曾幾何時，用戶在選擇三維客戶端時，一度“以胖為美”。以桌面GIS、組件式GIS SDK為代表的胖客戶端，可視化能力強(qiáng)、效果佳，但存在兩個缺點：一是更新維護(hù)復(fù)雜，當(dāng)三維客戶端升級時，需要在每個客戶端上重新安裝部署；二是不便跟業(yè)務(wù)系統(tǒng)結(jié)合，這是由于業(yè)務(wù)系統(tǒng)通常是基于Web開發(fā)的。

與之相對應(yīng)的是瘦客戶端，主要指Web3D客戶端，其優(yōu)點是：更新維護(hù)簡單，不需要安裝任何插件和應(yīng)用程序，服務(wù)器更新后客戶端將自動更新，并能方便地與Web業(yè)務(wù)系統(tǒng)結(jié)合，但其缺點是可視化效果不足。因此，胖客戶端適合可視化展示和數(shù)據(jù)處理，而瘦客戶端適合構(gòu)建業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。

為了更好地兼顧用戶對業(yè)務(wù)管理和可視化效果的需求，超圖在2016年就把Web3D引擎作為主攻方向，并在此后不斷升級相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品。

為了滿足智慧園區(qū)、智慧城市、自然資源立體一張圖等業(yè)務(wù)對可視化效果和渲染性能提出的更高要求，超圖去年全新發(fā)布了自研架構(gòu)的三維WebGL客戶端SuperMap iClient3D for WebGL。今年，超圖進(jìn)一步升級了SuperMap iClient3D for WebGL 2023（以下簡稱“三維WebGL客戶端2023”）的各項能力，并且全新推出了SuperMap iClient3D for WebGPU(Beta)。

更高保真的場景渲染能力，提供更接近游戲引擎的可視化效果

為實現(xiàn)三維場景的高保真渲染，三維WebGL客戶端支持了基于物理的渲染（PBR）材質(zhì)、屏幕空間反射、景深等多種特效，提供了強(qiáng)大的粒子系統(tǒng)，能模擬雨天、雪天效果。

今年，三維WebGL客戶端2023在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，提供了更接近游戲引擎的可視化效果（圖1、2）。

1. 支持更具真實感的PBR材質(zhì)，提升整體可視化效果，使得場景更加真實美觀；

2. 優(yōu)化環(huán)境光貼圖，新增支持加載HDR（高動態(tài)范圍）格式和KTX格式的環(huán)境光貼圖，通過優(yōu)化后的環(huán)境光貼圖，可以使玻璃幕墻在視角變化時反射周圍的真實環(huán)境；

3. 優(yōu)化反走樣效果，明顯降低模型的鋸齒感，提升了數(shù)據(jù)的顯示效果，可進(jìn)一步提升大屏可視化效果；4. 優(yōu)化陰影效果，支持實時陰影，使得場景整體光影效果更加自然；5.優(yōu)化水面效果，支持水面倒影和反射，可用于模擬靜態(tài)水面、動態(tài)水面、河流、洪水等（圖3）。

更強(qiáng)大的海量數(shù)據(jù)承載力，支撐城市級大場景的流暢顯示

面對體量愈發(fā)龐大的多源異構(gòu)三維數(shù)據(jù)，三維WebGL客戶端提供了強(qiáng)大的海量數(shù)據(jù)承載力，支持城市級數(shù)據(jù)的快速加載和流暢顯示。

今年，為進(jìn)一步滿足實際項目中大數(shù)據(jù)量加載顯示的業(yè)務(wù)需求，三維WebGL客戶端2023提供了更好的海量數(shù)據(jù)加載體驗，主要包括：

• 提升TB級傾斜攝影三維模型加載性能

通過優(yōu)化空間索引加載模式和模型可見性判斷算法，以及完善數(shù)據(jù)調(diào)度機(jī)制，提升了TB級傾斜攝影三維模型的全幅加載和局部加載性能。經(jīng)測試，針對同一份TB級傾斜攝影三維模型，三維WebGL客戶端2023較上一版本，全幅加載性能提升了1倍以上，局部加載性能提升了30%，全方位地提升了用戶體驗（圖4）。

• 提升百萬級BIM構(gòu)件加載性能

通過在數(shù)據(jù)層面改進(jìn)對象過濾算法，在調(diào)度層面優(yōu)化數(shù)據(jù)調(diào)度機(jī)制和包圍盒可見性判斷算法，提升了百萬級BIM構(gòu)件的加載性能。經(jīng)測試，針對同一份具有百萬BIM構(gòu)件的數(shù)據(jù)，三維WebGL客戶端2023較上一版本，整體加載性能提升了30%。

如圖5所示，隨著相機(jī)移動，視野范圍內(nèi)的建筑類、機(jī)電類和管線類BIM數(shù)據(jù)可以流暢顯示，還可以通過控制圖層顯隱，方便地查看各類數(shù)據(jù)隨相機(jī)移動的加載情況。

• 提升城市級精細(xì)模型加載性能

三維WebGL客戶端2023通過全新的頂層重建技術(shù)以及完善的數(shù)據(jù)調(diào)度機(jī)制，提升了城市級精細(xì)模型加載性能。經(jīng)測試，針對同一份城市級精細(xì)模型，三維WebGL客戶端2023較上一版本，全幅加載性能提升了1倍以上。

更全面的GIS分析查詢功能，支撐更加深入的業(yè)務(wù)應(yīng)用

為支撐自然資源立體一張圖、數(shù)字孿生城市、數(shù)字孿生水利等業(yè)務(wù)的應(yīng)用需求，三維WebGL客戶端提供了距離量算、布爾運算、三維空間查詢、天際線分析、地質(zhì)體剖面分析等豐富的GIS分析和查詢功能。

今年，三維WebGL客戶端2023新增支持MVT文字沿線標(biāo)注功能，優(yōu)化了大規(guī)模MVT文字的清晰度和加載性能（圖6）；還新增支持動態(tài)切換顯示不同歷史時期的傾斜攝影三維模型（圖7），為城市數(shù)據(jù)的動態(tài)更新提供技術(shù)支撐。

新技術(shù)探索，全新發(fā)布基于WebGPU的客戶端產(chǎn)品(Beta)

隨著Web3D引擎在智慧園區(qū)、智慧城市、自然資源立體一張圖等業(yè)務(wù)的深入應(yīng)用，用戶對其可視化效果和渲染性能提出了更高的要求。并且，WebGPU技術(shù)的推出，使得在Web端能更充分利用GPU硬件，提供更強(qiáng)大的運算和渲染能力。

在市場需求和Web技術(shù)的雙重驅(qū)動下，超圖全新推出了三維WebGPU客戶端——SuperMap iClient3D for WebGPU(Beta)，提供更高真實感的三維場景表現(xiàn)力和更強(qiáng)大的海量數(shù)據(jù)承載力，能夠更好兼顧可視化效果和業(yè)務(wù)管理需求，其主要功能包括：

• 多源空間數(shù)據(jù)加載

三維WebGPU客戶端支持加載建筑白模、城市精細(xì)模型、傾斜攝影三維模型、BIM、點云、地形、影像等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，并且其百平方公里城市精細(xì)模型的渲染性能可優(yōu)于三維WebGL客戶端30%（圖8）。

• 三維GIS分析和查詢

  三維WebGPU客戶端支持視頻投放、地形修改，以及基于GPU的通視分析、可視域分析、天際線分析、三維空間查詢等十余種三維GIS分析和查詢功能（圖9）。

• 三維地理場景高保真渲染

三維WebGPU客戶端支持更具真實感的PBR材質(zhì)、實時陰影、水面效果、環(huán)境光貼圖、天空盒、卷簾、透明排序等效果，可支撐三維地理場景的高保真渲染（圖10）。

此外，SuperMap GIS 2023從底層同時支持WebGL和WebGPU兩種渲染框架，可一鍵實現(xiàn)三維WebGL客戶端與三維WebGPU客戶端的切換，降低用戶遷移成本。

今年，為支撐用戶更高效地建設(shè)三維WebGIS應(yīng)用系統(tǒng)，SuperMap iClient3D for WebGL 2023提供了更高保真的三維場景渲染能力、更強(qiáng)大的海量數(shù)據(jù)承載力和更全面的GIS分析查詢功能，全新推出的SuperMap iClient3D for WebGPU(Beta)也提供了更高性能的數(shù)據(jù)渲染能力。

下載地址：

http://support.supermap.com.cn/DownloadCenter/ProductPlatform.aspx

后續(xù)，超圖將持續(xù)完善三維WebGL客戶端，并更充分的利用WebGPU特性，為自然資源立體一張圖、實景三維中國、CIM、數(shù)字中國等的落地建設(shè)提供更強(qiáng)大的技術(shù)支撐。

作者 |三維研發(fā)中心 何倩