CN113271298A - 一种vr云游戏在线低延时传输方法及vr云游戏平台 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种VR云游戏在线低延时传输方法及VR云游戏平台，涉及云游戏技术领域。该VR云游戏在线低延时传输方法能够通过在服务器与VR设备间搭设端口的方式，避免游戏信号和网络信号在传输过程中的大幅度衰弱，提升VR云游戏的画质并减少延迟，从根本上改善客户的游戏体验。此外本发明还提出了一种VR云游戏平台，能够显示更高的图像质量以及进行更低的延迟传输，从而提高用户的游戏体验，使VR云游戏带来新的游戏革命。

Description

一种VR云游戏在线低延时传输方法及VR云游戏平台

技术领域

本发明涉及云游戏技术领域，具体而言，涉及一种VR云游戏在线低延时传输方法及VR云游戏平台。

背景技术

云游戏是基于云计算和串流技术基础的在线游戏方式，游戏并没有安装在家的游戏终端而是在云端服务器中运行，并由云端服务器通过计算、渲染等，再由网络传输给玩家游戏终端。玩家能够实现在任意设备上玩游戏，而无需拥有加载物理硬件或游戏拷贝，使图形处理与数据运算能力相对有限的轻端设备能运行高品质游戏。通俗来讲，可以理解为游戏的流媒体化，因此又被称为流式游戏。即将游戏所需的算力、渲染等放在云端，而显示器、鼠标键盘等只充当输入指令、输出视频等作用，因此可以彻底解放终端和硬件束缚，使用户在任意地点用任意终端进行无需下载的在线游戏畅玩。

虚拟现实技术(英文名称：Virtual Reality，缩写为VR)，又称灵境技术，是20世纪发展起来的一项全新的实用技术。虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术，其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。随着社会生产力和科学技术的不断发展，各行各业对VR技术的需求日益旺盛。所谓虚拟现实，顾名思义，就是虚拟和现实相互结合。从理论上来讲，虚拟现实技术(VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，使用户沉浸到该环境中。虚拟现实技术就是利用现实生活中的数据，通过计算机技术产生的电子信号，将其与各种输出设备结合使其转化为能够让人们感受到的现象，这些现象可以是现实中真真切切的物体，也可以是我们肉眼所看不到的物质，通过三维模型表现出来。因为这些现象不是我们直接所能看到的，而是通过计算机技术模拟出来的现实中的世界，故称为虚拟现实。而目前市面上已经出现了云游戏和VR技术相结合的VR云游戏，但是目前市面上的VR云游戏由于技术的不成熟，常常存在着图像显示质量差、延迟高等问题，对于用户体验来说相对较差。

因此，市面上急需一种能够使用户体验更好的VR云游戏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种VR云游戏在线低延时传输方法，其能够通过云端服务器与VR设备间搭设端口的方式，避免游戏信号和网络信号在传输过程中的大幅度衰弱，提升VR云游戏的画质并减少延迟，从根本上改善客户的游戏体验。

本发明的另一目的在于提供一种VR云游戏平台，其能够显示更高的图像质量以及进行更低的延迟传输，从而提高用户的游戏体验，使VR云游戏带来新的游戏革命。

本发明的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种VR云游戏在线低延时传输方法，其包括如下步骤，VR设备通过专用信令通道，调用音视频指令数据，使用SHA256算法对音视频指令数据进行加密，得到加密数据，将加密数据发送至端口并云端进行交互，云端服务器收到由端口所传输的加密数据后，使用公钥密钥的方式对加密数据进行解密，得到解密数据，云端服务器将解密数据转化为音视频信号，然后通过音视频编码算法转换为信息文件，再通过云端服务器传输给端口，由端口将信息文件传输给VR设备，VR设备收到信息文件后通过解码算法生成解码文件，再由VR设备通过解码文件拉取音视频信号并作展示。

本申请实施例还提供了一种VR云游戏平台，其包括依次连接的云端服务器、端口和VR设备。

在本发明的一些实施例中，上述云端服务器包括图像处理模块、数据处理模块、算法模块和网络模块，图像处理模块与数据处理模块连接，算法模块分别与数据处理模块和图像处理模块连接，网络模块与算法模块连接。

在本发明的一些实施例中，上述图像处理模块包括GPU集群。

在本发明的一些实施例中，上述数据处理模块包括CPU集群。

在本发明的一些实施例中，上述算法模块包括云计算中心模块和边缘云计算模块，边缘云计算模块与云计算中心模块连接。

在本发明的一些实施例中，上述网络模块包括IPQAM网络模块和纯IP网络模块，IPQAM网络模块和纯IP网络模块分别与云计算中心模块连接。

在本发明的一些实施例中，上述IPQAM网络模块和纯IP网络模块均包括防火墙。

在本发明的一些实施例中，上述端口包括机顶盒，机顶盒包括经过延迟优化和VR图形处理优化后的芯片。

在本发明的一些实施例中，上述VR云游戏平台还包括服务系统，服务系统分别与端口和VR设备连接，服务系统包括充值模块和订阅模块。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

一、本申请实施例提供一种VR云游戏在线低延时传输方法，该VR云游戏在线低延时传输方法将端口搭建于云端服务器和VR终端之间，并将云端服务器所传输的图像信号进行解码，再由端口进行重新编码，最后传递给VR设备进行显示，只需要VR设备进行简单的显示功能，不需要VR设备进行图像的重新编码，从而提高了图像的质量，而且端口还能改变网络信号的传输渠道，从而降低网络信号的延迟，将延迟控制在0.5ms内，进而大大提高了用户的游戏体验。

二、本申请实施例还提供了一种VR云游戏平台，该VR云游戏平台既能够提高图像的质量，还能降低网络传输的延迟，大大提高用户的游戏体验，进而使游戏时代进入全新的发展阶段。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，若出现术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。

实施例1

请参阅图1，图1所示为本发明实施例的流程示意图。

本实施例提供了一种VR云游戏平台，其包括依次连接的云端服务器、端口和VR设备。其中主要通过云端服务器运行游戏内容，运行后的游戏内容被解码成信号，由服务器通过网络发送给端口，再由端口将接收到的游戏信号进一步转码，处理成VR图像信号，再选择最合适的网络通信渠道将VR图像信号由端口发送给VR设备，进而由VR设备进行接收。其中VR设备一般包括图像显示设备和操作设备，通过操作设备向端口发出反馈信号，当端口接收到反馈信号后，进一步处理后选择云端服务器的网络渠道，并通过该网络渠道发送给云端服务器，再由云端服务器处理后重新转换成游戏信号发送给端口，从而实现游戏内的交互功能。在本实施例中，通过5G网络进行信号传输，使信号的传输速度相比目前4G网络传输速度更快。另外，传输介质可以为光纤或电缆。

如图1所示，上述云端服务器包括图像处理模块、数据处理模块、算法模块和网络模块，图像处理模块与数据处理模块连接，算法模块分别与数据处理模块和图像处理模块连接，网络模块与算法模块连接。图像处理模块能够在云端实时对游戏的图像进行演算和处理，不需要用户再去花费大量的金钱去购买GPU等其他类型的图像处理硬件。而且图像处理模块不止能够对图像进行处理，还能提供更高的算力，实现辅助设计以及人机交互等操作。数据处理模块能够合理调配图像处理模块的资源，针对某些复杂的图形能够调用更多的图像处理模块中的算力去处理，如图像中的草地以及湖面等，通过数据处理模块进行识别从而调用更多的算力以便于显示更多的细节，而图像中的天空等，则由数据处理模块识别进而调用更少的算力以便于节约图像处理模块中的资源，从而便于同一时间将更多的算力用于显示细节，做到图像显示的层次化和差异化。算法模块能够接收图像处理模块中的图像数据，并对这些数据进行解码和编码，以便于使图像的分辨率符合VR设备处理的需求，而且还能将重新解码后的图像中的多余数据进行删除，合理对同屏显示的内容进行有效筛选，从而大大节省了传输频带，提高了传输效率。而网络服务可以根据用户当前的网络环境从而利用不同信道的传输能力和安全性构成一个完整的传输系统，使游戏信号得到快速且可靠的传输。如图1所示，上述图像处理模块包括GPU集群。GPU集群能够多线程同时处理多个图像，并针对不同的端口输出不同的图像，不仅算力相比单块GPU的算力更高，且可以多线程同时工作，方便在处理图像的时候处理交互，避免造成交互延迟感过高的问题。在本实施例中，所使用的GPU的品牌为英伟达，且多个GPU之间既有串联又有并联。另外，可以根据算力需求以及成本考虑选择锐龙或者英特尔的GPU。

如图1所示，上述数据处理模块包括CPU集群。通过CPU集群能针对不同的端口接收并发送不同的处理信号，便于同时间进行高效的浮点运算，以便于支持云端上万名用户的数据的同时处理。在本实施例中，所用CPU的品牌为锐龙，CPU的制程为7nm。另外，也可以根据实际需求和算力而选用英特尔的CPU，或者适当减小甚至增大CPU的制程。

如图1所示，上述算法模块包括云计算中心模块和边缘云计算模块，边缘云计算模块与云计算中心模块连接。云计算(cloud computing)是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。云计算早期，简单地说，就是简单的分布式计算，解决任务分发，并进行计算结果的合并。因而，云计算又称为网格计算。通过这项技术，可以在很短的时间内(几秒钟)完成对数以万计的数据的处理，从而达到强大的网络服务。而现阶段所说的云服务已经不单单是一种分布式计算，而是分布式计算、效用计算、负载均衡、并行计算、网络存储、热备份冗杂和虚拟化等计算机技术混合演进并跃升的结果。云计算中心模块就主要通过云计算的方式对用户的数据进行处理和计算，而边缘云计算模块的主要意义在于对云计算中心模块的减负，通过将部分计算工作转移至边缘计算节点并以5G等通信手段对就近终端进行实时的数据传输。由于它整合了数据采集、处理、执行三大能力，避免了数据上传下达所产生的时延弊端，由此提升了本地游戏终端的处理能力与响应速度。如图1所示，上述网络模块包括IPQAM网络模块和纯IP网络模块，IPQAM网络模块和纯IP网络模块分别与云计算中心模块连接。IPQAM网络模块满足VR业务的单频点、大带宽(至少30mbps)需求的网络资源分配的问题，可以将IPQAM的资源分为两部分，例如：将其中两个频点资源由云VR系统管理，包括：频点、区域码、IP和端口、节目号、符号率、QAM方式等信息。云VR系统根据用户需求，以及IPQAM所服务区域，为用户分配相应的资源，并提供服务，此部分需要在网络中单独分配两个频点给VR设备专用。当用户所处的网络环境不支持IPQAM的方式进行传输时，采用纯IP网络模块进行传输。在本实施例中，IPQAM网络模块和纯IP网络模块都处于5G网络覆盖下，便于提高传输速度。另外，IPQAM网络模块和纯IP网络模块还可以采用线缆或光纤作为信号传导介质。

如图1所示，上述IPQAM网络模块和纯IP网络模块均包括防火墙。其中传输的数据主要分为下行数据和上行数据，由于考虑到安全等保的要求，在IPQAM网络模块中，上行数据均通过防火墙的检测，上行数据量与已经建成的云游戏平台类似，因此可以利用已经建成的云游戏平台防火墙对云VR平台信令数据进行防护，而下行视频数据为单向数据传输，可以直接发送到IPQAM，码流为单向数据,因此VR码流不需要过防火墙。而在纯IP网络模块中，由于利用IP网传输视频和操控信令数据时，数据无法区分视频和信令，因此考虑到安全等保的要求，上下行数据均通过防火墙的检测。但是现网中光纤人户用户量较少暂时按照全网有20％IP用户并发量计算，占用20％×30M×用户数＝带宽数计算，使用的云游戏平台防火墙能力需要满足以上安全要求。另外，考虑到未来网络安全技术的发展，也可以在IPQAM的下行数据的传输中设置防火墙，提升数据的安全性。

如图1所示，上述端口包括机顶盒，机顶盒包括经过延迟优化和VR图形处理优化后的芯片。由于VR机顶盒涉及到对机顶盒的CPU和GPU性能要求，因此目前仅支持基于Hi3798CV200芯片的机顶盒，并采用Android操作系统。项目前期已经对该芯片进行了时延性能和VR图形处理方面的优化。如图1所示，上述VR云游戏平台还包括服务系统，服务系统分别与端口和VR设备连接，服务系统包括充值模块和订阅模块。在本实施例中，云VR平台与BOSS平台对接(或其他平台)实现业务的订购和充值等，可根据现有BOSS接口进行对接。由于云VR专用终端没有CA卡，因此不提供CA卡号用于在boss系统完成付费。考虑到终端内可以内置序列号和mac地址,所以使用序列号和mac地址与用户CA卡号进行后台绑定，终端发放时将绑定关系同步到云VR系统，用户利用序列号和mac地址就可以实现登陆，并识别用户CA卡号，完成后续支付操作。另外，也可以选用其他的支付平台。

实施例2

请参阅图1，图1所示为本发明实施例的流程示意图。

本实施例基于实施例1实施。

本申请实施例提供一种VR云游戏在线低延时传输方法，其包括如下步骤，VR设备通过专用信令通道，调用音视频指令数据，使用SHA256算法对所述音视频指令数据进行加密，得到加密数据，将加密数据发送至端口并云端进行交互，云端服务器收到由端口所传输的加密数据后，使用公钥密钥的方式对加密数据进行解密，得到解密数据，云端服务器将解密数据转化为音视频信号，然后通过音视频编码算法转换为信息文件，再通过云端服务器传输给端口，由端口将信息文件传输给VR设备，VR设备收到信息文件后通过解码算法生成解码文件，再由VR设备通过解码文件拉取音视频信号并作展示。其中信令通道能够在VR设备产生互动后，将数据传输给端口，再由端口传输给云端服务器，此时云端服务器生成对应的音视频信号并将其传输给端口，再传输给VR设备，达到云端即时演算的目的。而加密能够保证音视频信号传递的安全性，避免音视频信号被窃取，从而保护客户的隐私。

可以理解，图1所示仅为示意，本VR云游戏平台还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述：

一、本申请实施例提供一种VR云游戏在线低延时传输方法，该VR云游戏在线低延时传输方法将端口搭建于云端服务器和VR终端之间，并将云端服务器所传输的图像信号进行解码，再由端口进行重新编码，最后传递给VR设备进行显示，只需要VR设备进行简单的显示功能，不需要VR设备进行图像的重新编码，，从而提高了图像的质量，而且端口还能改变网络信号的传输渠道，从而降低网络信号的延迟，并将延迟控制在0.5ms内，进而大大提高了用户的游戏体验。

二、本申请实施例还提供了一种VR云游戏平台，该VR云游戏平台既能够提高图像的质量，还能降低网络传输的延迟，大大提高用户的游戏体验，进而使游戏时代进入全新的发展阶段。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种VR云游戏在线低延时传输方法，其特征在于，包括如下步骤，VR设备通过专用信令通道，调用音视频指令数据，使用SHA256算法对所述音视频指令数据进行加密，得到加密数据，将所述加密数据发送至端口并云端进行交互，云端服务器收到由所述端口所传输的加密数据后，使用公钥密钥的方式对所述加密数据进行解密，得到解密数据，云端服务器将所述解密数据转化为音视频信号，然后通过音视频编码算法转换为信息文件，再通过云端服务器传输给所述端口，由所述端口将所述信息文件传输给所述VR设备，所述VR设备收到所述信息文件后通过解码算法生成解码文件，再由所述VR设备通过所述解码文件拉取所述音视频信号并作展示。

2.一种基于权利要求1所述的VR云游戏在线低延时传输方法的VR云游戏平台，其特征在于，包括依次连接的云端服务器、端口和VR设备。

3.根据权利要求2所述的VR云游戏平台，其特征在于，所述云端服务器包括图像处理模块、数据处理模块、算法模块和网络模块，所述图像处理模块与所述数据处理模块连接，所述算法模块分别与所述数据处理模块和图像处理模块连接，所述网络模块与所述算法模块连接。

4.根据权利要求3所述的VR云游戏平台，其特征在于，所述图像处理模块包括GPU集群。

5.根据权利要求3所述的VR云游戏平台，其特征在于，所述数据处理模块包括CPU集群。

6.根据权利要求3所述的VR云游戏平台，其特征在于，所述算法模块包括云计算中心模块和边缘云计算模块，所述边缘云计算模块与所述云计算中心模块连接。

7.根据权利要求6所述的VR云游戏平台，其特征在于，所述网络模块包括IPQAM网络模块和纯IP网络模块，所述IPQAM网络模块和纯IP网络模块分别与所述云计算中心模块连接。

8.根据权利要求7所述的VR云游戏平台，其特征在于，所述IPQAM网络模块和纯IP网络模块均包括防火墙。

9.根据权利要求1所述的VR云游戏平台，其特征在于，所述端口包括机顶盒，所述机顶盒包括经过延迟优化和VR图形处理优化后的芯片。

10.根据权利要求2-9任意一项所述的VR云游戏平台，其特征在于，还包括服务系统，所述服务系统分别与所述端口和VR设备连接，所述服务系统包括充值模块和订阅模块。

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