一、概述

是一款專為工業(yè)3D Web應(yīng)用設(shè)計(jì)的高效解決方案，通過組合使用兩種服務(wù)器應(yīng)用程序，能夠支持多個(gè)同時(shí)運(yùn)行的HOOPS Web Viewer (HWV)實(shí)例，每個(gè)實(shí)例用于查看一個(gè)獨(dú)立的3D模型。

本文將系統(tǒng)介紹的服務(wù)器架構(gòu)組成、通信方式以及多種渲染模式，幫助開發(fā)者根據(jù)項(xiàng)目需求合理配置系統(tǒng)架構(gòu)與渲染方案，從而在性能、兼容性與部署復(fù)雜度之間取得最佳平衡。

二、服務(wù)器架構(gòu)

1、流緩存服務(wù)器（SC服務(wù)器）

流緩存服務(wù)器（Streaming Cache Server，簡稱SC服務(wù)器）是HOOPS Communicator的核心組件之一，負(fù)責(zé)通過WebSocket連接將一個(gè)或多個(gè)SC模型中的數(shù)據(jù)高效傳輸至HOOPS Web Viewer (HWV)。每個(gè)SC服務(wù)器實(shí)例僅支持一個(gè)客戶端連接，但可在同一臺(tái)Web服務(wù)器上并行部署多個(gè)SC服務(wù)器實(shí)例，從而同時(shí)支持多個(gè)模型查看。

SC服務(wù)器支持兩種渲染模式：

• 客戶端渲染(CSR)：將CAD模型幾何數(shù)據(jù)傳輸至HWV，依靠客戶端瀏覽器的WebGL引擎進(jìn)行3D渲染。
• 服務(wù)器端渲染(SSR)：SC服務(wù)器在服務(wù)器端完成3D渲染，將渲染結(jié)果以圖像數(shù)據(jù)形式傳輸至HWV。

SC服務(wù)器通過WebSocket實(shí)現(xiàn)與HWV的通信，每個(gè)服務(wù)器實(shí)例需占用一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)端口。若使用代理技術(shù)，盡管對外只需開放一個(gè)代理端口，但服務(wù)器內(nèi)部的每個(gè)SC服務(wù)器仍需獨(dú)占一個(gè)端口。

2、HOOPS服務(wù)器

HOOPS服務(wù)器的主要職責(zé)是管理單臺(tái)機(jī)器上的多個(gè)SC服務(wù)器實(shí)例及相關(guān)資源。其核心功能包括：

（1）SC服務(wù)器生命周期管理：根據(jù)查看請求動(dòng)態(tài)啟動(dòng)SC服務(wù)器實(shí)例，斷開連接或超時(shí)后自動(dòng)關(guān)閉，最大并發(fā)實(shí)例數(shù)量受配置文件控制。
（2）網(wǎng)絡(luò)端口分配管理：配置并分配SC服務(wù)器與HWV之間通信所需的端口，確保端口的正確釋放與重用。
（3）查看會(huì)話請求管理：

• REST握手方式：通過REST風(fēng)格的HTTP URL發(fā)起請求，服務(wù)器啟動(dòng)新SC實(shí)例，并返回可供HWV使用的URI。
• WebSocket代理方式：通過WebSocket URL發(fā)起請求，服務(wù)器啟動(dòng)新SC實(shí)例，并將連接代理轉(zhuǎn)發(fā)至該實(shí)例。

3、HTTP Web服務(wù)器

無論采用何種部署方式，HOOPS Communicator均需配套標(biāo)準(zhǔn)HTTP Web服務(wù)器，負(fù)責(zé)傳輸HTML、JS、CSS、圖像及其他靜態(tài)資源。HOOPS自帶內(nèi)置HTTP服務(wù)器，適用于開發(fā)測試，但生產(chǎn)環(huán)境推薦使用Apache、NGINX等工業(yè)級Web服務(wù)器。

三、渲染模式

1、客戶端渲染(CSR)

在客戶端渲染模式下，SC服務(wù)器將模型數(shù)據(jù)流式傳輸至HWV，客戶端依靠WebGL技術(shù)在瀏覽器中實(shí)現(xiàn)3D圖形渲染。WebGL是一種無需插件、廣泛兼容主流瀏覽器的JavaScript API。

優(yōu)勢：

• 對于小型模型，SC服務(wù)器可直接傳輸完整數(shù)據(jù)；
• 針對大型模型，SC服務(wù)器根據(jù)當(dāng)前視角及啟發(fā)式算法，動(dòng)態(tài)篩選最優(yōu)的模型部分進(jìn)行傳輸，從而在極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)部分渲染，提升大模型的加載效率。

適用場景：

• 網(wǎng)絡(luò)帶寬充足，能在合理時(shí)間內(nèi)傳輸模型數(shù)據(jù)；
• 客戶端設(shè)備具備較強(qiáng)GPU和計(jì)算能力；
• 客戶端瀏覽器支持WebGL；
• 同一服務(wù)器需承載大量SC實(shí)例并發(fā)。

在客戶端渲染模式下，SC服務(wù)器將模型數(shù)據(jù)流式傳輸至HWV，客戶端依靠WebGL技術(shù)在瀏覽器中實(shí)現(xiàn)3D圖形渲染。WebGL是一種無需插件、廣泛兼容主流瀏覽器的JavaScript API。

2、服務(wù)器端渲染(SSR)

在服務(wù)器端渲染模式下，所有3D模型渲染工作由服務(wù)器端GPU完成，客戶端僅接收渲染后的圖像幀，實(shí)現(xiàn)模型交互時(shí)的實(shí)時(shí)視覺效果。除3D渲染圖像外，用戶界面組件、測量、標(biāo)記等功能依舊在客戶端通過HTML與JavaScript實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)勢：

• 降低客戶端硬件要求，兼容范圍廣泛；
• 充分發(fā)揮服務(wù)器端GPU性能，適合大型模型及高并發(fā)應(yīng)用場景；
• 客戶端幾乎可立即與模型交互。

適用場景：

• 覆蓋多類型客戶端硬件環(huán)境；
• 向不同客戶群體分發(fā)超大型模型；
• 擁有高性能服務(wù)器集群，能根據(jù)模型復(fù)雜度與并發(fā)用戶量擴(kuò)展計(jì)算資源。

3、單文件渲染(SCS)

HOOPS Communicator還支持將源CAD模型轉(zhuǎn)換為獨(dú)立的*.scs文件，通過HTTP Web服務(wù)器傳輸至客戶端瀏覽器，利用WebGL實(shí)現(xiàn)3D渲染。此方式無需部署HOOPS服務(wù)器或SC服務(wù)器。

優(yōu)點(diǎn)：

• 架構(gòu)簡單，部署便捷。
• 適用場景：
• 小型模型瀏覽；
• 對部署環(huán)境要求極簡的應(yīng)用場景。

四、總結(jié)

提供靈活的服務(wù)器架構(gòu)與多種渲染方案，開發(fā)者可根據(jù)項(xiàng)目需求和應(yīng)用場景靈活選擇。通過合理配置HOOPS Communicator架構(gòu)與渲染模式，能夠在性能、兼容性與部署復(fù)雜度之間取得最佳平衡，滿足不同工業(yè)3D Web應(yīng)用場景需求。無論是在資源受限的客戶端環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高效渲染，還是在高并發(fā)場景下確保流暢體驗(yàn)，均能提供強(qiáng)大的技術(shù)支持，幫助開發(fā)者打造專業(yè)級3D Web應(yīng)用。

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