專訪深職院XR專家 | 實(shí)時(shí)云渲染賦能虛擬仿真實(shí)訓(xùn)，打造5G+XR智慧教育平臺(tái)

    陳銳浩：您好，我叫陳銳浩，目前是在深職院-教育技術(shù)與信息中心工作。我在職教領(lǐng)域已經(jīng)工作超過(guò)20年，基本上一直是在從事這個(gè)技術(shù)方面的工作。近幾年我主要是從事虛擬仿真這一方面的資源開(kāi)發(fā)與教學(xué)應(yīng)用。同時(shí)，我在中國(guó)大學(xué)慕課也開(kāi)設(shè)一門《AR資源開(kāi)發(fā)與教學(xué)應(yīng)用》的課程。

    3DCAT:陳老師，您在虛擬現(xiàn)實(shí)教育解決方案方面有著十余年的研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，那在開(kāi)展虛擬仿真教學(xué)過(guò)程中，遇到過(guò)什么困難嗎？

    陳銳浩：在開(kāi)展虛擬仿真教學(xué)過(guò)程中，說(shuō)實(shí)話是困難重重。17年我們就開(kāi)展這種沉浸式的VR體驗(yàn)，我們用XR技術(shù)重構(gòu)課堂，實(shí)現(xiàn)了沉浸式的課堂。但是在這個(gè)過(guò)程中我們就發(fā)現(xiàn)很多問(wèn)題，比如說(shuō)專業(yè)的老師對(duì)XR技術(shù)是了解很少的，你讓他來(lái)搭設(shè)XR運(yùn)行環(huán)境，他是做不了的，他需要技術(shù)人員的支持。但是技術(shù)人員是有限的,也不可能每天就提供這個(gè)技術(shù)服務(wù)，這是一個(gè)問(wèn)題。

    其次，很多應(yīng)用它開(kāi)發(fā)之后，其實(shí)它是做了一系列的限制的，它有可能通過(guò)加密狗給你限制，那就只能部署在教室。而教學(xué)，它除了課堂之外呢，還有課前、課后各個(gè)環(huán)節(jié)。所以我們就亟需一種方式讓我們的仿真應(yīng)用能夠更大的發(fā)揮作用。

    再者就是這種虛擬仿真教學(xué)應(yīng)用繁瑣，它對(duì)老師的要求比較高。由于以前我們將這個(gè)應(yīng)用用起來(lái)是很繁瑣的，所以很多老師花了很大的精力心血開(kāi)發(fā)了這個(gè)應(yīng)用，老師有可能拿來(lái)參加比賽，用一兩次之后，最后就把它放一邊了。為什么呢？因?yàn)橛闷饋?lái)太麻煩了，超出了老師的能力承受范圍。這也導(dǎo)致很多做的很好的XR應(yīng)用的利用率并不高，參加比賽拿了獎(jiǎng)之后，很多就被放一邊去了，這個(gè)也是以前我們面臨的一個(gè)問(wèn)題。

（走進(jìn)慕尼黑-利用MR技術(shù)創(chuàng)設(shè)情境）

（VR課堂-學(xué)生熱情高漲）

    3DCAT:以上困難，現(xiàn)在得以解決了嗎？如何解決的？

    陳銳浩：經(jīng)過(guò)我們的不停地探索跟實(shí)踐，我們采用5G+XR結(jié)合的方式來(lái)破解在傳統(tǒng)XR教學(xué)中遇到的各種困難。我們通過(guò)建設(shè)5G專網(wǎng)和實(shí)時(shí)云渲染平臺(tái)，讓我們的資源都部署在云端，使用起來(lái)很方便。

    它不需要依賴這種笨重的圖形化工作站，用這種輕薄的客戶端，如手機(jī)、平板，或者說(shuō)一般的pc就能夠運(yùn)行功能比較復(fù)雜的XR應(yīng)用。第二個(gè)，因?yàn)槲覀冞@個(gè)應(yīng)用都是部署在云端的，那對(duì)老師的要求就比較低了，他隨時(shí)隨地只要能夠上網(wǎng)，他就能夠用我們?cè)贫说腦R資源開(kāi)展教學(xué)。特別是在我們5G專網(wǎng)建成之后,在家里，在校外的任何地方，只要有5G網(wǎng)絡(luò)，我就能夠通過(guò)5G信號(hào)直接訪問(wèn)我們校內(nèi)的實(shí)時(shí)云渲染平臺(tái)，這樣就拓展了我們XR教學(xué)應(yīng)用的時(shí)空。所以有了這個(gè)方案之后，老師們就能夠很輕松地用我們?cè)瓉?lái)做的各種XR資源了。

（課程資源-學(xué)習(xí)者隨時(shí)隨地可訪問(wèn)）

    3DCAT:可以和我們分享一下5G+XR 的教學(xué)方案嗎

    陳銳浩：這幾年，5G+XR的教學(xué)方案是我們團(tuán)隊(duì)一直在研究的一個(gè)方向。傳統(tǒng)的XR應(yīng)用受限于工作站的要求，需要比較專業(yè)的圖形工作站，而且對(duì)教師的要求比較高，一般的老師難以對(duì)這種XR應(yīng)用進(jìn)行管理。

    而且，受版權(quán)保護(hù)、時(shí)間和空間等因素的限制，導(dǎo)致了很多XR應(yīng)用受到了一定的限制。那我們通過(guò)建設(shè)5G專網(wǎng)+實(shí)時(shí)云渲染平臺(tái)，把應(yīng)用部署在云端，計(jì)算都由云端來(lái)負(fù)責(zé)，實(shí)現(xiàn)了瘦客戶端，破解了終端、時(shí)空、平臺(tái)、人員水平等的限制;同時(shí)，通過(guò)資源池化技術(shù)實(shí)現(xiàn)GPU資源的統(tǒng)籌管理，提高XR應(yīng)用的利用率。這些措施解決了傳統(tǒng)XR教學(xué)遇到的一系列難題。

5G+云XR突破各類難題

    3DCAT:回顧虛擬仿真教育平臺(tái)的建設(shè)歷程，您覺(jué)得實(shí)時(shí)云渲染的平臺(tái)優(yōu)勢(shì)在哪里？

    陳銳浩：我覺(jué)得實(shí)時(shí)云渲染平臺(tái)，它主要有四個(gè)優(yōu)勢(shì)。

    第一個(gè)，它實(shí)現(xiàn)終端的輕量化，由于應(yīng)用部署在云端，所以我們普通的手機(jī)、平板就可以運(yùn)行這個(gè)復(fù)雜的XR應(yīng)用，而且不需要專門針對(duì)移動(dòng)端去開(kāi)發(fā)適配的版本。

    第二個(gè)，我們把應(yīng)用上云，使XR應(yīng)用突破了時(shí)空的限制。傳統(tǒng)的XR應(yīng)用受限于版權(quán)的控制，很多都必須在指定的工作站才能運(yùn)行。我們采用實(shí)時(shí)云渲染，把應(yīng)用部署在云端就可以突破該限制，實(shí)現(xiàn)這種泛在的XR教學(xué)。

    第三個(gè)，我們通過(guò)實(shí)時(shí)云渲染實(shí)現(xiàn)了資源池化的技術(shù)，我們可以集中調(diào)度我們的3D應(yīng)用，降低了運(yùn)維的成本，提高資源的利用率。

    第四點(diǎn)，我覺(jué)得也很重要，就是管理方面。以前我們的XR應(yīng)用，用得怎么樣？用得好不好？其實(shí)從管理員的角度來(lái)說(shuō)，我們是很難把控的。但是我們把應(yīng)用上云之后，所有應(yīng)用的運(yùn)行情況、運(yùn)行數(shù)據(jù)都一目了然。而且我們還可以從云端向終端推送這個(gè)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)XR應(yīng)用的可管、可控。

3DCAT實(shí)時(shí)渲染云平臺(tái)

    3DCAT:陳老師，您是如何看待實(shí)時(shí)云渲染未來(lái)在虛擬仿真教學(xué)中的應(yīng)用？

    陳銳浩：我談一點(diǎn)我的個(gè)人想法。就說(shuō)我們這個(gè)實(shí)時(shí)云渲染，在我們的虛擬仿真教學(xué)過(guò)程中，它能夠解決我們面臨的很多問(wèn)題，如版權(quán)限制、時(shí)間限制、環(huán)境限制的問(wèn)題，還有終端問(wèn)題等。特別是隨著這個(gè)顯卡性能的提升，以及這種服務(wù)器端資源池化技術(shù)的成熟，實(shí)時(shí)云渲染有望在我們高校的仿真教學(xué)中得到更進(jìn)一步的應(yīng)用。

    3DCAT:目前，還有許多學(xué)校想要開(kāi)展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，您對(duì)他們有哪些建議呢？

    陳銳浩：虛擬仿真教學(xué)這一塊我們也是做了多年的嘗試，我覺(jué)得一個(gè)學(xué)校要把仿真教學(xué)開(kāi)展好，應(yīng)該是從多個(gè)方面同時(shí)入手來(lái)做的。

    我們是怎么做的？我們是以教學(xué)應(yīng)用為中心，從資源開(kāi)發(fā)，環(huán)境建設(shè)、平臺(tái)建設(shè)，隊(duì)伍建設(shè)四個(gè)維度統(tǒng)籌來(lái)進(jìn)行推進(jìn)、建設(shè)。同時(shí)，我們還制定了一系列的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來(lái)指導(dǎo)老師開(kāi)展這種仿真的教學(xué)應(yīng)用。這樣還不夠的，我們還制定了一系列的政策，包括這個(gè)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，一系列的教師培訓(xùn)。通過(guò)這種方式來(lái)保障老師有這種XR教學(xué)的積極性，這是我們?cè)陂_(kāi)展仿真教學(xué)的一個(gè)整體的規(guī)劃和經(jīng)驗(yàn)。

    2009-2019年，10年時(shí)間，陳銳浩老師的團(tuán)隊(duì)一直堅(jiān)持虛擬仿真教學(xué)體系的構(gòu)建與教學(xué)應(yīng)用研究工作。以教學(xué)應(yīng)用為中心，從資源開(kāi)發(fā)、平臺(tái)建設(shè)、環(huán)境建設(shè)、團(tuán)隊(duì)建設(shè)4個(gè)維度統(tǒng)籌推進(jìn)，旨在促進(jìn)高職虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)可持續(xù)高效發(fā)展。該項(xiàng)目榮獲深職院第十一屆教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。

    2021年，3DCAT實(shí)時(shí)渲染云與深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院5G XR智慧校園項(xiàng)目的珠聯(lián)璧合，受到了業(yè)界的高度認(rèn)可。在2021 未來(lái)商業(yè)生態(tài)鏈接大會(huì)暨第六屆金陀螺獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮上，3DCAT實(shí)時(shí)渲染云榮獲“年度XR行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”，深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院5G XR智慧校園項(xiàng)目榮獲“年度優(yōu)秀VR行業(yè)應(yīng)用獎(jiǎng)”。3DCAT不斷突破進(jìn)取，打造行業(yè)前沿實(shí)時(shí)渲染云服務(wù)。

3DCAT實(shí)時(shí)渲染云+深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院5G XR智慧校園項(xiàng)目

    關(guān)于3DCAT實(shí)時(shí)渲染云

    3DCAT實(shí)時(shí)渲染云作為瑞云旗下一款集實(shí)時(shí)渲染、實(shí)時(shí)3D可視化、云流送等相關(guān)技術(shù)服務(wù)于一身的實(shí)時(shí)渲染云平臺(tái)，3DCAT利用云端的海量GPU算力處理繁重的圖像渲染計(jì)算并串流同步輸出到終端設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備的輕量化，讓高質(zhì)量三維圖形應(yīng)用及XR應(yīng)用變得無(wú)處不在。用戶可以使用任何聯(lián)網(wǎng)的普通設(shè)備，訪問(wèn)托管在3DCAT中的三維應(yīng)用程序及XR應(yīng)用，同時(shí)無(wú)需下載安裝應(yīng)用。3DCAT支持能在Windows平臺(tái)運(yùn)行的幾乎所有渲染引擎，支持NVIDIA RTX實(shí)時(shí)光線追蹤功能的開(kāi)啟。

    3DCAT實(shí)時(shí)渲染云平臺(tái)通過(guò)提供專業(yè)的技術(shù)服務(wù)，幫助用戶隨時(shí)隨地訪問(wèn)云端的三維內(nèi)容。目前，3DCAT實(shí)時(shí)渲染云平臺(tái)已在教育培訓(xùn)、汽車行業(yè)、展覽展示和數(shù)字孿生相關(guān)領(lǐng)域提供專業(yè)的實(shí)時(shí)云渲染服務(wù)，為汽車實(shí)訓(xùn)、醫(yī)療實(shí)訓(xùn)、工業(yè)仿真、XR教育、汽車3D選配系統(tǒng)、云展廳、VR看房等行業(yè)提供實(shí)時(shí)云渲染解決方案。3DCAT實(shí)時(shí)渲染云平臺(tái)已經(jīng)和英偉達(dá)等國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)達(dá)成合作伙伴關(guān)系。