近日，设云科技攻克三维 CAD 核心技术-3D 渲染引擎的一项技术成果被计算机图形学顶会 SIGGRAPH 2023 接收，并将发表于计算机图形学顶级期刊《ACM Transactions on Graphics》。该项突破性研发成果将推动并引领 3D CAD 行业的前沿技术发展，团队成员也将于今年 8 月在洛杉矶举办的 SIGGRAPH 50 周年大会上亲述报告。设云科技也是首家能在 SIGGRAPH 会议以第一作者发表 3D CAD 前沿技术的中国工业软件企业，在 CAD&CG 领域的研究跻身国内企业最高水平之列。
ACM SIGGRAPH 是迄今为止世界上影响最广、规模最大，也是最权威的集科学、技术、艺术、商业于一身的计算机图形学技术展示和学术会议。计算机图形学领域大多数划时代的科学技术都是在 SIGGRAPH 上发表，每年绝大部分图形图像的软硬件厂商都会将最新研发成果在 SIGGRAPH 上进行发布。
图 1. SIGGRAPH 计算机图形学年度顶级盛会（图片来自互联网）
从 2021 年开始，设云科技就与中国科学技术大学刘利刚教授领衔的安徽省图形计算与感知交互重点实验室开展了深入合作。本次被 SIGGRAPH 接收的论文《ETER: Elastic Tessellation for Real-Time Pixel-Accurate Rendering of Large-Scale NURBS Models》（大规模 CAD 模型的实时自适应演算离散与渲染），便是双方合作落地的首个重要研究成果。双方也对未来更多合作成果的落地充满信心。
图 2. 论文提出的创新技术框架
大规模 CAD 模型（NURBS 曲面）的高质量实时渲染一直是困扰三维 CAD 工业界和学术界多年的痛点问题。目前工业界都是采用将曲面预采样生成轻量化 LOD 三角网格的方案，但是该方案往往需要生成大量三角网格（数十亿甚至更多），导致精度有限、存储浪费、渲染卡顿等问题，严重影响 CAD 用户的设计效率。
设云科技本次亮相 SIGGRAPH 的论文提出了全新的基于现代 GPU 的 NURBS 曲面实时自适应演算离散及渲染框架——ETER（图 2），有效地解决了上述问题（无预计算和存储浪费、可达无限精度、实时渲染）。试验结果表明，ETER 能够在单张桌面 RTX3090Ti GPU 上实时将 370 万个有理 Bézier 曲面离散成多达 2.5 亿个三角面片并进行实时渲染，且达到像素精度。
该项开创性的技术可以直接集成到现有的三维 CAD 软件系统中，在模具、汽车、飞机、船舶等大规模 NURBS CAD 模型广泛应用的行业，将显著提升 CAD 设计师查看和设计的效率与品质。鉴于其在性能、渲染质量、存储成本和可扩展性上的巨大优势，该工作还有望取代现有预采样轻量化 LOD 方案，成为未来三维 CAD 软件的主流渲染引擎方案。
图 3. 基于 ETER 框架的整车 CAD 模型实时渲染
此外，值得一提的是近眼显示（AR/VR/MR 设备）的最终普及需要实现人眼分辨率级别的双目高刷新率实时渲染。近日，苹果公司于 2023 年 6 月发布了搭载双 4K 分辨率和 90Hz 刷新率屏幕的 MR 设备 Vision Pro（图 4）。而能够保证像素精度的实时渲染方案正是支撑高质量近眼显示内容呈现的核心技术。设云科技该项研发成果十分具有前瞻性，能够满足未来在工业级可视化与交互场景下的近眼显示对渲染质量和性能的严苛要求。
图 4. 苹果公司于 2023 年 6 月发布的 MR 设备 Vision Pro（图片来自互联网）
因此，该项工作的发表预计将对 3D CAD 工业界和学术界产生重大积极影响。设云科技将在其深耕的研发设计工业软件行业不断高筑技术壁垒，努力攻坚「卡脖子」难题和实现国产替代；在全球范围内打造 CAX 行业的中国硬核科技品牌。
