云境课堂 | 性能升级对于云端CAE产品的影响

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Simversus作为一款云端的CAE产品，它具有“即开即用，免安装、免升级、免维护”的优势，不受限于本地，一切运算皆在“云端漫步”。因此，这也对云端CAE产品的计算性能有着非常高的要求。性能升级是一件需要长期投入的工作，它贯穿于CAE产品使用的每个环节，一切会影响用户使用体验的环节都持续存在着可升级的空间，但是对于用户来说，并非每个环节都是可见的。本期云境课堂以Simversus为例，让我们一起看一看性能对于产品技术路径和用户体验的影响吧~

我们从用户视角在Simversus进行一次全流程的仿真，其流程图如下。在Simversus中，仿真全流程由四部分组成：

1、文件导入与加载

2、网格生成

3、仿真配置

4、后处理可视化。

那么，这些又是如何通过技术实现的呢？在技术实现的过程中，是否存在性能升级的空间呢？我们一起探究一下吧~

首先是“文件导入与加载”的流程，在技术层面，要经过前端文件缓存、发送文件传输请求、检测文件修复和格式转化、三角网格剖分处理、前端渲染的步骤，用户才能从上传文件到查看/交互文件模型。这其中每个步骤都存在非常大的性能升级的空间，例如，当前大文件的几何加载时间大约需要几十秒，其中较为费时的是三角网格剖分处理和前端渲染两个环节，如果将其进行性能优化，预计加载时间将缩短数倍，特别是大文件的导入与加载，性能升级的影响尤其显著。

其次是“网格生成”的流程，用户视角是点击网格生成→查看并对网格进行操作，技术层面则是需要经过网格生成申请、网格处理与网格文件生成、渲染交互三个步骤，其中“网格处理与网格文件生成”是较为核心的环节，它影响了仿真计算的精准度、可处理文件大小以及运算效率。例如，在去年v1.3版本中上线的GPU网格化功能则是对“网格处理与网格文件生成”进行了性能的提升，通过GPU网格化的算法，在网格单元数达到1000万时，加速比可达到1-2个数量级（对比CPU网格化），这一功能上线后，极大程度地提升了Simversus生成网格和仿真运行的效率。

接下来，是“仿真配置”流程，用户进行仿真参数设置和点击运行的操作，技术路径为：前端生成仿真请求、生成后处理结果文件、拉取后处理结果到前端、渲染交互处理，最后用户查看仿真结果。针对以上的每个节点，在技术和算法的层面也有较大的性能优化的空间，例如通过优化渲染函数，减少渲染交互处理的时间，帮助结果展示和交互更加流畅。

最后是“后处理”流程，用户选择后处理可视化的工具（这里我们以截面为例），在用户配置截面参数后，要先后经过后端服务器的网格处理、内容传输、本地浏览器的解析、和前端的渲染才能为用户展示后处理可视化的结果，这个流程中，涉及后端服务器、本地浏览器、前端的渲染三个部分，当进行大文件的后处理操作时，云端CAE产品容易出现卡顿和加载速度慢的问题，如果可以对服务器进行性能升级、渲染能力进行优化后，卡顿和速度慢的问题会得到大幅的解决，支持上传和后处理的文件大小也会得到扩容。

上述四个流程中都涉及到了文件的前后端传输和渲染的环节，文件传输和渲染通常受外界因素影响更多，例如网速，本地浏览器性能等等，但是对于云端CAE产品而言，也仍然存在着算法层面的性能优化，例如通过模型压缩降低传输数据量，提升加载速度、通过模型轻量化的技术对模型进行精度范围内的大小精简，加载速度大幅提升，且模型质量基本无损。

云端CAE产品的性能升级是每一次功能迭代的基础，随着功能的丰富，在底层算法和运算性能上也要持续增强，以保障功能的流畅使用和用户的进阶需求。CAE产品的性能升级通常不是从0到1的过程，而是从60分到80分再到90分的过程。对于Simversus来说，性能的打怪升级之路还有很长的一段要走。在这个过程中，我们的动力就是用户的不断使用和反馈。

来源：云境智仿

网格处理渲染

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首次发布时间：2023-04-26