D5引擎: 为空间设计可视化重新定义实时渲染

一、为什么D5要自研引擎

模型加载缓慢、复杂场景卡顿、实时预览与最终出图不一致、跨平台协作时效果对不上——这些问题困扰空间设计师已久。根源在于：主流实时渲染技术脱胎于游戏引擎，它们的架构假设与设计可视化的核心诉求之间，存在天然的错位。

D5 Render 自诞生起便致力于弥合这道缝隙，显著改善了空间设计和可视化的工作流。 然而，在持续追求极致性能、跨平台绝对一致性、以及所见即所得的无缝体验过程中，我们触及了依赖通用方案的深层瓶颈——那些我们无法从应用层解决的问题。

因此，自研引擎成为D5进化的关键一步。我们决心深入底层，打造专属空间设计可视化的核心引擎，为 D5工作流注入更强大的动力，从根本上扫除那些阻碍创意自由流淌的最后障碍。

D5 Engine（D5引擎）是由D5团队自主研发、专为空间设计可视化定制的实时渲染引擎。

二、D5引擎的核心技术突破

自研引擎挑战巨大，D5引擎的核心技术直指行业底层瓶颈：

1. 全路径追踪架构：从算法层面回归渲染本质

D5引擎不再将路径追踪作为可选项，而是将其锤炼为整个渲染管线的唯一核心。我们摒弃了混合算法带来的不一致性，构建了一个完全基于物理的统一光照模型——场景中每一缕光线都遵循同一条物理正确的计算路径。

在新的引擎框架下，我们结合 D5 Render 的经验，融合了辐射度缓存 (Radiance Cache)、ReSTIR、多层降噪 (Multi-Layer Denoise) 等前沿算法思想。这带来了前所未有的画面统一感，让设计师的每一次参数调整，都能获得符合真实世界光学的精准反馈。

2. 底层效能革命：高画质与流畅交互兼得

全路径追踪意味着巨大的计算量。为了实现实时性，我们在 GPU 底层效能上发起攻坚：通过 SOA 数据优化重组核心数据结构，以最符合 GPU 并行计算特性的方式排列数据。

配合精密计算调度，系统能够智能分配海量并行任务，确保 GPU 核心始终处于高负载状态。这使得引擎在驱动复杂物理计算的同时，依然能保持流畅的实时交互帧率。

3. 突破真实感边界：光影与材质的质变

底层效能的解放，让我们能将计算资源集中于画质的飞跃：

深层光影层次：传统实时渲染通常只能模拟 1-3 次反弹，D5引擎能够稳定计算超过8 次光线反弹 。光线在场景中充分穿梭、染色，带来了丰富的间接光照层次和柔和的接触阴影。无需人工补光，仅凭天光即可通过缝隙产生逼真的体积光雾与明暗衰减。

极致材质表现：基于能量守恒的 BRDF 计算与离线级路径追踪管线，我们彻底解决了传统方法在渲染复杂透射（多层玻璃、磨砂玻璃）和高光（车漆、镜面）时的噪点与失真。玻璃通透且带有真实折射焦散，金属高光锐利清晰，织物细腻可信。

基于D5引擎打造的 D5 Lite，实时与出图质量对比：

4. 驯服复杂设计数据：资产处理与高效渲染

建筑与可视化模型通常结构复杂、数据量大。D5引擎内置高效资产处理流水线，自动进行模型清理、智能实例化、LOD 生成与格式转换。

引擎底层针对海量三角面与复杂层级深度优化，重构了场景图管理模块，确保在超大型场景中频繁切换视角、编辑物件时，依然流畅稳定。

5. 自研着色器语言：跨平台统一

为实现跨平台的原生高性能，我们自研了 C++ 方言着色器语言与跨平台编译器，将同一份代码一键编译为 DX12 (Windows) 与 Metal (macOS) 原生代码。这套技术消除了平台协作壁垒，确保了双平台功能一致，并能发挥各自硬件的极限性能。

三、D5引擎为空间设计而生的价值

D5引擎非通用方案的改良版。它是专为建筑、空间设计师打造的实时渲染核心。
所见即所得的创作信心： 视口中的反馈无限接近最终成图，让创作决策充满自信。
极致的速度与效率： 从模型加载到最终出图，全流程提速，操作顺滑，等待时间大幅缩短。
轻量，不牺牲效果： 摈弃通用方案的冗余模块，核心专注空间表现。更轻的体量、更高的性能密度，让高端渲染能力普及至更广泛的硬件。
深谙建筑流程，非游戏逻辑： 原生支持 CAD、BIM 模型结构，提供符合设计习惯的光照、相机与视角控制，工具链围绕空间表达而非游戏关卡设计。
零门槛： 界面简洁直观，无需掌握游戏引擎知识或编程技能。
跨平台一致性保障： Windows 与 macOS 用户都将获得一致的高品质体验。

四、技术对比：D5引擎 vs 传统实时渲染管线

(以 Unreal Engine 的 Lumen 与 Path Tracer 架构为参照)

对比维度	传统实时渲染管线 (Traditional / Unreal Engine based)	D5引擎 (Proprietary Spatial Design Architecture)
底层架构基因	为游戏逻辑设计的通用架构作为通用游戏引擎，需兼顾物理模拟、交互等多系统，渲染模块需与其他子系统共享资源与架构约束，难以针对“纯视觉表现”进行极致优化。	为空间视觉设计的专用架构剔除所有非渲染冗余，从算法层面回归渲染本质。打造纯粹的全路径追踪架构，一切算力资源仅为“画质”与“交互”服务。
光影一致性 GI 核心算法	Lumen 混合光追 (Hybrid Ray Tracing) 为妥协游戏帧率，采用“光栅化+有限光追”模式，严重依赖屏幕空间探针与表面缓存。动态场景下易产生鬼影 (Ghosting)、漏光与噪点，间接光照层次缺失。预览视口与最终渲染在复杂间接光、高精度反射上仍存在差异，需用户调试。	全路径追踪 (Full Path Tracing) 摒弃混合算法，融合 ReSTIR 与 Radiance Cache 技术，实现实时 8+ 次光线反弹。无需人工补光，仅凭自然天光即可呈现深层光影层次与体积感，且画面纯净稳定。实时预览与最终出图结果高度一致。所见即所得，告别反复调试。
最终产出效率	离线路径追踪 (Offline Path Tracer) 若追求物理级真实画质，必须切换至传统的 Path Tracer。其收敛速度呈线性，需要堆叠海量采样数，导致单帧渲染耗时极长 (分钟/小时级)，无法实时交付。	极致并行的实时渲染 (Extreme Parallelism) 基于高性能的现代GPU架构与实时路径追踪算法，极致压榨GPU并行效能，实时帧率下达到接近离线路径追踪的画质。收敛速度显著提升，出图时间大幅缩短。
交互流畅度数据调度效率	通用对象模型 (General Actor Model) 数据结构为游戏交互设计，显存占用高。在处理建筑类海量高面数模型时，BVH 构建与更新受限，易出现复杂场景卡顿。	超大场景承载力 (Massive Scene Throughput) 剔除游戏逻辑的轻量化内核。专为建筑数据流重写的底层架构，在同等显存下可承载亿级三角面。即使在编辑超大城市或园林场景时，视口依然秒级响应，保持流畅的实时交互帧率。
跨平台一致性	移植与适配 (Porting) 核心通常基于 Windows/DX12 开发，对 macOS/Metal 的原生支持与性能优化相对有限。	原生双端同源 (Native Core) 自研 C++ 着色器语言与跨平台编译器。同一份核心代码一键编译为 DX12 与 Metal 原生指令，确保功能、画质与性能的一致。