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去繁从简 云领未来----云时代VR技术

发布时间: 2016-09-07 13:49:30   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:
摘要: 视博云所提供的云VR平台基于VR应用流化技术提升VR技术的可用性,该流化技术在云游戏的应用中已颇有成效。

  自2014 年Facebook 以20亿美元收购Oculus开启全球VR时代,Oculus、索尼、HTC已成为VR三大巨头厂商,中国市场也紧随其后,在众多产业资本的积极涌入的情况下,国内VR产业热度已仅次于美国。目前国内暴风魔镜、乐相科技、3Glasses等均有代表产品发售,2016年1月21日暴风魔镜宣布2.3亿元B轮融资,融资完成后估值已达14.3亿,成为国内目前估值最高的VR公司。

 

  尽管VR产业风生水起,成为IT业界的焦点,但是众所周知由于大量计算、渲染、显示、操控等技术能力所限,目前VR技术实用化尚存在一定的距离,多数VR产品也处于用户尝鲜阶段,还不能为用户提供便利的使用。

 

  VR概念与应用

 

  VR指通过计算机模拟三维空间,借助头盔、眼镜、耳机、操控外设等设备进行显示和交互,营造出一个接近真实的虚拟世界。

  

  VR产品可广泛的应用于游戏娱乐、影视演艺、VR直播、社交、教育培训、旅游展示、购物交易、工业仿真、古迹复原、城市规划、装修设计等众多领域,提升用户体验,带来更大的行业价值。

 

  现有VR设备存在的问题

 

  为了实现VR业务的支撑,基于现有的技术基础,市场上主流的VR产品主要分为三类:外接式VR眼镜、手机式VR眼镜、一体式VR眼镜。

 

 

 

图 1外接式VR眼镜

 

•       外接式VR眼镜,需借助PC机所具备的计算、渲染能力和外接式VR眼镜的显示能力,为用户提供了目前最佳的VR展示体验,但是由于使用不便(线缆影响)和昂贵的价格阻碍了该类设备大量进入家庭。代表产品有SONY的PSVR、Oculus VR和HTC Vive。

 

•       手机式VR眼镜,虽然手机式VR眼镜,利用VR眼镜盒为用户提供了门槛最低的VR获取方式,并为用户带来了轻便、舒适、使用场景宽泛、无线舒服等等优势,但因为手机本身的画面渲染效果差,屏幕的分辨率、刷新率也相对偏低、手机发热、待机时间短等问题,最后再加上制作不甚精良的内容,导致了很多手机VR眼镜盒的沉浸感微乎其微,甚至带来头晕的负面效应。作为入门体验还可以接受,而真正的VR应用,甚至精美的VR视频都是无法承载。

 

•       一体式VR眼镜,便利的一体化设计,能够和手机式VR眼镜有类似的问题,薄弱的计算和渲染能力,无法承载VR应用进一步发展。

构建新一代的云VR平台

 

  云VR平台是一个以云计算和VR应用流化技术为基础,以视频流作为云端到终端沟通的媒介,以云端运行VR应用 + VR眼镜的组成架构。云VR是对云计算技术的灵活运用,将云计算和VR技术有效的结合,解决了传统VR产品架构面临的VR应用承载和展现的问题。

   

   ● 云VR平台技术架构

 

  在云VR架构中,所有的VR应用均运行在云端,利用云端的强大计算能力和显卡的渲染能力实现VR应用运行结果的呈现,云端运行的画面和声音经过低时延编码技术的处理,形成实时的内容流。实时流通过网络发送到终端,实现低时延解码并呈现于VR显示设备上。同时VR显示设备将用户的控制信令发送到云端用于操控应用,实现用户与应用的互动。因此,云VR架构中,主要利用了云端的VR应用运行能力和VR眼镜的视频播放、控制信令采集能力,实现了运行能力由云端转移到终端的过程。云VR平台架构如下图所示:

 

 

图 2云VR架构

 

  在云VR平台架构中,将VR应用运行与应用展现相分离,云端完成应用处理和结果下发,VR眼镜仅需要实现最基础的视频解码、呈现、控制信令接收和上传,而不需要处理与实际业务相关的计算,大大简化了VR眼镜的内部结构和性能需求。

 

  直观地理解,就是将我们常见的PC机(计算和渲染单元)与显示、操控外设分离,把PC机放到云端,将显示、外设等留在用户侧,因为用户不需要独占一台主机或者使用很强性能的手机,且一台主机的处理能力为多个用户进行共享,从而实现了“按需访问”的需求。

 

  云VR平台是一个开放平台,其开放性体现在两个层面,一方面是云端的开放,在云端系统上,支持多种VR应用的运行,包括基于Windows的VR应用和Android的VR应用以及VR影片的播放等;另一方面是终端的开放,采用云VR平台的设计思想,将原来依赖于或受限于本地的处理能力终端转移到云端系统,其开放性体现在支持多种终端,包括:机顶盒+外接式VR眼镜、手机式VR眼镜+普通手机(仅需优化视频解码性能)、弱PC+外接式VR眼镜、一体式VR眼镜等。

 

  ● 视博云两大核心技术优势

 

  由于云VR技术是以云计算技术为基础,因此不可避免的要解决云端到终端的信令和内容传输问题,以提升用户体验,减少由云到端而带来的时延、带宽等问题。

 

   超低时延VR视频技术

 

  由于采用了云计算架构,云端计算结果要及时传输到终端并展现给最终用户,一旦传输和显示时延过长,必然会影响到用户体验。视博云长期以来致力于云平台流化技术的研发,已经成功的成为全球最大的云游戏技术提供商,拥有大量的云平台技术积累。借助于在云平台流化技术方面的优势技术,成功的将端到端时延控制在用户可接受范围内,使得用户体验复杂VR业务的同时并不会产生眩晕、无法聚焦等问题,从而解决了云VR平台用户体验的核心问题。

 

  超低带宽VR视频技术

 

  云VR技术作为一个运营级VR平台支撑技术,必然涉及到内容由云端向终端传输的带宽问题。传统VR内容传输需要40mbps的带宽需求,以便满足优质4K级别VR内容的传送。而目前大多数VR内容平台受限于技术缺陷和用户带宽限制,以牺牲画质、分辨率为代价,降低VR视频内容的用户体验,并不能代表VR业务的实际需求。为了能够提供运营级的VR视频业务,视博云由云平台流化技术作为基础,实现了VR视频的优化带宽传输技术,以10-15mbps实现了4K级别VR内容的传输,大大超出了传统VR内容分发平台所提供的内容级别,从而为真正的VR运营提供了技术保障。

 

  云VR平台的优势

 

  基于应用流化和云计算技术的云VR平台具有五大优势。

 

  突破传统VR系统的性能局限

 

  传统家用PC或终端性能普遍较差,难以运行复杂VR应用的问题;VR应用需要强大的CPU和GPU的计算能力支撑,而绝大多数家用电脑性能难以做的顺畅运行,尤其是以手机作为VR应用运行平台的方式,市面上95%以上的手机性能都是无法满足VR应用的运行需求,甚至VR视频都无法顺畅播放。而VR应用本身的局限性又导致非发烧VR用户是不会为了VR花费近万元的独立VR系统,从而直接导致很多VR的潜在用户无法享受到VR应用相对于传统应用的巨大提升。

 

  云VR平台将复杂的运算放在云端进行,对终端侧的要求降低到仅需网络连接、外设接入、视频解码以及提供VR显示能力,而这些能力是一个普通机顶盒或VR眼镜一体机所具备的基本能力。用户不需要经常购买性能强大的PC机和昂贵的手机以应对VR应用带来的配置不断提升,即满足用户使用VR业务的用户需求,又不需要大量金钱投入。

 

  可管可控、内容保护

 

  目前VR应用和VR视频开发成本巨大,VR应用安装在终端上难免会被复制、篡改和破解,用户的应用安全、应用提供商的利益难以有效保护。VR视频通常会将完整的VR内容发送到终端,用户能够随意复制,使得版权所有者蒙受损失。

 

  基于云VR平台将应用统一部署在云端平台,在多重运营级保护之下,VR应用运行安全得到保障,应用数据的存储也远远高于VR终端内的保护等级。应用的运行结果以视频流的方式发送到终端,而不携带任何业务数据,因此即便是终端受到安全威胁也不会影响平台业务的开展,更不会影响到其他用户。应用的运行安全和版权内容的保护均符合运营级的要求,有效防止非法内容的侵入,更有利于保护VR应用提供商的利益。

 

  提升VR平台价值、降低总体投入

 

  由于受限于VR对计算性能的需求,手机式VR眼镜更适合Demo演示,而独立式VR眼镜利用强大的PC机能力,更适合VR业务的商业应用,但是正是因为需要PC机和VR眼镜之间的物理连线,大大限制了VR应用的灵活使用和资源共享。比如:在传统教学过程中,由于实验课需要专用的实验教室,而使得教室需安排专门的实验课使学生了解之前的课程所学习到的知识,如果利用现有VR产品方式,需要在计算机教室配备强大的计算机和VR眼镜实现VR教学,并无法解决专设场地和设备的问题。

 

  云VR平台充分利用原有网络资源的传输能力,将VR应用和视频统一部署和存储、集中管理,用户在任何一个网络通达的地方都可以访问到云端的内容。比如:学生在每个教室都可以利用云VR眼镜通过网络访问的云VR平台,完成基于VR实现的虚拟实验课程,伴随学习的过程完成虚拟实验验证,设备利用率大大提高,维护难度大大降低。

 

  完美的多屏融合和多屏分享

 

  随着手机、PAD、PC、TV等多屏展现方式充斥着用户的生活,而VR产品的加入进一步提升了用户的多屏应用的展示载体,而传统VR产品通常仅支持一个VR设备的展现,也就是一个用户在封闭的场景下使用,其他用户无法共享VR的乐趣,也无法了解VR用户所观看的内容。

 

  云VR技术以视频流作为应用的中介,具有广泛的适应能力,只要用户具备网络访问能力、拥有解码视频的机顶盒或VR眼镜就可以接入应用流化系统。云VR平台在云端获取VR终端的屏幕尺寸和控制方式,为用户运行匹配适合的云端VR应用规格,实现应用的多屏应用。当用户更换VR终端设备时,云端也同步匹配云端应用的版本以适用于新终端,从而使得用户的获得良好的“一云多屏”的体验。

 

  同时,由于是以视频为媒介,VR应用的运行结果可以同时发送到多个VR终端,甚至家里的机顶盒,多个用户可以分享VR应用带来的乐趣。

 

  VR应用接入开放便利

 

  传统VR应用实现架构,通常以终端作为运行应用的主体,将应用安装到VR系统上,利用VR系统的计算能力运行应用并展示到显示设备。一方面,由于受到CPU和GPU性能、系统存储、硬件兼容性等条件的限制,导致部分软件无法正常部署和运行;另一方面,操作系统不同类型、不同版本的兼容问题,软件间的资源冲突,也导致应用维护越来越难以维护,影响了用户体验。

 

  以应用流化技术打造的云平台,支持多种运行平台的云化支撑,通过云端的资源调度,完美的支持Windows、Android、Linux等多平台应用的VR应用部署和运行,摆脱传统VR系统的限制,实现应用的统一管理、快速部署和升级,为不同VR终端提供统一的用户体验。

 

  视博云所提供的云VR平台基于VR应用流化技术提升VR技术的可用性,该流化技术在云游戏的应用中已颇有成效,截至2016年6月30日,视博云科技已经与北京、上海、广东、江苏、吉林、重庆、湖南、河北、新疆、大连、青岛等二十余个省市广电、电信运营商达成合作,覆盖家庭用户突破1个亿,DTV 覆盖用户超过9000万,IPTV用户超过1000万。渗透用户超过1800万。近千万的家庭用户的日常使用,验证了流化技术的经济可行和稳定性。流化技术打破了传统VR技术的应用局限性,实现VR计算资源与终端呈现的分离,大大提高了VR产品的用户体验,推动VR行业的技术升级,使得用户能够更加便捷的体验到充满神奇色彩的VR视界!

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