在中国信通院2025年数字孪生十大关键词中，“高性能仿真与渲染”被明确定义为 “连接物理世界与数字空间的‘可视化桥梁’” 。报告指出，该技术能在虚拟空间中精准模拟现实世界的运行规律与未来状态，并强调其正推动数字孪生超越“可视化”层面，迈向 “虚实共生” 。
然而，构建这座“桥梁”面临双重挑战：一是科学计算与工程仿真产生的海量数据（如流体、应力场）难以实时转化为直观图形；二是高保真渲染本身消耗巨大算力，与仿真计算形成资源竞争。实时云渲染技术通过“云-网-端”的协同架构+PaaS平台属性，正成为化解这一矛盾，释放高性能仿真全部潜力的关键。
数字孪生的深化：对物理规律精准模拟与实时可视化的双重渴求
随着数字孪生从“形似”走向“神似”，其需求发生了深刻变化。
从“结果观看”到“过程交互”。 过去，工程师运行一次CFD（计算流体动力学）模拟，可能需要等待数小时甚至数天，最终得到一组静态的压强云图或流线图。而现在，他们希望能在仿真计算的同时，实时调整参数（如进气角度、流速），并立即看到流场变化的动态效果，实现交互式探索与优化。
从“单物理场”到“多场耦合”。 真实的物理现象往往是多场耦合的。例如，电池的热管理涉及电化学、热传导和流体散热的耦合仿真。这类仿真数据维度高、结构复杂，传统后处理软件难以进行动态、综合的可视化分析，阻碍了深层次规律的发现。
从“专家工具”到“协作平台”。 仿真结果需要被产品经理、客户、生产人员等非仿真专家理解和使用。抽象的等高线图和矢量图形成了认知壁垒。他们需要的是更直观、更接近真实物理世界的渲染效果，如逼真的烟雾运动、结构变形动画等，以支持基于仿真的协同决策。
实时云渲染的解局之道：分离“计算”与“显示”，释放专业仿真潜力
实时云渲染为解决上述挑战提供了一种范式级的解决方案：将仿真计算渲染与结果可视化呈现在架构上分离，并通过高速网络实时联动。
架构分离，专精所长。 仿真计算任务（如有限元分析、分子动力学模拟）可以在最适合的HPC（高性能计算）集群或超算中心完成，这些环境针对数值计算进行了优化。实时云渲染平台提供专用的可视化渲染集群，该集群配备顶级消费级或专业级GPU，专为图形渲染优化并生成超低时延的视频流，通过网页即可打开高精度、高仿真的三维可视化场景。
数据通道，二三维数据无缝对接。 仿真计算程序在运行过程中，可以通过实时数据接口（如SDK及数据通道等），将中间结果或最终结果（网格、标量场、矢量场数据）实时传递到三维场景中，通过键鼠/触摸等客户端反馈时间，实现二维数据与三维场景的实时交互。在这个过程中，云渲染平台支持各类2D/3D（Unreal Engine或Unity等）引擎开发的应用，以及BIM/CIM引擎工具渲染出来的结构数据场景。
一键推流，网页访问。 生成的高保真图像序列被实时编码为视频流，通过互联网推送到用户的任何终端设备上。这意味着，仿真专家可以在本地工作站提交计算任务，然后在平板电脑上通过网页实时监控全球另一角落超算中心的仿真过程与结果；项目评审会也不再需要搬运庞大的数据，一个链接即可让所有参会者沉浸在同一高质量的可视化场景中。
实时云渲染赋能复杂仿真可视化：多引擎支持与科学可视化集成
实时云渲染技术在赋能高性能仿真可视化方面，具备独特的技术优势。
广泛的引擎兼容性。支持DX、OpenGL、Vulkan等主流** 3D 引擎（如 Unity 、UE、CE等）及国产自研引擎开发的应用，也支持基于QT、WebGL、Revit、AutoCAD、H5等二三维混合应用/2D应用， 这给了用户最大的灵活性：可以利用Unreal Engine 5的Nanite虚拟几何体和Lumen动态光照来实现极限逼真的场景渲染；也可以使用Unity的灵活性和丰富资产来快速构建交互式分析界面；对于航天、军工等领域，则可使用专业的Unigine或OSG引擎。
与科学可视化工具的深度集成潜力。 许多专业仿真领域使用ParaView、VisIt等开源科学可视化工具进行后处理。二次开发使云渲染技术可以集成这些工具的后处理模块，或者将其渲染输出捕获并重新流化。
互动与协同模式，打造增强评审新范式。 在云渲染的可视化场景中，所有用户都可以进行交互操作，如旋转、剖切、测量、标注，并可以同步看到他人的操作焦点和标注信息。这彻底改变了仿真评审的模式，使其从单向汇报变为沉浸式、可互动的研讨会。
技术指标上：支持TB级瞬态仿真数据集的动态加载与流畅播放；将传统需要数分钟加载的本地渲染仿真结果，变为秒级打开的可实时交互探索的模型；在专业网络环境下，实现从参数修改到可视化画面更新的端到端延迟最低达到20ms（不考虑网络时延），满足交互式分析的需求。
技术指标与价值：提升仿真效率，促进成果普惠
实时云渲染与高性能仿真的结合，带来的价值是倍增的。
极大提升仿真验证与设计的迭代效率。 “设计-仿真-可视化-评审-修改”的闭环周期从天级缩短到小时甚至分钟级。工程师可以快速验证大量设计变体，更快地找到最优解。中国信通院报告中提及的 “渲染效率提升数十倍” 在此体现得淋漓尽致。
降低高保真仿真可视化的技术门槛与硬件成本。 前端用户无需配备昂贵的工作站和安装复杂的软件，普通电脑甚至平板即可访问电影级渲染质量的仿真结果。这使得仿真成果能够更广泛地在企业内部分享和应用，促进基于仿真的决策文化。
为数字孪生的“虚实共生”提供核心支撑。 当仿真不仅是后台计算，而是能实时、高保真地呈现在人们面前时，数字孪生体才真正具备了与物理世界“对话”的能力。
