增强 CAD Exchanger SDK 中 B-rep 表示的渲染性能

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在版本 3.20中，我们引入了 B-rep 表示的增强渲染性能作为一项功能。让我们仔细看看 CAD Exchanger SDK 中实现的增强功能和技术。

由于大量零件和装配体的迭代次数较多，重型模型的渲染通常需要更多时间。这也会影响 FPS，使渲染过程变得笨拙和滞后。CAD Exchanger 利用多种方法来简化渲染过程。实施优化技术后，CAD Exchanger 中 B-rep 表示的渲染时间明显加快。

平均而言，由于下面列出的增强功能，渲染性能提高了 4-10 倍，具体取决于渲染模型的复杂程度。这意味着以前耗时的渲染任务现在可以在很短的时间内完成，从而使用户能够更有效地工作。

优化技术的好处不仅仅是更快的渲染时间。它们还有助于更好的用户体验，因为改进的绘制性能可确保与模型的交互流畅且无延迟。让我们看看我们是如何做到的，首先从 CAD 中的 B-rep 概念开始。

B-rep 是一种通过边界来表示一定体积的对象的方法。在 B-rep 中，对象被表示为面、边和顶点的集合。面是包围体积的平面，边是面之间的边界，顶点是边相交的点。通过定义这些几何元素，B-rep 可以精确、详细地表示复杂形状。B-rep 的主要优点是能够准确地描述它们。它允许创建具有曲面、孔和其他复杂特征的对象。

借助 CAD Exchanger SDK，软件开发人员可以轻松从各种 CAD 格式（例如 CATIA、SOLIDWORKS 和 AutoCAD）导入 B-rep 模型。CAD Exchanger SDK 还允许以令人惊叹的视觉保真度渲染它们，保留格式特定的渲染功能，包括 UV 映射、材质编辑和透明度。

最明显的优化技术之一是最大限度地减少单个模型的绘制调用数量，该模型可能包含数千个元素。我们在渲染引擎中有效地应用了这种优化。通过减少绘制调用的数量，CAD Exchanger 可以显着提高渲染性能。绘制调用是发送到 GPU 以渲染特定元素或元素组的命令。每个绘制调用都会产生一定量的开销，因为 GPU 需要处理和执行命令。

为了优化此过程，CAD Exchanger 现在将相似的元素组合在一起，并将它们作为单个绘图调用发送。这减少了绘制调用的总数，并允许 GPU 更有效地处理它们。通过最大限度地减少与绘图调用相关的开销，CAD Exchanger 能够更快地渲染复杂模型。

通过将部分渲染计算卸载到 GPU，CAD Exchanger 可以在 CPU 和 GPU 之间实现更好的负载平衡。这样可以更有效地利用两个处理单元，从而缩短渲染时间。

传统上，CPU 负责处理大部分渲染计算。然而，现代 GPU 是为高度并行计算而设计的，并且擅长执行重复性任务，例如渲染图形。通过利用 GPU 的强大功能，CAD Exchanger SDK 可以在 CPU 和 GPU 之间更均匀地分配渲染工作负载，从而减少总体渲染时间。

通过利用 CPU/GPU 负载平衡，CAD Exchanger 能够利用 GPU 的并行处理功能，从而显着提高性能。该技术对于渲染复杂模型特别有效，因为它允许对多个零件和装配体进行更快的迭代。

缓存机制的工作原理是将渲染的数据存储在内存中，以便在需要时可以快速检索和显示。这样就无需每次切换显示模式时重新渲染模型，从而节省大量时间。

此外，现在您可以在保存所有测量和计算的情况下在它们之间进行切换，从而实现无缝转换而不会丢失任何数据。当处理需要频繁更改模式以实现不同分析或可视化目的的复杂模型时，这尤其有用。

缓存机制还通过减少需要在CPU和GPU之间处理和传输的数据量来提高效率。这最大限度地减少了系统的计算负载，并允许与模型进行更顺畅、响应更灵敏的交互。此增强功能极大地提高了在 CAD Exchanger 产品中使用 B-rep 表示时的用户体验和效率。

总体而言，在 CAD Exchanger 产品中实施这些优化技术显着提高了绘图速度和渲染速度，从而提高了使用 B-rep 模型时的效率并改善了 CAD 项目的结果。

虽然这篇博文的重点是增强 B-rep 表示的渲染性能，但 CAD Exchanger 的工程师也在积极致力于提高多边形几何体的渲染性能。随着 CAD Exchanger 不断创新和优化所有类型 CAD 模型的渲染功能，请继续关注该领域的未来更新和进步。