云渲染技术在院校虚拟仿真教学中的应用

    2021年8月，教育部科技发展中心印发了《职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设指南》，提出要适应国家战略和数字经济发展要求，紧盯产业转型升级，融合新《职业教育专业目录》规定，将职业教育示范性虚拟仿真实训基地打造成集教学、实训、培训、科研、竞赛、科普等功能于一体的综合性实训基地、虚拟仿真实训教学资源校企协同开发平台和虚拟仿真实训技术成果展示与应用推广平台；解决实训教学过程中高投入、高损耗、高风险及难实施、难观摩、难再现的“三高三难”痛点和难点；服务新时代复合型技术技能人才培养、服务“双师型”教师队伍建设、服务企业员工和各类人员就业培训、服务区域经济转型升级和乡村振兴、服务行业企业技术创新、服务“一带一路”沿线国家和地区发展；发挥示范、引领、辐射、带动作用,为推动现代职业教育高质量发展增效赋能。

    为了实现这个建设目标，就需要建设与实际职业情境对接的虚拟仿真实训环境，增强实训教学与行业企业岗位实践的吻合度。其中尤其提到了云渲染技术。那么什么是云渲染技术呢？

    云渲染技术——依托云计算、引擎技术和边缘计算等技术，顺应5G发展趋势，将仿真运算程序和3D模型资源部署在服务器上，仅将仿真和渲染后的3D界面推送给“瘦客户端”，降低信息处理开销和数据传输总量，使用户无需配置高性能、高成本的计算终端，也无需配置额外的适配终端解决兼容性问题。

    随着软件技术和硬件（尤其是显卡）的不断发展创新，云渲染技术的发展也越来越成熟。通过云渲染技术，一方面，用户不必每隔一段时间就购买新的硬件即可运行最新、最出色的应用；另一方面用户可以在具有屏幕和互联网连接的任何设备上开启任何高端应用。

    云渲染技术在院校虚拟仿真教学中可以发挥积极的作用：

    1.可以构建更加具有感知性、沉浸性、交互性、构想性、智能性的虚拟仿真实训教学场所，搭建以实带虚、以虚助实、虚实结合的虚拟仿真实训系统，通过配置相应的虚拟仿真实训设备，能够有效解决实训教学过程中的“三高三难”痛点和难点。例如，利用3DCAT实时渲染云平台，可以实现一套系统综合管理所有院校内课程，同时，系统兼容各种终端，无论是PC、平板、手机还是VR/AR头盔，都可以用一套系统管控。

    2.可以有针对性地制定建设规划和实施方案，将云渲染技术和院校原有的智慧校园平台整合、融合。云渲染技术默认支持网页链接等接入形式，易于和原有平台整合。

    3.有利于资源共享、便于管理。在尊重保护院校和企业知识产权与资源版权的前提下，云渲染技术有利于保证优质虚拟仿真实训资源的开放共享和持续应用，提高其利用率和应用效益。

    3DCAT平台

    3DCAT是集实时计算、实时3D可视化、云渲染等相关技术服务于一身的实时渲染云平台。利用云端的海量GPU算力处理繁重的图像渲染计算并串流同步输出到终端设备，从而实现终端设备的轻量化，让高质量三维图形应用变得无处不在。用户可以使用任何联网的普通设备，访问托管在3DCAT云中的三维应用程序，同时无需下载安装应用。3DCAT支持能在Windows平台运行的几乎所有渲染引擎，支持NVIDIA RTX实时光线追踪功能的开启。

    3DCAT实时渲染云平台通过提供专业的技术服务，帮助用户实现相关产品及工艺降本增效。目前，3DCAT实时渲染云平台已在深圳职业技术学院、山东科技大学、解放军某军事学院等多所院校中进行了应用，为相关学校育训结合、教学创新提供了有效保障。