CN116560858A - Vr云服务器容器隔离方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种VR云服务器容器隔离方法和系统，所述方法包括以下步骤：S101：启动VR程序；S102：获取所述VR程序的进程信息或VR接口的调用信息；S103：使用Hook程序从所述进程信息或所述调用信息中识别目标操作并进行拦截，跳转到自定义程序；S104：所述自定义程序根据所述目标操作进行处理；S105：所述自定义程序将处理结果返回所述VR程序。一种VR云服务器容器隔离系统，包括：获取模块、识别模块、发送模块、处理模块。使用本发明的方法和系统，可以达到VR云服务器资源利用率高、虚拟环境隔离性好、VR用户间不会发生相互干扰的技术效果。

Description

VR云服务器容器隔离方法及系统
技术领域
本发明涉及一种VR云服务器容器隔离方法及系统。
背景技术
在现有VR云服务器中，存在云服务器资源利用率低、虚拟环境隔离性差、用户间相互干扰等问题。首先，资源利用率低表现为一台服务器上只能运行一个VR游戏或者只能使用虚拟机方式多开，导致有资源闲置并有性能损耗。其次，虚拟环境隔离性差、用户间相互干扰表现为在同一台服务器上运行相同的VR程序，如果不做特殊处理会在不同用户的VR程序之间错误使用相同的文件和输入输出设备等，从而造成冲突。
公开号为CN114567768A的现有技术，公开一种基于VR技术的交互方法、系统，通过基于摄像头采集视频场景图像，并将所述视频场景图像信息发送至VR云服务器；所述视频场景图像信息包括摄像头位置信息以及拍摄画面；VR云服务器接收到所述视频场景图像信息，生成第一请求指令至客户端；所述客户端根据接收到的第一请求指令控制VR视频画面显示方式，并生成确认指令至VR云服务器；所述VR云服务器基于确认指令，生成VR视频画面，并将所述VR视频画面发送至客户端；所述客户端播放VR视频画面。上述方案中仍然存在云服务器资源利用率低、虚拟环境隔离性差、用户间相互干扰等问题。
发明内容
本发明要解决相关技术中云服务器资源利用率低、虚拟环境隔离性差、用户间相互干扰的问题。
针对上述存在的局限性，本发明提出了一种VR云服务器容器隔离方法和系统。
一种VR云服务器容器隔离方法，所述方法包括以下步骤：
S101：启动VR程序；
S102：获取所述VR程序的进程信息或VR接口的调用信息；
S103：使用 Hook程序从所述进程信息或所述调用信息中识别目标操作并进行拦截，跳转到自定义程序；
S104：所述自定义程序根据所述目标操作进行处理；
S105：所述自定义程序将处理结果返回所述VR程序。
进一步地：所述目标操作为进程信息中的文件读写修改操作、注册表读写修改操作、进程间通信操作；所述目标操作为所述调用信息中的输入设备信号或图像获取操作。
进一步地：所述Hook程序从所述进程信息中识别到所述目标操作时，
拦截所述VR程序的文件读写修改操作、注册表读写修改操作，跳转到所述自定义程序，所述自定义程序使所述文件读写修改操作、所述注册表读写修改操作重定向至自定义文件夹或自定义注册表；
或，拦截所述VR程序的进程间通信操作，跳转到所述自定义程序，所述自定义程序使所述进程间通信操作重定向至重命名的进程间对象。
进一步地：所述文件读写修改操作包括：创建文件、读取文件、写入文件；
所述注册表读写修改操作包括：注册表值设定。
进一步地：所述Hook程序从所述调用信息中识别到所述目标操作时，
拦截所述输入设备信号，跳转到所述自定义程序，所述自定义程序使用自定义模拟输入信号替换所述输入设备信号；或，拦截所述图像获取操作，跳转到所述自定义程序，所述自定义程序获取图像数据，将所述图像数据发送到输出设备。
进一步地：所述输入设备包括：手柄、触摸板、头部追踪器；
所述调用信息包括：创建OpenXR实例、销毁OpenXR实例、创建OpenXR会话、销毁OpenXR会话、创建交换链、销毁交换链。
进一步地：所述图像数据为渲染图像；
所述自定义程序获取所述图像数据的方式为：通过分析所述图像获取操作对应的函数，获取所述渲染图像的显存位置，从所述显存位置获取所述渲染图像。
一种VR云服务器容器隔离系统，用于实现上述的方法，所述系统包括：
获取模块：获取VR程序的进程信息或VR接口的调用信息；
识别模块：使用Hook程序识别目标操作并进行拦截；
发送模块：将所述目标操作发送到处理模块；
处理模块：使用自定义程序，处理所述目标操作。
进一步地：所述目标操作为进程信息中的文件读写修改操作、注册表读写修改操作、进程间通信操作；或，所述目标操作为所述调用信息中的输入设备信号或图像获取操作。
进一步地：所述识别模块从所述进程信息中识别到所述目标操作时，拦截所述VR程序的文件读写修改操作、注册表读写修改操作；
所述发送模块将所述文件读写修改操作、所述注册表读写修改操作发送给所述处理模块；
所述处理模块使用自定义程序将所述文件读写修改操作、所述注册表读写修改操作重定向至自定义文件夹或自定义注册表；
或，所述识别模块从所述进程信息中识别到所述目标操作时，拦截所述VR程序的进程间通信操作，
所述发送模块将所述进程间通信操作发送给所述处理模块，
所述处理模块使用自定义程序使所述进程间通信操作重定向至重命名的进程间对象；
所述识别模块从所述调用信息中识别到所述目标操作时，
拦截输入设备信号；
所述发送模块将所述输入设备信号发送到处理模块；
所述处理模块使用自定义程序将所述输入设备信号替换为自定义模拟输入信号；
或，所述识别模块从所述调用信息中识别到所述目标操作时，
拦截图像获取操作；
所述发送模块将所述图像获取操作发送至所述处理模块；
所述处理模块使用自定义程序，所述自定义程序根据所述图像获取操作对应的交换链图像函数，获取渲染图像的显存位置，从所述显存位置获取所述渲染图像发送到输出设备。
与相关技术相对比，本发明具有以下优点：
本发明的一个发明点的VR云服务器容器隔离方法，通过获取所述VR程序的进程信息或VR接口的调用信息；使用 Hook程序从所述进程信息识别目标操作并进行拦截，跳转到自定义程序，通过自定义程序控制进程操作，从而实现进程资源隔离，并且这种方式实现的进程级资源隔离更轻量，不需要多个虚拟操作系统也能多路运行VR游戏，从而更能充分利用服务器资源；使用 Hook程序从所述调用信息中识别目标操作并进行拦截，跳转到自定义程序，通过自定义程序控制VR程序的调用，从而可以避免不同用户之间的冲突。
本发明的一个发明点的VR云服务器容器隔离系统，通过设置获取模块、识别模块、发送模块、处理模块，从而实现上述方法，也具有上述方法的优点。
附图说明
图1为本发明一个实施例的VR云服务器容器隔离方法的流程图；
图2为本发明一个实施例的VR云服务器容器隔离系统的框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文中所涉及的表征手段均可参阅现有技术中的相关描述，本文中不再赘述。
为了进一步了解本发明，下面结合最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
如图1-2所示，一种VR云服务器容器隔离方法，所述方法包括以下步骤：
S101：启动VR程序；
S102：获取所述VR程序的进程信息或VR接口的调用信息；
S103：使用 Hook程序从所述进程信息或所述调用信息中识别目标操作并进行拦截，跳转到自定义程序；
S104：所述自定义程序根据所述目标操作进行处理；
S105：所述自定义程序将处理结果返回所述VR程序。
VR(Virtual Reality虚拟现实)是现代多媒体技术的综合应用形式,集计算机硬件技术、传感技术、人工智能技术于一体, 主要依赖于三维实时图形显示、三维定位跟踪、触觉传感等技术。
钩子函数（Hook）：是指一种用于捕获消息的函数，通过Hook程序可将原有的程序改变为期望的程序。所述Hook程序使用Hook库函数。
本发明的VR云服务器容器隔离方法基于OpenXR框架，该框架对AR/VR设备的能力进行抽象，是一套统一的开发API，不同的开发引擎对该API进行二次封装，形成开发SDK，提供给AR/VR应用开发者使用。其优点是开发者只需关注开发引擎本身，无需关注AR/VR设备间差异，将复杂的设备和平台兼容问题交给底层的通用开发框架（OpenXR）来负责。第三方应用通过载入器使用OpenXR的功能，载入器负责与接口层、运行库交互。运行库负责与AR/VR设备交互并驱动设备提供的功能。载入器根据功能需要，在第三方应用跟运行库之间调配接口层。接口层用于验证、跟踪、调试被第三方应用调用的接口，也可以添加和修改接口的功能。所述框架不限于OpenXR，还可以使用其他框架，例如基于openAR上也可以使用本发明的方法和系统。所述开发引擎包括但不限于UnrealEngine、Unity等。
通过获取所述VR程序的进程信息或VR接口的调用信息；使用 Hook程序从所述进程信息识别目标操作并进行拦截，跳转到自定义程序，通过自定义程序控制进程操作，从而实现更好的进程资源隔离，并且使进程级资源隔离更轻量，不需要多个虚拟操作系统也能多路运行VR游戏，从而更能充分利用服务器资源；使用 Hook程序从所述调用信息中识别目标操作并进行拦截，跳转到自定义程序，通过自定义程序控制VR程序的调用，从而避免不同用户之间的冲突。通过使用Hook程序隔离OpenXR接口，接管OpenXR的操作，能灵活的虚拟输入设备和获取输出数据，从而摆脱VR游戏对运行环境的依赖，将处理逻辑集成在隔离容器里。
实施例2
在实施例1的基础上，如图1-2所示，进一步地：所述目标操作为进程信息中的文件读写修改操作、注册表读写修改操作、进程间通信操作；或，所述目标操作为所述调用信息中的输入设备信号或图像获取操作。
进一步地：所述Hook程序从所述进程信息中识别到所述目标操作时，
拦截所述VR程序的文件读写修改操作、注册表读写修改操作，跳转到所述自定义程序，所述自定义程序使所述文件读写修改操作、所述注册表读写修改操作重定向至自定义文件夹或自定义注册表；
或，拦截所述VR程序的进程间通信操作，跳转到所述自定义程序，所述自定义程序使所述进程间通信操作重定向至重命名的进程间对象。
进一步地：所述文件读写修改操作包括：创建文件、读取文件、写入文件；
所述注册表读写修改操作包括：注册表值设定。
在OpenXR中创建文件、读取文件、写入文件、注册表值设定对应的函数分别为：CreateFile、ReadFile、WriteFile、RegSetValueEx。
例如， 将CreateFile，WriteFile等修改操作重定向到自定义（用户的）文件夹/注册表内，ReadFile等操作在读取文件时优先读取自定义（用户的）文件夹下的文件。
进一步地：所述Hook程序从所述调用信息中识别到所述目标操作时，
拦截所述输入设备信号，跳转到所述自定义程序，所述自定义程序使用自定义模拟输入信号替换所述输入设备信号；或，拦截所述图像获取操作，跳转到所述自定义程序，所述自定义程序获取图像数据，将所述图像数据发送到输出设备。上述过程中，自定义程序可欺骗VR程序检测虚拟设备，远端发送设备输入给虚拟设备，由虚拟设备模拟发送。
进一步地：所述输入设备包括：手柄、触摸板、头部追踪器；
所述调用信息包括：创建OpenXR实例、销毁OpenXR实例、创建OpenXR会话、销毁OpenXR会话、创建交换链、销毁交换链。
输入设备信号都可以通过xrGetActonState开头的函数获得，例如xrGetActionStateBoolean等。
调用信息对应的OpenXR中的相关函数有： xrCreateInstance：创建OpenXR实例；xrDestroyInstance：销毁OpenXR实例；xrCreateSession：创建OpenXR会话；xrDestroySession：销毁OpenXR会话；xrCreateSwapchain：创建交换链；xrDestroySwapchain：销毁交换链等。
进一步地：所述图像数据为渲染图像；
所述自定义程序获取所述图像数据的方式为：通过分析所述图像获取操作对应的函数，获取所述渲染图像的显存位置，从所述显存位置获取所述渲染图像。
分析所述图像获取操作对应的函数的方式例如：通过OpenXR的API中的获取交换链图像函数（xrAcquireSwapchainImage函数）等跟渲染相关的函数，找到渲染好的图像的显存位置。所述渲染相关的函数包括但不限于xrAcquireSwapchainImage函数、xrCreateSwapchain函数、xrDestroySwapchain函数等。
在VR云服务器虚拟环境上，本发明实现了两个维度的隔离容器：进程资源隔离和VR接口隔离：
进程资源隔离：在隔离容器中，使用进程隔离技术，将每个用户的虚拟环境运行在独立的进程中，确保彼此之间的资源不会相互干扰。使用Hook的方法，在VR程序进程运行时拦截程序的文件读写、进程间通信等操作，返回给进程虚拟的文件镜像和重命名的进程间对象，从而使多个相同进程启动时不会产生冲突。
VR接口隔离：在隔离容器中实现VR接口的隔离，确保每个用户在虚拟环境中只能访问自己的VR接口，避免不同用户之间的干扰。在Hook代码中，对VR接口的调用进行监控和重定向，避免相同VR程序多路并发时发生冲突。VR接口这里指OpenXR的公开API，一般windows环境的VR程序都会接入OpenXR的SDK。
每个隔离后的单个容器支持以下功能：
输入控制：实现虚拟输入设备模拟器，通过隔离容器中的Hook拦截VR软件调用的OpenXR接口，模拟输入设备信号，例如手柄、触摸板、头部追踪器等。
输出数据：通过隔离容器中的Hook拦截VR软件调用的OpenXR接口，从隔离容器中获取OpenXR接口返回的图像数据，并将其传递到对应的输出设备。
本发明实现了一个进程级的虚拟隔离容器，VR应用可以直接通过虚拟隔离容器运行，不需要依赖steamVR等其他环境，调用虚拟隔离容器的接口即可实现虚拟输入设备的操作输入和VR图像等数据的输出。
实施例3
在实施例1或2的基础上，如图1-2所示，一种VR云服务器容器隔离系统，用于实现上述的方法，所述系统包括：
获取模块：获取VR程序的进程信息或VR接口的调用信息；
识别模块：使用Hook程序识别目标操作并进行拦截；
发送模块：将所述目标操作发送到处理模块；
处理模块：使用自定义程序，处理所述目标操作。
实施例4
在实施例3的基础上，如图1-2所示，进一步地：所述目标操作为进程信息中的文件读写修改操作、注册表读写修改操作、进程间通信操作；或，所述目标操作为所述调用信息中的输入设备信号或图像获取操作。
进一步地：所述识别模块从所述进程信息中识别到所述目标操作时，
拦截所述VR程序的文件读写修改操作、注册表读写修改操作；
所述发送模块将所述文件读写修改操作、所述注册表读写修改操作发送给所述处理模块；
所述处理模块使用自定义程序将所述文件读写修改操作、所述注册表读写修改操作重定向至自定义文件夹或自定义注册表；
或，所述识别模块从所述进程信息中识别到所述目标操作时，拦截所述VR程序的进程间通信操作，
所述发送模块将所述进程间通信操作发送给所述处理模块，
所述处理模块使用自定义程序使所述进程间通信操作重定向至重命名的进程间对象。
或，所述识别模块从所述调用信息中识别到所述目标操作时，
拦截输入设备信号；
所述发送模块将所述输入设备信号发送到处理模块；
所述处理模块使用自定义程序将所述输入设备信号替换为自定义模拟输入信号；
或，所述识别模块从所述调用信息中识别到所述目标操作时，拦截图像获取操作；
所述发送模块将所述图像获取操作发送至所述处理模块；
所述处理模块使用自定义程序，所述自定义程序根据所述图像获取操作对应的交换链图像函数，获取渲染图像的显存位置，从所述显存位置获取所述渲染图像发送到输出设备。
在本发明的实施例中，本发明的方法和系统可以用于VR云服务器环境隔离，可以理解，所述方法和系统不限于上述应用，还可以用于其他适用于本发明的发明构思的云服务器环境隔离的应用场景中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种VR云服务器容器隔离方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
S101：启动VR程序；
S102：获取所述VR程序的进程信息或VR接口的调用信息；
S103：使用 Hook程序从所述进程信息或所述调用信息中识别目标操作并进行拦截，跳转到自定义程序；
S104：所述自定义程序根据所述目标操作进行处理；
S105：所述自定义程序将处理结果返回所述VR程序。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述目标操作为进程信息中的文件读写修改操作、注册表读写修改操作、进程间通信操作；或，所述目标操作为所述调用信息中的输入设备信号或图像获取操作。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述Hook程序从所述进程信息中识别到所述目标操作时，
拦截所述VR程序的文件读写修改操作、注册表读写修改操作，跳转到所述自定义程序，所述自定义程序使所述文件读写修改操作、所述注册表读写修改操作重定向至自定义文件夹或自定义注册表；
或，拦截所述VR程序的进程间通信操作，跳转到所述自定义程序，所述自定义程序使所述进程间通信操作重定向至重命名的进程间对象。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述文件读写修改操作包括：创建文件、读取文件、写入文件；
所述注册表读写修改操作包括：注册表值设定。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述Hook程序从所述调用信息中识别到所述目标操作时，
拦截所述输入设备信号，跳转到所述自定义程序，所述自定义程序使用自定义模拟输入信号替换输入设备信号；或，拦截所述图像获取操作，跳转到所述自定义程序，所述自定义程序获取图像数据，将所述图像数据发送到输出设备。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：
所述输入设备包括：手柄、触摸板、头部追踪器；
所述调用信息包括：创建OpenXR实例、销毁OpenXR实例、创建OpenXR会话、销毁OpenXR会话、创建交换链、销毁交换链。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于：
所述图像数据为渲染图像；
所述自定义程序获取所述图像数据的方式为：通过分析所述图像获取操作对应的函数，获取所述渲染图像的显存位置，从所述显存位置获取所述渲染图像。
8.一种VR云服务器容器隔离系统，其特征在于：用于实现如权利要求1-7任意一项所述的方法，所述系统包括：
获取模块：获取VR程序的进程信息或VR接口的调用信息；
识别模块：使用Hook程序识别目标操作并进行拦截；
发送模块：将所述目标操作发送到处理模块；
处理模块：使用自定义程序，处理所述目标操作。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于：
所述目标操作为进程信息中的文件读写修改操作、注册表读写修改操作、进程间通信操作；或，所述目标操作为所述调用信息中的输入设备信号或图像获取操作。
10.如权利要求8所述的系统，其特征在于：
所述识别模块从所述进程信息中识别到所述目标操作时，
拦截所述VR程序的文件读写修改操作、注册表读写修改操作；
所述发送模块将所述文件读写修改操作、所述注册表读写修改操作发送给所述处理模块；
所述处理模块使用所述自定义程序将所述文件读写修改操作、所述注册表读写修改操作重定向至自定义文件夹或自定义注册表；
或，所述识别模块从所述进程信息中识别到所述目标操作时，
拦截所述VR程序的进程间通信操作，
所述发送模块将所述进程间通信操作发送给所述处理模块，
所述处理模块使用所述自定义程序，使所述进程间通信操作重定向至重命名的进程间对象；
或，所述识别模块从所述调用信息中识别到所述目标操作时，
拦截输入设备信号；
所述发送模块将所述输入设备信号发送到处理模块；
所述处理模块使用所述自定义程序将所述输入设备信号替换为自定义模拟输入信号；
或，所述识别模块从所述调用信息中识别到所述目标操作时，
拦截图像获取操作；
所述发送模块将所述图像获取操作发送至所述处理模块；
所述处理模块使用所述自定义程序，所述自定义程序根据所述图像获取操作对应的交换链图像函数，获取渲染图像的显存位置，从所述显存位置获取所述渲染图像发送到输出设备。
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