隨著元宇宙概念的爆炸式出現，3D 渲染技術再次受到了巨大關注度。

沉浸、3D 世界、虛擬社交、虛擬購物，這些都是元宇宙的概念實例。就像電影《失控玩家》那樣，人們暢想通過 AR/VR 以及其他互聯網技術，把現實世界的樓房街道、天氣溫度、人際關系等投射到虛擬世界，構建 “元宇宙”，擁有一個網絡分身。

但目前來看，要想實現這一構想，開發者們還有很長一段路要走。畢竟 “元宇宙” 的背后是龐大的 3D 虛擬世界構建，需要海量且高質量的 3D 內容支撐，以還原真實世界。R 星引擎的游戲《荒野大鏢客》除了游戲世界里各種各樣讓人拍案叫絕的細節之外，在畫質上 3D 世界渲染的技術細節也仍然讓人驚嘆。

《荒野大鏢客 2》

3D 渲染技術的迭代路線分成了兩種技術方案：Native 和 Web。

Native，是我們的電腦、手機等硬件設備，通過安裝本地的應用程序 APP，直接通過圖形 API 和相關驅動調用顯卡的計算和渲染能力，完成真實物體的 3D 渲染數字化的過程。

Web，是通過瀏覽器，在網頁頁面中，實現現實世界的數字化渲染的過程。

資料來源于網絡

打趣的說，選擇 Native 技術棧還是 Web 技術棧，這是一個哲學問題。兩種技術方案都有自己的優勢和劣勢，同時雙方的生態也都比較豐富，很多項目從最終的技術實現角度來說，選擇哪一條路線都可以完成。

Native 3D 渲染的發展

1992 年，Khronos 制定了第一代的渲染引擎的圖形學的框架叫做 OpenGL 1.0，包括現在很多電腦用的基本上 3D 應用都是基于 OpenGL。OpenGL 也在不停的發展，目前最新版是 2017 年發布的 OpenGL 4.6 版本。同時，也出現了專門為移動端設計的 OpenGL ES 版本。由于 OpenGL 是開源和跨平臺的，不方便為 Windows 做優化，1996 年，微軟作為第一大操作系統的提供商，發布了自己的圖形 API Direct3D。DX5/DX6/DX9 有很多游戲的代表作，《古墓麗影》《極品飛車》都是當時的作品。

資料來源于網絡

發展到了 2009 年，微軟提出了 DX11 版本，有一個比較大的特性，計算著色器。簡單說就是在圖形的渲染能力上，可以更加充分的調用顯卡的并行計算能力。

2014 年，微軟發布了下一代圖形渲染 API DX12，同年 6 月份，蘋果在 WWDC 大會上發布了自己的圖形學 API Metal。2015 年，Khronos 發布了 Vulkan。最早是發布的 OpenGL，隨著顯卡能力的提升，OpenGL 的全局狀態機設計離線，已經無法調用和優化先進現代顯卡的能力。可以說 Khronos 不在會全力以赴的長期升級和維護 OpenGL，反而選擇發布了全新架構的現代圖形 API，即 Vulkan。

2014 年這個節點，就形成了三種現代圖形學 API 并駕齊驅的情況。目前所有電腦上的游戲，或者一些 3D 應用，包括 CG 渲染動畫，為了達到最好的渲染效果，幾乎都會采用這三種現代圖形 API。

Web 3D 渲染的發展

總體來說，在 Web 上渲染 3D 內容的相關技術發展還是比較緩慢的。最早的時候在瀏覽器是無法實現 3D 內容的，需要安裝 Flash 插件。在校內網時代，那些農場類的游戲應用，以及在瀏覽器里看視頻音頻，幾乎都需要安裝 Flash 插件。2020 年的時候，因為有一些安全的問題和其他種種原因，Adobe 宣布停止維護 Flash 這項技術。

在 Flash 的發展過程中，出現了 HTML5 的標準，簡稱 H5。2008 年的時候，H5 雛形出現。人們不需要在瀏覽器里面裝 Flash 的插件，能夠直接播放視頻音頻，包括通過 Web 原生的 Canvas 組件實現一些動畫效果。

資料來源于網絡

真正的 Web 3D 的技術標準的出現，是 WebGL。由于瀏覽器天然具備的易分享等優勢，在 Web 中展示和渲染 3D 內容一直都具有大量的需求。Khronos 在 2009 年啟動 WebGL 標準的討論和制定工作。WebGL 思路很簡單，就是依靠瀏覽器的內核，對 OpenGL ES 版本做打包和封裝，然后就可以讓瀏覽器里的這些 JS 前端開發者直接用 Web 環境去調用底層的圖形學能力，最終展示 3D 內容。當然也就意味著 WebGL 能力被限制到了 OpenGL 的時代。

Web 的技術在持續快速的發展。尤其 2014 年，Native 側已經出了三大現代圖形 API 了: DX12、Vulkan、Metal。在 2017 年的時候，W3C 就提出在 Web 側發展下一代圖形學的技術標準，即 WebGPU。跟 WebGL 一樣，WebGPU 的思路就是對三個現代圖形 API 直接打包，然后在實現跨平臺的同時，讓瀏覽器里面直接可以調用這三個現代圖形 API 能力，實現高質量的渲染效果，調用 GPU 的強大計算能力。?

我們熟知的 Unity 和 Unreal 就是典型的 Native 技術棧下的 3D 渲染引擎產品，而 Web 端也有大名鼎鼎的 Three.js、Barbylon.js、Cesium.js 和 Playcanvas 等等。面對這樣兩條路線，下面聊一聊關于技術棧選擇上的思考。

Web 優勢 1: 生態的發展和普及程度廣

從技術角度來看，Web 相對于 Native 的發展相對是緩慢的。因為很多最新的技術都會在 Native 上最先實現。但是因為 Web 本身獨特的優勢，跨平臺 、易分享、易協同等等，一直都很受技術人員和多種應用場景的青睞。

瀏覽器廠商的努力也不容忽視，尤其是 Chrome。為了保證 Chrome 100 這個歷史時刻的版本能盡早的發布，從 94 版本開始，將 6 周一更新提升到 4 周一更新。（Chrome 94 版本也是第一個正式啟動 WebGPU API 的商用版本，而不在是通過 Chrome Canary 的 developer 版本才能體驗的 WebGPU 的能力。）?

瀏覽器承載的 Web 生態正在飛速的發展。下面的開源報告中關于開源環境技術方向的統計后端是最多的。但是我們可以看到，第二個就是 Web 的生態，也證明了 Web 生態是非常有潛力的。

2020 年開源環境技術方向

下面是 2020 年編程語言的分布報告。最多的是 Java，第二就是前端語言 JS，如果把 HTML 語言也包括其中，那 Web 的語言普及度優勢將更加明顯。這足以說明 Web 是一個快速發展具有巨大潛力的技術棧生態。

2020 年編程語言的分布

2020 中國開源年度報告：https://kaiyuanshe.cn/document/china-os-report-2020/2020%20%E4%B8%AD%E5%9B%BD%E5%BC%80%E6%BA%90%E5%B9%B4%E5%BA%A6%E6%8A%A5%E5%91%8A.pdf

Web 優勢 2: 免安裝客戶端，跨平臺特性

Native 端，需要安裝 APP 應用程序，在某些場景，對于用戶來說是一個很高成本的行為。可以想象一下，如果你的家裝設計師為你設計的室內 3D 全景渲染圖，不是通過微信直接分享給你的（微信本身所有的分享內容都是基于 Web），而是要求你要在手機或者電腦上安裝一個幾百 M 甚至幾個 G 的應用程序才能觀看，那是一種什么體驗呢？

Web 就很好的解決了這一個問題。我們不在需要為不同的場景安裝不同的客戶端，而是通過一個 URL 鏈接，就可以立刻瀏覽你想看到的任何內容。

換一個角度去思考，不僅不需要用戶安裝客戶端，而是我們已經通過硬件設備中的瀏覽器觸達到用戶了。單獨 Chrome 的全球裝機量為 26 億，占全部瀏覽器市場占有率的 60%；排名第二個也是采用了 Chromium 內核的 Edge 瀏覽器，市場占有率為 18%。

2020 年 - 2021 年全球瀏覽器市場占有率

基于 Web 環境做任何的內容開發，也都因為這種天然的跨平臺特性，實現了降低研發成本的目的。Orillusion 團隊也極力打造 Web 端的 3D 渲染引擎。開發者們不需要在考慮為了一個項目開發不同的 APP，來適配不同的操作系統。因為瀏覽器已經幫我們實現了不同平臺的適配工作。只要在一臺主機的 Chrome 里能正常打開，那么在其他主機的 Chrome 里也可以正常打開。

我們目前梳理了 Native 和 Web 在 3D 渲染這個場景中的發展歷史和技術演進。同時，也從開發者生態和免客戶端跨平臺這兩個方面，闡述了一些 Native 和 Web 技術路線的對比和分析。在接下來的內容里，我們會給出更加深入的思考，希望大家持續關注。