降低三维引擎使用门槛，「葛兰岱尔」发力3D轻量化渲染产品

文｜刘年华

编辑｜彭孝秋

在数字孪生城市领域，模型数据量太大、数据类型太复杂、不好渲染的问题，一直困扰着许多从业者。将3D模型、BIM数据、GIS数据等融合到一起，实现快速渲染，是行业持续发展的需求。

为了满足行业需求，成立于2012年的「葛兰岱尔」，通过WebGL轻量化技术，打造了一个结合数据融合与渲染需求的引擎，降低了三维可视化的技术门槛，为智能制造、工程建筑行业、智慧城市/智慧园区等领域提供支撑。截止目前，葛兰岱尔已为国内超过800家客户，提供了3D轻量化产品及技术服务，应用于近1000多个重大项目（其中包括大兴机场、京张高铁等国家级工程项目）或系统平台建设。

站稳流渲染，发力端推流

创业之初，葛兰岱尔并不是工业软件企业，而是移动互联网企业，开发相关app，主打汽车后市场服务。然而，行业迅速内卷，大量资金涌入，开始进入烧钱的畸形发展期。没有陷入烧钱的漩涡，葛兰岱尔创始人赵少飞开始寻求转型。

2015年，赵少飞察觉到建筑数字化转型的需求，决定开始进入建筑信息模型（Building Information Modeling，简称BIM）领域。当时，行业信息化还处于早期，国外软件占据了高端市场。大量建筑企业还处于没有趁手软件可用的阶段。

2016年初，葛兰岱尔成立“BIM引擎专家”，发布基于HTML5技术的BIM引擎GL BIM Viewer1.0；2017年，采用流式加载技术的GLBIMViewer2.0正式发布，葛兰岱尔开始进入流渲染时代。前几年，葛兰岱尔经过艰苦的研发期，勒紧裤腰带支持研发，完善产品功能。

几年过去，流渲染路线开始从HTML5技术向WebGL迁移。葛兰岱尔也快速跟进，完成了WebGL系列产品的开发。经过持续优化，葛兰岱尔的加载效率已经比原生开源平台高20倍。同样的模型，在原生平台需要400秒，在葛兰岱尔的产品中仅需2秒即可加载。

如今，潮流又从WebGL往WebGPU方向迁移。葛兰岱尔也在关注WebGPU的发展，计划在合适时间进行技术路线迁移。WebGPU将提供更高效的渲染性能，直接调用本地GPU硬件能力，突破当前WebGL的限制。

WebGL具有并发处理的优势，但受限于客户端的硬件配置，在处理大型复杂模型时依然有性能瓶颈。此外，在可视化效果方面，流渲染和基于游戏引擎的端渲染模式依然很难匹配。

为了克服这些限制，2021年底，葛兰岱尔开始探索服务器端渲染技术，选择了基于UE（Unreal Engine）等国外开源游戏引擎的方案。2023年中旬，基于端渲染+WebRTC推流的产品成型，开始面向市场销售。

尽管服务器端渲染极大提升了渲染能力，但这也带来了成本和资源消耗的挑战，特别是在处理高并发请求时。因此，葛兰岱尔采取了双轨战略，即保留WebGL技术以满足轻量级渲染需求，同时推进服务器端渲染以应对高质量渲染场景，为客户提供更多选择。

赵少飞告诉36氪，未来大趋势肯定是服务器端渲染+推流的模式。因为在游戏引擎的支撑下，这种产品依然能在大型场景实现高质量渲染效果，带来了更好的视觉体验和交互效率。智慧城市等领域的大客户更喜欢这种可视化效果和体验。

轻量化融合引擎实例

捕捉3D轻量化需求

在中国，打造数字孪生引擎的企业有很多，拥有端+流两条产品线的企业也不在少数。如何在这些企业中脱颖而出，建立葛兰岱尔的优势？

赵少飞捕捉到行业的一个核心需求：轻量化。

BIM等模型体量往往较大，对渲染引擎是很大的负担。

赵少飞表示，3D模型轻量化，不止是追求模型数据的简化，而是通过一系列技术，实现了模型的高效管理和展示。在保持高准确性和详细度的同时，极大地提升模型访问和交互速度。

为了实现该目标，葛兰岱尔与包括南京理工大学、北京建筑大学等在内的十余所国内高校签订了产学研合作协议，获得了20多项软著，5项软件发明专利，包括数据压缩算法、实例化、参数化、多进程和多线程技术、容错算法等。

借助专利技术中的数据压缩算法，葛兰岱尔成功实现了数据的极致压缩，大幅减小3D模型的体积。通过实例化技术，相同的模型组件在数据中仅存储一次，而其余的仅保留位置信息，这种方法大大降低了数据量，同时维持了场景的完整性。此外，参数化技术允许通过简单的几何参数而非复杂的多边形网格来描述常见的几何体，进一步减少了数据量。

葛兰岱尔还采用了多进程和多线程技术，提升了处理效率，确保了即使是在大型模型加载时也能保持流畅的用户体验。容错算法的应用保证了数据在传输和处理过程中的稳定性和可靠性，即使在网络条件不佳的情况下也能保持良好的性能。

通过自研的BIM模型多级抽壳算法和断面填充算法，葛兰岱尔能够构建出大体量BIM模型的多级金字塔结构，实现了按需的智能动态下载和渲染。即使是高达1G大小的3D模型，也能在10分钟内完成轻量化处理，提升了模型的可访问性和交互性。

这些技术确保了无论是在网页上还是在移动设备上，用户都能轻松快速地访问和操作大型3D模型。

轻量化融合引擎技术原理

抓住可视化需求，打造新产品

由于大环境变化，近年来建筑市场增长持续放缓。葛兰岱尔决定拓展新的产品线，适应市场的变化和需求。

赵少飞观察，虽然专业级三维可视化的市场受到挑战，但更加广泛的普通用户可视化需求在高速增长。这些用户群体对三维模型要求相对不那么专业，模型规模较小，对效果要求不过高。例如，在各种办公软件中，传统二维报表和图形逐步升级到更加动态和交互式的三维展示，这里面蕴含巨大的潜在市场。

为了满足这一市场的需求，葛兰岱尔计划在今年推出一款新产品，专门针对这类用户。新产品将专注于提供更为简易、低成本但高效的三维可视化解决方案，使中小企业也能轻松地开发和利用三维可视化应用，无需拥有深厚的技术背景或投入大量资源。

同时，葛兰岱尔也意识到仅靠其核心的轻量化引擎产品很难实现企业规模的快速增长。因此，公司决定做出一些战略调整，不仅持续优化现有产品，还计划释放公司的一些核心能力，如格式转换器等，将这些能力独立出来作为单独的产品提供给市场，更好地满足不同客户的多样化需求，也为葛兰岱尔打开新的收入渠道。

标杆案例

跨界打法，吸引更多用户

从移动互联网跨界而来的赵少飞，将互联网的产品模式带到BIM领域。不同于BIM科班出身的同行，偏好走高端服务路线，一年只做少数项目，服务头部企业，保持高客单价模式。赵少飞坚持，让更多人使用得起的引擎才是好产品。

当同行普遍想签大单，做大型To B类项目时，赵少飞却希望把引擎的门槛打下来，降低产品的使用门槛，使更多的用户能够负担得起引擎的使用成本。

极致优惠的价格，让葛兰岱尔赢得了大量的合同，也使葛兰岱尔成为了国内工程建筑行业中私有化部署量最多的轻量化引擎。

葛兰岱尔的产品定价非常亲民，平均单价在五万到十万左右，为中小企业提供了进入三维可视化领域的机会。许多细分功能的工具，甚至不需要一万元即可购买使用。但这种定价方式也给同行很大压力，引起了一定争议。

近年来，以B端为代表的大型智慧城市、智慧楼宇项目正在缩减。因此B端大客户的合同也在缩减。

赵少飞认为，产品+项目制+低代码，服务于B端大客户的商业模式，很难让全行业走得更远。行业只有少数几家头部能靠这种方式盈利。要想突围，必须换一种打法。只有服务于更多有基础可视化需求的用户，拥抱更多群体，才能让企业快速增长。

葛兰岱尔的市场策略还包括提供免费版产品，成功吸引了超过一万多家个人或企业进行下载。虽然免费版产品只有基本的小规格和一些基础功能，但为用户提供了尝试和体验的机会。用户如果需要更高级和复杂的功能，则需要转为付费版本。

这种免费版作为市场营销手段的做法，作为一个引流策略，为葛兰岱尔扩大了用户基础和市场影响力。

另外，葛兰岱尔还将目光投向了海外市场，开启了海外市场销售计划，目前成功签约了韩国市场代理商。