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用于对流动互动式视频进行递归重组合的系统

用于对流动互动式视频进行递归重组合的系统

多个服务器的视频输出耦合到视频压缩装置,所述视频压缩装置向多个用户传送流动互动式视频;借助于反馈环路,所述流动互动式视频在所述多个服务器的视频输出中递归地进行组合。

本公开总体上涉及改善用户操作及存取音频和视频媒体的能力的数据处理系统的领域。

另外,在本文中所描述的主机服务配置的情况下,资源是在数千名(若非数百万名)用户当中有效地共用。一般而言,在线服务仅具有其总用户基础的小百分比在给定时间使用服务。若考虑先前所列出的Nielsen视频游戏使用统计数据,则容易了解为什么。若活跃游戏者一周仅17个小时玩控制台游戏,且若假定游戏的峰值使用时间是在晚上(5-12AM,7*5天=35小时/周)及周末(8AM-12AM,16*2=32小时/周)的典型非工作、非商业小时期间,则对于17个小时的游戏播放,一周存在35+32=65个峰值小时。由于以下许多原因而使得难以估计系统上的确切峰值用户负载:一些用户将在峰值外时间期间玩,可能存在特定日间时间存在用户的丛集(clustering)峰值,峰值时间可受所玩游戏的类型(例如,孩子的游戏将可能是在晚上的较早时间玩)等影响。但是,假定当游戏者可能玩游戏时,游戏者玩的平均小时数远小于日间的小时数,则仅主机服务210的一部分数目的用户将是在给定时间使用主机服务210。为了该分析,我们假定峰值负载为12.5%。因此,仅12.5%的计算、压缩及带宽资源是在给定时间使用,从而由于资源的再使用而导致仅12.5%的硬件成本来支持给定用户玩性能游戏的给定级别。

一旦视频压缩器404已捕获来自服务器402的视频帧及在该帧时间期间所产生的音频,则视频压缩器将使用下文所描述的技术压缩视频及音频。一旦视频及音频被压缩,就通过一地址将其分组化以将其发送回至用户的客户端415,且将其路由至WAN接口444,WAN接口444接着经由通用互联网410路由视频及音频分组,通用互联网410接着将视频及音频分组路由至用户的ISP的存在点441,存在点441将视频及音频分组路由至用户场所处的WAN接口442,WAN接口442将视频及音频分组路由至防火墙/路由器/NAT设备443,防火墙/路由器/NAT设备443接着将视频及音频分组路由至客户端415。

对于游戏为多人游戏的程度,则游戏将能够不仅经由入埠路由1502网络传达到应用程序/游戏服务器1521-1525,而且通过网络桥接器传达至具有不在主机服务210中执行的服务器或游戏机器的互联网(未图示)。当通过通用互联网上的计算机玩多人游戏时,则应用程序/游戏服务器1521-1525将具有极快访问互联网的益处(与游戏在家庭中的服务器上执行的情况相比),但其将受在较缓慢连接上玩游戏的其他计算机的能力限制,且也潜在地受互联网上的游戏服务器被设计以适应最少共同点(commondenominator)(所述游戏服务器是相对较慢的消费者互联网连接上的家庭计算机)的事实限制。

视频及音频压缩器/解压缩器实施

一个实施例使用前向纠错(FEC)技术来保护视频流的特定部分以使其免受信道错误的影响。如此项技术中已知,诸如里德-所罗门及Viterbi(维特比)的FEC技术产生纠错数据信息并将其附加至经由通信信道而传输的数据。若错误在基本数据(例如,I帧)中出现,则FEC可用于校正该错误。

另外,图6b中所显示的视频流数据速率序列624为非常“驯服的(tame)”视频流数据速率序列,且将是由于压缩来自视频序列的视频而预期产生的该种数据速率序列,该视频序列并不改变很大且具有非常少的运动(例如,如在视频电话会议中将是普遍的,在视频电话会议中,相机处于固定位置中且具有非常少的运动,且场景(例如,就座的人谈话)中的对象显示较少运动)。

利用图14中所显示的主机服务架构,可将3D电影中的虚拟相机的控制提供给观看者。举例而言,在发生于列车内的场景中,将有可能允许观看者在故事进展时控制虚拟相机且环顾列车。此假定列车中的所有3D对象(“资产”)以及能够实时地再现所述场景以及原始电影的足够计算能力水平可用。

尽管当前GPU技术能够再现追踪表面及纹理中的许多多边形且实时地照明该表面,但若多边形及纹理每一帧时间改变(其将产生最具照片般逼真感的结果),则其将迅速地消耗现代PC或视频游戏控制台的所有可用RAM。

导致不具经济效益的另一问题与以下事实有关:给定PC或游戏控制台通常被设计以适应对应用程序和/或游戏的特定程度的性能要求。举例而言,一些PC具有或多或少的RAM、较慢或较快的CPU及较慢或较快的GPU(若其具有GPU)。一些游戏或应用程序利用给定PC或控制台的全计算能力,而一些游戏或应用程序却不利用给定PC或控制台的全计算能力。若用户的游戏或应用程序的选择未达到本地PC或控制台的峰值性能能力,则用户可能由于未利用的特征而在PC或控制台上浪费了财力。在控制台的状况下,控制台制造商可能支付比资助控制台成本所要的多的成本。

随着游戏及应用程序软件变得更复杂及更具照片般逼真感,其将需要较高性能的CPU、GPU、较多RAM,及较大且较快的磁盘驱动器,且可使主机服务210处的计算能力不断地升级,但终端用户将不需要使家庭或办公室客户端平台205升级,因为将通过给定视频解压缩算法而使家庭或办公室客户端平台205的处理要求对于显示分辨率及帧速率保持恒定。因此,图2a至图2b中所说明的系统中不存在现今所见的硬件限制及相容性问题。 另外,因为游戏及应用程序软件仅在主机服务210中的服务器中执行,所以在用户的家庭或办公室(除非另外有条件,否则如本文中所使用的“办公室”将包括任何非住宅背景,包括(例如)教室)中决不存在游戏或应用程序软件的复本(光学媒体的形式,或者为下载的软件)。这显著减轻游戏或应用程序软件被非法复制(盗版)的可能性,以及减轻可由游戏或应用程序软件使用的有价值的数据库被盗版的可能性。实际上,若需要专门化的服务器(例如,需要非常昂贵的、大的或有噪音的设备)来播放对于家庭或办公室使用不可行的游戏或应用程序软件,则即使获得游戏或应用程序软件的盗版复本,其也将不可在家庭或办公室中操作。

对于下一个帧5,服务器402输出未经压缩的帧5965,将其压缩成经压缩的帧5985且在传输时间995期间在I帧内将其传输。客户端415的视频解压缩器解压缩帧5并将其显示于显示设备422上。接着,服务器402输出未经压缩的帧6966,视频压缩器404将其压缩成经压缩的帧6986,但此时所得的数据非常大。在传输时间(4倍峰值)996期间以峰值数据速率941传输经压缩的帧,但花费几乎4个帧时间来传输帧。在接下来的3个帧时间期间,视频压缩器404忽略来自服务器402的3个帧,且客户端415的解压缩器将帧6稳定地保持在显示设备422上历时4个帧时间(也即,暂时将帧速率自60fps减小至15fps)。接着最后,服务器402输出帧10970,视频压缩器404将其压缩成经压缩的帧10987,且在传输时间997期间将其传输,且客户端415的解压缩器解压缩帧10并将其显示于显示设备422上且再一次视频以60fps重新开始。

图14示出了与客户端与主机服务之间的通信相关的示例性延时。

图4a及图4b中所显示的系统为终端用户与游戏及应用程序开发商两者提供多种益处。举例而言,通常,家庭及办公室客户端系统(例如,PC或游戏控制台)仅在一周中的小百分比的小时中处于使用中。根据由Nielsen(尼尔森)娱乐“ActiveGamerBenchmarkStudy(活跃游戏者基准点研究)”(http://www.prnewswire.com/cg1-bin/stories,pi?ACCT=104&ST0RY=/www/story/10-05-2006/0004446115&EDATE=)的2006年10月5日通信稿,活跃的游戏者一周平均花费14个小时来在视频游戏控制台上玩且约一周17个小时在手持设备上玩。该报告还陈述:对于所有游戏播放活动(包括控制台、手持设备及PC游戏播放),活跃的游戏者平均一周13个小时。考虑较高数字的控制台视频游戏播放时间,存在一周24*7=168个小时,这暗示在活跃游戏者的家中,视频游戏控制台仅在一周的17/168=10%的小时中处于使用中。或者,90%的时间,视频游戏控制台是闲置的。给定视频游戏控制台的高成本,及制造商资助所述设备的事实,这是昂贵资源的非常无效率的使用。商业内的PC通常也仅在一周的一部分小时中使用,尤其是高端应用程序(诸如,AutodeskMaya)常常所需的非便携式台式PC。尽管一些商业在所有小时及假日都操作,且一些PC(例如,带回家以用于在晚上进行工作的便携式PC)是在所有小时及假日使用,但大多数商业活动倾向于在给定商业时区中集中在从周一至周五的约9AM至5PM、较少的假日以及休息时间(诸如,午餐),且因为大多数PC使用在用户积极地利用PC时出现,所以其遵循:台式PC的利用倾向于遵循这些操作小时数。若假定一周中的五天的自9AM至5PM不断地使用PC,则这将暗示PC在一周的40/168=24%的小时中被使用。高性能台式PC是用于商业的非常昂贵的投资,且这反映了非常低的利用度。在台式计算机上教学的学校可在一周的甚至更小部分中使用计算机,且尽管其视教学的小时数而改变,但大多数教学在自周一至周五的日间小时期间出现。因此,一般而言,PC及视频游戏控制台仅在一周的小部分小时中被利用。

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