一種帶寬優(yōu)化方法及系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種適用于云游戲場景的帶寬優(yōu)化方法及系統(tǒng)，系統(tǒng)包括位于服務(wù)器端的指令代理模塊、狀態(tài)管理模塊、模型優(yōu)化模塊和網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，指令代理模塊截取游戲進程中調(diào)用的指令及數(shù)據(jù)；狀態(tài)管理模塊處理所述指令和數(shù)據(jù)，若指令為設(shè)備相關(guān)指令，則對客戶端設(shè)備進行狀態(tài)查詢和設(shè)置；若指令為模型相關(guān)指令，則將指令和數(shù)據(jù)放到對應(yīng)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，并在模型渲染之前，通過模型優(yōu)化模塊簡化模型；模型優(yōu)化模塊從所述指令和數(shù)據(jù)中識別場景中的模型，并根據(jù)模型在場景中的位置和頂點復(fù)雜度信息對其進行壓縮，以減少系統(tǒng)所需的帶寬；網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊用于將簡化模型相關(guān)指令數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端。實施本發(fā)明專利技術(shù)能有效降低云游戲場景下的高帶寬需求。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種帶寬優(yōu)化方法及系統(tǒng)
本專利技術(shù)屬于計算機游戲
，更具體地，涉及一種適用于云游戲應(yīng)用場景的帶寬優(yōu)化方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著云游戲技術(shù)的普及，計算機游戲領(lǐng)域出現(xiàn)了一個新的游戲模式—云游戲。有別于傳統(tǒng)的單機游戲和網(wǎng)絡(luò)游戲，在云游戲系統(tǒng)中，借助于云服務(wù)器，用戶并不需要安裝游戲的客戶端，便可以體驗各式各樣的游戲，同時，用戶還可以在不同的設(shè)備終端得到一致的游戲體驗。云游戲系統(tǒng)采用的是客戶機和服務(wù)器（Client/Server，簡稱C/S）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，流式的數(shù)據(jù)在服務(wù)端和客戶端之間進行傳輸，目前的實現(xiàn)方案中，流式數(shù)據(jù)分為視頻流和指令流兩種方式。視頻流方式中，游戲的場景在服務(wù)端渲染，然后被壓縮成視頻流傳輸?shù)娇蛻舳耍谶@種方式下，系統(tǒng)的帶寬受游戲畫面質(zhì)量的影響，需要1.5Mbps的帶寬才能保證標(biāo)清游戲的流暢，而對于高清游戲，則需要5Mbps的帶寬。指令流的方式，是指將游戲的指令遷移到客戶端執(zhí)行，這種方式用圖形渲染指令流傳輸代替了視頻流的傳輸，但是引入了需要額外傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，如場景模型的數(shù)據(jù)和紋理數(shù)據(jù)等等，對于復(fù)雜而且變化頻繁的場景，這些額外傳輸?shù)哪Ｐ秃图y理數(shù)據(jù)并不比視頻流的數(shù)據(jù)量小。因此，如何降低系統(tǒng)所需的帶寬仍是云游戲平臺中亟需解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本專利技術(shù)提供了適用于云游戲應(yīng)用場景的帶寬優(yōu)化方法及系統(tǒng)，通過分析模型自身的結(jié)構(gòu)并減少模型的復(fù)雜度，可有效解決現(xiàn)有云游戲系統(tǒng)中帶寬使用過大的問題。本專利技術(shù)解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，提供一種帶寬優(yōu)化系統(tǒng)，用于在云游戲場景中進行帶寬優(yōu)化，包括位于服務(wù)器端的指令代理模塊、狀態(tài)管理模塊、模型優(yōu)化模塊以及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，所述指令代理模塊與狀態(tài)管理模塊相連，模型優(yōu)化模塊與狀態(tài)管理模塊相連，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊與模型優(yōu)化模塊相連，所述指令代理模塊用于截取游戲進程中調(diào)用的指令及數(shù)據(jù)，過濾后交由狀態(tài)管理模塊進行處理；所述狀態(tài)管理模塊用于接收并處理所述指令和數(shù)據(jù)，如果所述指令為設(shè)備狀態(tài)相關(guān)的指令，則對客戶端渲染設(shè)備進行狀態(tài)查詢和設(shè)置；如果所述指令為模型相關(guān)的指令，則將所述指令和數(shù)據(jù)放到其對應(yīng)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，并在模型渲染之前，通過模型優(yōu)化模塊對模型進行簡化處理；所述模型優(yōu)化模塊用于從所述指令和數(shù)據(jù)中識別場景中的模型，并根據(jù)模型在場景中的位置和頂點復(fù)雜度信息對其進行可控粒度的壓縮簡化，以減少系統(tǒng)所需的帶寬；網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊用于將簡化后的模型相關(guān)指令和數(shù)據(jù)進行緩沖，壓縮后發(fā)送至客戶端。在本專利技術(shù)所述的帶寬優(yōu)化系統(tǒng)中，所述模型優(yōu)化模塊還包括模型判斷模塊、與模型判斷模塊相連的計算模塊和與計算模塊相連的模型生成模塊，所述模型判斷模塊根據(jù)模型在場景中位置和頂點復(fù)雜度信息判斷是否需要對模型進行簡化；所述計算模塊用于在模型需要簡化時確定簡化的比率，根據(jù)二次誤差度量計算模型相鄰頂點合并的代價，并將所有待合并頂點對存放在一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中；如果當(dāng)前模型的頂點復(fù)雜度尚未達到簡化要求，則選取一對代價最小的頂點對進行合并，重新計算它們之間的合并代價直至當(dāng)前模型的頂點復(fù)雜度達到簡化要求；所述模型生成模塊用于在當(dāng)前模型的頂點復(fù)雜度達到簡化要求后，生成簡化后的模型簡化后的頂點相鄰關(guān)系，所述模型的后續(xù)渲染按照簡化后的相鄰關(guān)系進行。在本專利技術(shù)所述的帶寬優(yōu)化系統(tǒng)中，所述設(shè)備狀態(tài)為影響當(dāng)前渲染流程的一個狀態(tài)集，包括當(dāng)前的視角變化矩陣、光照和材質(zhì)，所述狀態(tài)設(shè)備相關(guān)的指令為對上述狀態(tài)進行設(shè)置或者查詢的指令。在本專利技術(shù)所述的帶寬優(yōu)化系統(tǒng)中，所述模型相關(guān)指令為對模型的頂點格式、頂點數(shù)據(jù)和鄰接關(guān)系數(shù)據(jù)進行設(shè)置的指令；所述模型相關(guān)的指令其對應(yīng)的數(shù)據(jù)為模型的頂點數(shù)據(jù)、鄰接關(guān)系數(shù)據(jù)和模型的紋理。相應(yīng)地，本專利技術(shù)還提供了一種帶寬優(yōu)化方法，用于在云游戲場景中進行帶寬優(yōu)化，所述方法包括以下步驟：S1、服務(wù)器端截取游戲進程中調(diào)用的指令及數(shù)據(jù)，并進行過濾；S2、服務(wù)器端接收并處理所述過濾后的指令和數(shù)據(jù)，如果所述指令為設(shè)備狀態(tài)相關(guān)的指令，則對設(shè)備進行狀態(tài)查詢和設(shè)置；如果所述指令為模型相關(guān)的指令，則將所述指令和數(shù)據(jù)放到其對應(yīng)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，并在模型渲染之前，對模型進行簡化處理；S3、服務(wù)器端從所述指令和數(shù)據(jù)中識別場景中的模型，并根據(jù)模型在場景中的位置和頂點復(fù)雜度信息對其進行可控粒度的壓縮簡化，以減少系統(tǒng)所需的帶寬；S4、服務(wù)器端將簡化后的模型相關(guān)指令和數(shù)據(jù)進行緩沖，壓縮后發(fā)送至客戶端。在本專利技術(shù)所述的帶寬優(yōu)化方法中，所述步驟S3還包括：S31、服務(wù)器端根據(jù)模型的復(fù)雜度及位置信息判斷是否需要對模型進行簡化，如果需要則確定簡化的比率，執(zhí)行步驟S32，否則執(zhí)行步驟S4；S32、根據(jù)二次誤差度量計算模型相鄰頂點合并的代價，并將所有待合并頂點對存放在一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中；S33、如果當(dāng)前模型的頂點復(fù)雜度尚未達到簡化要求，則選取一對代價最小的頂點對進行合并，執(zhí)行步驟S34；如果當(dāng)前模型的頂點復(fù)雜度已達到簡化要求，執(zhí)行步驟S35；S34、更新所述步驟S33中選取的頂點對相對應(yīng)的頂點，重新計算它們之間的合并代價，返回步驟S33；S35、生成簡化后的模型的頂點相鄰關(guān)系，所述模型的后續(xù)渲染按照簡化后的相鄰關(guān)系進行。在本專利技術(shù)所述的帶寬優(yōu)化方法中，所述設(shè)備狀態(tài)為影響當(dāng)前渲染流程的一個狀態(tài)集，包括當(dāng)前的視角變化矩陣、光照和材質(zhì)，所述狀態(tài)設(shè)備相關(guān)的指令為對上述狀態(tài)進行設(shè)置或者查詢的指令。在本專利技術(shù)所述的帶寬優(yōu)化方法中，所述模型相關(guān)指令為對模型的頂點格式、頂點數(shù)據(jù)和鄰接關(guān)系數(shù)據(jù)進行設(shè)置的指令；所述模型相關(guān)的指令其對應(yīng)的數(shù)據(jù)為模型的頂點數(shù)據(jù)、鄰接關(guān)系數(shù)據(jù)和模型的紋理。因此，本專利技術(shù)可以獲得以下的有益效果：通過狀態(tài)管理模塊處理設(shè)備相關(guān)指令和模型相關(guān)指令，在服務(wù)端提供了客戶端渲染設(shè)備的抽象模型，模擬客戶端渲染設(shè)備在渲染過程中的狀態(tài)，從而避免了大部分的網(wǎng)絡(luò)延時，使得服務(wù)端可以高效地獲取客戶端渲染設(shè)備的狀態(tài)，另外對模型相關(guān)的數(shù)據(jù)進行收集，有利于模型優(yōu)化模塊對模型的重建和編碼；通過模型優(yōu)化模塊分析模型自身的結(jié)構(gòu)，大大減少了模型的復(fù)雜度，從而減少了系統(tǒng)所需的網(wǎng)絡(luò)帶寬，并且根據(jù)模型在場景中出現(xiàn)的位置和頂點復(fù)雜度來決定模型的壓縮比率，可以有效地保證場景的畫面質(zhì)量，模型優(yōu)化模塊對于每一個模型的壓縮處理，只在該模型第一次加載時進行一次，因此相對于現(xiàn)有技術(shù)中視頻流的逐幀壓縮，以及同現(xiàn)有技術(shù)中指令流的增量數(shù)據(jù)傳輸相比，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率，降低了系統(tǒng)的帶寬需求。附圖說明下面將結(jié)合附圖及實施例對本專利技術(shù)作進一步說明，附圖中：圖1是本專利技術(shù)帶寬優(yōu)化方法的工作流程圖；圖2是本專利技術(shù)帶寬優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本專利技術(shù)帶寬優(yōu)化系統(tǒng)的模型優(yōu)化模塊工作流程圖。具體實施方式為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本專利技術(shù)進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。此外，下面所描述的本專利技術(shù)各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。圖1是本專利技術(shù)帶寬優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，本專利技術(shù)的帶寬優(yōu)化系統(tǒng)包括位于服務(wù)器端的指令代理模塊1、狀態(tài)管理模塊2、模型優(yōu)化模塊3以及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊4，所述指令代理模塊1與狀態(tài)管理模塊2相連，模型優(yōu)化模塊3與狀態(tài)管理模塊2相連，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊4與模型優(yōu)化模塊3相連。指令代理模1塊用于截取游戲本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種帶寬優(yōu)化系統(tǒng)，用于在云游戲場景中進行帶寬優(yōu)化，包括位于服務(wù)器端的指令代理模塊、狀態(tài)管理模塊、模型優(yōu)化模塊以及網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，所述指令代理模塊與狀態(tài)管理模塊相連，模型優(yōu)化模塊與狀態(tài)管理模塊相連，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊與模型優(yōu)化模塊相連，其特征在于，所述指令代理模塊用于截取游戲進程中調(diào)用的指令及數(shù)據(jù)，過濾后交由狀態(tài)管理模塊進行處理；所述狀態(tài)管理模塊用于接收并處理所述指令和數(shù)據(jù)，如果所述指令為設(shè)備狀態(tài)相關(guān)的指令，則對客戶端渲染設(shè)備進行狀態(tài)查詢和設(shè)置；如果所述指令為模型相關(guān)的指令，則將所述指令和數(shù)據(jù)放到其對應(yīng)模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，并在模型渲染之前，通過模型優(yōu)化模塊對模型進行簡化處理；所述模型優(yōu)化模塊用于從所述指令和數(shù)據(jù)中識別場景中的模型，并根據(jù)模型在場景中的位置和頂點復(fù)雜度信息對其進行可控粒度的壓縮簡化，以減少系統(tǒng)所需的帶寬；網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊用于將簡化后的模型相關(guān)指令和數(shù)據(jù)進行緩沖，壓縮后發(fā)送至客戶端；所述模型優(yōu)化模塊包括模型判斷模塊、與模型判斷模塊相連的計算模塊和與計算模塊相連的模型生成模塊，所述模型判斷模塊根據(jù)模型在場景中位置和頂點復(fù)雜度信息判斷是否需要對模型進行簡化；所述計算模塊用于在模型需要簡化時確定簡化的比率，根據(jù)二次誤差度量計算模型相鄰頂點合并的代價，并將所有待合并頂點對存放在一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中；如果當(dāng)前模型的頂點復(fù)雜度尚未達到簡化要求，則選取一對代價最小的頂點對進行合并，重新計算它們之間的合并代價直至當(dāng)前模型的頂點復(fù)雜度達到簡化要求；所述模型生成模塊用于在當(dāng)前模型的頂點復(fù)雜度達到簡化要求后，生成簡化后的模型簡化后的頂點相鄰關(guān)系，所述模型的后續(xù)渲染按照簡化后的相鄰關(guān)系進行。2.如權(quán)利要求1所述的帶寬優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備狀態(tài)為影響當(dāng)前渲染流程的一個狀態(tài)集，包括當(dāng)前的視角變化矩陣、光照和材質(zhì)，所述狀態(tài)設(shè)備相關(guān)的指令為對上述狀態(tài)進行設(shè)置或者查詢的指令。3.如權(quán)利要求1所述的帶寬優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述模型相關(guān)指令為對模型的頂點格式、...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：廖小飛，金海，楊曉彬，鄭然，林立，張偉，
申請(專利權(quán))人：華中科技大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：