web端能更充分的利用GPU硬件，提供更强大的运算和渲染能力。在市场需求和Web技术的双重驱动下，超图全新推出了三维WebGPU客户端——SuperMap iClient3D for WebGPU(Beta)，提供更高真实感的三维场景表现力和更强大的海量数据承载力，可以更加好兼顾可视化效果和业务管理需求，其基本功能包括：