视博云运营商云VR解决方案

日期:2018-03-01    来源:本站   字体大小:

“2017年9月15日,视博云发布了面向运营商领域的云VR解决方案并在中国辽宁省大连市有线电视网络中正式商用上线,这标志着通过运营商网络借助云平台实现VR业务的技术已经逐步进入成熟阶段。以下是对面向运营商领域的云VR解决方案的介绍。

 

1      引言

近年来,VR产业经历了发展的跌宕起伏,VR产品也经历了市场的检验,随着市场泡沫的逐渐退去,VR业务逐渐找到了自己的立足点。HTC、Oculus等产业巨头纷纷推出了自己的新一代VR产品,再次掀起了全球用户的关注。中国自有品牌的PICO、大朋、小派等VR产品也在全球市场崭露头角,成为世界领先的VR设备之一。VR大空间产品体验也更加成熟,价格也已经从贵族走向平民,老百姓已经可以在很多VR体验馆享受身临其境的感受。

然而VR行业更多的被应用于政企客户,普通家庭对VR却少有问津,为什么出现这种情况呢,根据众多专家对VR行业的观察,三个高高的门槛使很多家庭用户被挡在了VR的门外,阻碍了VR产品进入家庭的步伐。

1. 价格门槛

        谈到VR就不得不说到价格。一套体验良好的VR装备由VR头显和高性能计算机组成。目前市场上最为主流的VR设备是HTC Vive,再加上一台足够性能的计算机作为运行VR的运算单元,配置这样一套不错的VR装备,消费者要花费15000元左右的代价,这把很多喜欢新鲜事物的消费者挡在了门外。即便是最新推出的一体机产品仍然需要花费四五千元,而且仅能满足部分轻量级VR内容的使用。

2. 使用复杂度门槛

        VR的火爆对很多老百姓而言可以说“突如其来”,VR并没有给用户,甚至是开发者很多适应和培育时间。用户拿到VR设备后,会像普通数码设备一样插上就用,然后VR却没有给足他们面子,不少用户花了近一周才正常用起来自己的设备。相对复杂的设备连接,对硬件设备、操作系统、平台软件以及与VR应用匹配的要求都超出了用户的预期,使得很多用户对VR设备敬而远之。VR一体机虽然有着不错的便利性,但是内容方面的匮乏和轻量,又无法体现出VR的体验优势。

3. 内容门槛

        VR的发展使得用户有机会领略到VR的震撼,但是用户获取VR内容的代价和烦恼也是很多。首先,VR设备和内容分发体系是紧密绑定的,HTC的设备无法运行Oculus体系的内容,同理,Oculus的设备也同样只能玩适配自己的VR游戏,这导致内容提供商为了适配多个VR体系付出更多的工作。其次,内容渠道单一,用户不得不从SteamVR、HTC VivePort、Oculus Home等仅有的几个内容平台获取内容,价格和下载时间都无法保证良好的用户体验。动辄十几个G,甚至几十个G的VR游戏,使得用户需要下载一两天才能完成游戏,往往游戏下好了,兴趣也没有了。

同时,VR用户数量的不足,无法支持VR内容的成本回收,使得VR内容开发陷入一个死循环,也导致内容提供商不愿意投入大量资源开发VR精品内容。


2      VR——降低VR门槛的利器

                             

1VR技术原理

随着千兆家庭、5G网络等新型网络的发展,高带宽、低时延等网络特性已经成为运营商为用户提供实时VR服务的基础。推动以“网络换计算”的业务模式,利用云计算技术与VR技术的结合,将VR内容的运行迁移到云端,解决了用户侧需要高性能VR计算设备的问题。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解决方案的发布,使得用户仅需要一个机顶盒+VR头显或者一台普通的VR一体机就可以实现大型VR业务的体验,大大降低了用户的VR业务门槛,也为VR业务利用运营商平台进行普及提供了一个新的发展机遇。

 

3      VR平台的架构


为了适应不同的网络结构,云VR平台采用分布式的系统架构。通过分布式的系统架构减轻视音频流为骨干网带来的压力,同时降低了视音频传输的网络时延,提供给用户更加优质的体验。

系统主要分为中心管理系统、分前端管理及应用运行系统、业务系统3个部分。中心管理系统采用B/S架构,通过网页实现对系统整体的控制管理,包括平台监控、数据存储、全局调度和系统管理。

2VR平台组成架构

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3.1     VR前端系统

中心管理系统和分前端系统组成了云VR平台的前端系统。一个云VR平台中只能有一个中心系统,一个中心可以支持多个分前端,支持分前端的平滑扩容。

3.1.1 中心管理系统

由管理网站、统一会话调度管理系统、业务系统、存储系统组成。

3VR平台的云端系统

管理网站基于B/S架构设计,为系统部署、应用管理、系统管理、平台监控提供界面化操作手段。

业务系统基于B/S架构设计,为用户管理、应用管理、产品管理、SP管理和资费管理等提供界面化操作操作。

统一会话调度管理系统处理用户的登录请求,为用户选择合适的分前端接入,并通过调用其它系统模块实现诸如用户认证等操作。

云存储主要存储应用安装包、业务资源、广告资源和用户的个性化、敏感数据等。

3.1.2 分前端管理系统

由会话资源管理系统、网络测试系统、云资源、门户组成。

会话资源管理系统实现了终端和云端的消息通讯,维护用户整个接入过程的生命周期,通过管理和调度当前分前端系统的云资源实现资源负载均衡。

门户是业务系统的前台展示界面,用户接入云VR平台后首先看到的就是门户,门户提供了产品的展示、以及计费等。云VR的门户采用VR的方式展现,通过凝视方式响应用户输入。

云资源是VR应用运行、编码、回传映射和推流的关键部分,直接影响到用户的体验,也是整个云VR平台中最庞大的部分。为了保证VR应用可以在服务端运行,针对不同VR应用类型加载不同的运行时环境,当前可模拟Oculus和OpenVR两大主流的VR应用运行。

3.2     VR客户端系统

云VR终端系统实现与云端的协议交互、USB数据回传等能力,需要集成云VR平台的终端系统软件。终端系统软件只需要在云VR平台建设之初集成一次,后续上新业务的时候终端不需要做任何集成工作。

云VR平台要求终端具备视频解码能力、VR显示能力和交互能力,因此需要终端提供较好的性能。目前云VR平台已经支持云VR机顶盒、VR一体机和手机这三种形式的客户端作为终端设备。

视博云将推出云VR终端SDK,配合终端厂家实现云VR终端的适配,简化运营商建设云VR平台的难度。

3.3    VR设备接入方式

由于VR设备从发展之初就分为VR一体机和VR头显两大类终端形式,因此云VR也同时支持以VR机顶盒和VR一体机作为云VR终端,从而形成云VR平台+云VR机顶盒+VR头显和云VR平台+VR一体机两种接入方式。另外,为了VR业务适用于家庭VR应用场景,云VR平台支持将VR设备中的展示画面实时同步到其他VR设备,以及非VR设备,包括:TV、手机、PAD等屏幕,实现VR内容的同屏分享。


3.3.1  VR机顶盒接入方式


 

4VR机顶盒接入方式


全国网络运营商对于机顶盒的应用已经非常熟悉,因此从传统的TV机顶盒升级到云VR机顶盒也是非常容易接受的方式。该方式中,将机顶盒中的客户端升级为云VR客户端,将TV更换为VR头显,用户即可以享受VR的内容。

好处:

1.用户对机顶盒非常熟悉,容易接受云VR机顶盒+VR头显的方式

2.VR头显是VR设备的最主要形态,用户保有量也比较高,用户仅需要更新为云VR机顶盒即可使用原有的VR头显,使用云上的内容。

3.主流的VR头显已经支持6dof的操控方式,大多数内容都支持该方式。

4.线缆连接的方式,使得画面更为稳定,不易受周边环境的干扰。


3.3.2  VR一体机接入方式


 

5 VR一体机接入方式

VR一体机是VR设备中重要的一个类型,由于自身具备一定的VR应用的运行能力,使得用户不需要通过线缆连接计算设备,用户使用起来更为方便。但是由于VR一体机计算性能相对高性能计算机来说还是太弱了,炫酷的VR内容无法流畅运行,因此,利用VR一体机的便利性,通过云VR支撑其运行复杂的VR应用也是一个不错的组合。

好处: 

1.自带一定的解码和VR显示能力,没有线缆的束缚,用户使用更方便。

2.只要在网络可达支持,VR一体机都可以方便的访问云VR的内容,更加灵活。

3.3.3  同屏分享方式


6同屏分享方式

用户通过云VR平台享受VR内容,同时通过同屏设备将相同的画面或部分画面推送给自己的朋友、同伴,分享VR的快乐和惊喜。云VR平台使用视频流作为云端和终端交互媒介,同时也非常适合将相同或部分的画面,通过网络分享到其他设备,实现同屏分享。VR设备可以是云VR机顶盒+VR头显的组合,也可以是VR一体机。同屏设备,可以使用机顶盒加TV、手机、PAD等非VR设备显示当前VR设备展示内容,为更多的人提供内容分享,甚至可以是异地的观众,为VR的业务增加了社交功能,提供了更广阔的想象空间。


4      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。

4.1     突破传统VR系统的性能局限

VR应用需要强大的CPU和GPU的计算能力支撑,而绝大多数PC机性能难以做到顺畅运行,尤其是以手机或VR一体机作为VR应用运行平台的方式,市面上90%以上的手机芯片性能都是无法满足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。用户不需要购买性能强大的PC机以应对VR应用带来的配置提升,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。

4.2     多种运营商网络的灵活适配

云VR平台由成熟的应用云服务平台演进而来,继承了云服务平台多年来商用运营的稳定性、多种网络平台适用性和完整的管理及安全功能。云VR平台利用现有的终端形态与多种物理网络形态进行了适配,包括:运营级的IP网络、运营级的Cable网络、家庭WIFI环境的传输。同时,为了配合5G网络的发展,云VR平台也做了相应的技术储备。

4.3     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。

4.4     完美的多屏融合和同屏分享

VR为用户提供了震撼的内容体验,但是由于VR屏是一个封闭的,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,这也导致VR设备并不太适合家庭的使用场景。家庭中的某位成员带上VR设备,享受私有虚拟空间的内容,很难被其他成员所接受。

而云VR平台具有天然的多屏融合和同屏分享的优势。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。1、云VR平台在云端获取终端的类型、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“多屏融合”的体验。2、云VR平台在云端可以绑定机顶盒等屏幕,VR应用的运行实时视频可以同时发送到多个终端设备,实现多个用户分享使用者的VR应用带来的乐趣,更符合VR在家庭中使用的场景。

4.5     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VR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。

5      总结

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,打破了传统VR技术的应用局限性,利用云计算技术的优势,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,提升了网络的价值,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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