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      專題欄目:ARVRMR虛擬現實

      酷炫的Cloud VR,架構是什么樣的?

      云計算隨著發展由2C逐漸轉入2B,與產業結合也愈加緊密。受疫情影響,更多企業不再將上云視為可有可無的選項,而是思考如何更好上云、現有系統如何利用云更好地優化業務、企業自有數據如何建立模型,以充分利用IT大發展的紅利。且政府近期接連發文支撐5G、云數據中心在內的新基建,也助推了云計算與產業融合落地。

      其中,云計算與VR結合發展出來的Cloud VR技術一經提出就展現出了極大的商業前景和想象空間。

      “Cloud VR是將云計算的理念引用到VR業務中,借助高速穩定的承載網絡,使得云端的顯示以及輸出和聲音的輸出等經過編碼壓縮后傳輸到用戶的終端處,實現VR業務的內容上云、渲染上云?!?/p>

      對比于現在行動不便的VR,Cloud VR不僅無繩化輕便方便,使得更多類型終端的接入,還能提升用戶體驗、降低VR消費成本、保護VR內容的版權以及加速VR的各類商業場景的普及。

      在VR市場中,國外的高端市場有HTC、索尼和Oculus,國內的頭部廠商主要包括華為、小米、愛奇藝。尤其是華為,從芯片到VRGlass,從GPU云渲染到CDN分發,具備全棧的XR能力,但其生態建設也是剛剛起步,內容豐富與品質方面需要進一步加強。

      如下圖所示,Cloud VR的架構分別為內容層、平臺層、網絡層、終端層。

      位于頂端的內容層主要負責向平臺提供VR內容,包含內容提供方和內容聚合方,VR的主要內容包括Cloud VR的視頻業務及Cloud VR的強交互業務。

      而位于之下的是平臺層,平臺層對Cloud VR視頻業務和強交互業務提供云渲染、流化、轉碼、存儲、編碼等功能。

      而與內容層和平臺層密切相關的Cloud VR視頻業務平臺和Cloud VR強交互業務在整個過程中又擔任了什么樣的角色呢?Cloud VR視頻業務平臺負責VR視頻的導入、轉碼、存儲和播控分發處理,包含VR點播系統、VR直播系統、MDN&CDN等。而Cloud VR視頻業務平臺需要支持全景視頻數據傳輸,需要布局FOV傳輸的能力。Cloud VR強交互業務平臺,則負責對強交互業務進行渲染,包含實例運行、邏輯計算、實時渲染等功能,為每個用戶在云端生成一個應用實例,對其VR畫面進行實時渲染、編碼和推流等。

      在平臺層之后的是負責為Cloud VR業務提供大帶寬,低時延的穩定傳輸的網絡層。網絡層包含的是骨干網、城域網、接入網及家庭網絡四部分。

      與平臺層相連的便是終端層,顧名思義,與各類終端相連實現VR內容呈現,家庭網絡接入以及用戶健全等動能,通過WiFi/5G接入網絡層。

      在Cloud VR架構當中,關系最為密切的就是Cloud VR視頻業務和Cloud VR強交互業務,對其最大的約束是時延(MTP)。而時延的偏差會導致用戶的體驗感極差,出現暈動癥等現象,而從現有的VR狀態中看,MTP的值控制在20ms以內,可以得到理想的體驗。但是在Cloud VR視頻業務中對時延的要求遠沒有在Cloud VR強交互業務高。

      相對于Cloud VR視頻業務,CloudVR強交互的可實施難度系數更高,但是適用的場景和范圍卻更廣泛。Cloud VR強交互業務方案包含的三大部分,分別為Cloud VR強交互業務平臺、網絡、Cloud VR終端。

      Cloud VR強交互平臺由VR中心管理系統和及VR云渲染系統組成,主要負責Cloud VR強交互業務的管理,存儲和云渲染。在網絡層面會為了能夠低成本快速部署Cloud VR業務,根據所需的帶寬以及MTP進行相應的局部調整。由于Cloud VR終端要求采用WiFi的家庭網實現,所以會在提高和調整的方向上對WI-Fi進行優化。而在Cloud VR中依舊會以VR一體機為主,主要負責控制信令采集、視頻解碼、屏幕呈現、接入網絡等。下圖是關于強交互業務的實施方案:

      前文中提到的云渲染技術,在實現的同時還要考慮MTP≤20ms這一保證體驗的前提下,產生了端云異步渲染技術,使得MTP時間不再依賴于網絡和云渲染,可以由終端來保證MTP≤20ms。但是一個完整的CloudVR處理包括云渲染及流化以及終端刷新顯示兩個過程。

      雖然云渲染及流化的時延不會影響MTP,但是時延的長短依舊會影響到用戶的體驗,為了避免黑邊和畫面質量問題,依舊需要對對云渲染及流化實驗進行相應的約束。

      首先了解一下,關于Cloud VR處理的這兩個過程的具體過程有哪些。關于云渲染及流化,大概是Cloud VR終端進行動作捕捉并將捕捉到的信息經過網絡通過上行傳輸到云端,并在云端進行相應的邏輯運算、實時渲染及編碼壓縮后,再次通過網絡進行下行傳輸至終端進解碼。

      另外一部分便是在終端處實現刷新呈現。在端云異步渲染方案下的MTP主要包括動作捕捉、二次渲染&動作扭曲以及最后的刷新呈現。操作響應下的時延則是由云渲染及流化時延,加上終端的二次渲染、異步扭曲和刷新呈現構成。但是在端部依云渲染下,對于MTP、云渲染及流化、操作響應時延都有保證用戶體驗程度的相應要求。MTP≤20ms,云渲染及流化的時延要求在30ms~70ms,操作響應時延要求≤100ms。

      來源:騰訊網

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