Cloud VR无连接串流系统应用分析

Cloud VR无连接串流系统应用分析

周清会

上海曼恒信息技术有限公司，上海201612

摘要：本研究公开了一种Cloud VR无连接串流系统及连接方法，涉及虚拟现实技术领域。Cloud VR无连接串流系统通过VR一体机替代传统头显，利用WIFI传输数据，不需要多余的线缆连接，实现Cloud VR无连接串流系统，用以全面提升用户的VR体验。

关键词：Cloud VR；无连接串流；连接方法

引言

近年来，VR产业发展迅速，在降低用户VR消费成本、提升用户体验、普及VR商业场景以及保护VR内容版权等四大需求的驱动下，支持云端渲染的Cloud VR已成为VR发展的必然趋势。Cloud VR解决方案包括内容平台、业务平台、网络方案、终端方案等四个部分，支持巨幕影院、直播、360度视频、游戏、教育五大场景的部署。然而，传统的 PC与头盔连接需要使用一根数据线来传输数据，这种方式极大影响VR体验，使得用户只能在PC附近移动，而且存在可能被线缠绕甚至绊倒受伤的危险。因此，期望提供一种Cloud VR 无连接串流系统及连接方法，通过VR一体机替代传统头显，利用WIFI传输数据，不需要多余的线缆连接，实现Cloud VR无连接串流系统，用以全面提升用户的VR体验。

一、Cloud VR无连接串流系统的组成

Cloud VR 无连接串流系统，应用于终端（例如，电子设备等）中。系统包括：至少一个头显设备；一个3D应用系统；一个Steam VR系统；一个Cloud VR系统，包括Cloud VR服务端、Cloud VR驱动以及Cloud VR客户端；在同一个局域网下，Cloud VR系统与Steam VR系统集成，其中，Cloud VR驱动集成在Steam VR系统内部；Cloud VR服务端通过Steam VR系统获取3D应用系统的渲染图像数据并编码为设定格式的视频流数据。

Cloud VR服务端用于连接管理，并可以控制渲染的分辨率、视频流数据的编码格式、日志的输出位置。Cloud VR客户端安装在头显设备，进一步包括：通过网络接收Cloud VR驱动发送的视频流数据；利用解码工具对编码为设定格式的视频流数据进行解码；利用OpenGL将视频流数据绘制到屏幕。Cloud VR客户端为安卓原生应用程序，解码工具包括MediaCodec。Cloud VR驱动集成在Steam VR系统内部，Cloud VR驱动是Cloud VR服务端与Cloud VR客户端的中枢，进一步包括：Steam VR系统接收3D应用发送的图像数据；Cloud VR驱动对图像数据进行编码；编码的视频流数据通过网络发送至Cloud VR客户端。

本文所研究的Cloud VR 无连接串流系统及连接方法，通过VR一体机替代传统头显，利用WIFI传输数据，不需要多余的线缆连接，实现Cloud VR无连接串流系统，用以全面提升用户的VR体验。

二、具体实施方式

图1是根据本研究的一些实施例提供的同一局域网下的头显设备无连接串流系统的示例性示意图。如图1所示，同一局域网下的头显设备无连接串流系统100可以包括5G路

由器110、PC 120和头显设备130等。PC 120与头显设备130在同一个路由器下，同一个路由器的网络环境可以为同一个局域网的任意网络环境。进一步，PC 120通过网线与路由器110连接，头显设备130通过WIFI与路由器110建立通信连接。

图2是根据本研究的一些实施例提供的Cloud VR系统架构的示例性示意图。如图2所示，Cloud VR系统架构200包括Cloud VR 服务端210、Cloud VR驱动220以及Cloud VR客户端230。

Cloud VR服务端210主要负责连接管理，用于启动Steam VR系统（图3），通过Cloud VR驱动220以获取Cloud VR客户端230的状态。通过发送指令到Cloud VR驱动220，Cloud VR服务端210可以控制驱动连接到Cloud VR客户端230。Cloud VR服务端210可以控制渲染的分辨率，编码格式，日志输出位置等。

Cloud VR驱动220可以集成在Steam VR内部，是Cloud VR服务端210与Cloud VR客户端230的中枢。其中，Steam VR可以接收3D应用发送的图像数据，然后传输至Cloud VR驱动220用于编码。编码可以包括H264或H265等。其中，H265编码的带宽利用率更高，在编码时对性能有更高的要求。英伟达系列GeForce GTX 950及以上的显卡可以支持H265编码，当显卡低于该配置时，系统可以使用H264编码。编码的视频流数据可以通过网络发送到Cloud VR客户端230。Cloud VR驱动220可以用于执行视频编码、网络传输自适应码率、命令控制等。根据本研究的一些实施例，C l o ud VR客户端 2 3 0可以为安卓原生应用程序（Application，APP）。Cloud VR客户端230可以安装到头显设备130中，通过网络接收Cloud VR驱动220发送的视频流数据，然后解码工具进行解码，最后利用OpenGL绘制到屏幕上。解码工具可以包括安卓官方提供的解码工具MediaCodec等。

图3是根据本研究的一些实施例提供的Cloud VR 无连接串流系统的示例性示意图。如图3所示，Cloud VR 无连接串流系统300可以包括至少一个头显设备330；一个3D应用系统310；一个Steam VR系统320；一个Cloud VR系统200。3D应用系统可以包括Idea VR、Unity以及Unreal 4等。根据本研究的一些实施例中，Cloud VR系统200可以包括Cloud VR 服务端210、Cloud VR驱动220以及Cloud VR客户端230。

在同一个局域网下，Cloud VR系统200可以与Steam VR系统320集成，其中，Cloud VR驱动220可以集成在Steam VR系统320内部。Cloud VR服务端210可以通过Steam VR系统320，以获取3D应用系统310的渲染图像数据并编码为设定格式的视频流数据。设定格式的视频流数据可以包括H .264和/或H .265格式的视频等。

Cloud VR服务端210用于连接管理。Cloud VR服务端210可以启动Steam VR系统320，并通过集成在Steam VR系统320内部的Cloud VR驱动220获取Cloud VR客户端230的状态。Cloud VR服务端210可以通过发送指令到Cloud VR驱动220，控制Cloud VR驱动220连接至Cloud VR客户端230。作为示例，Cloud VR服务端210可以控制渲染的分辨率、视频流数据的编码格式、日志的输出位置。Cloud VR驱动220可以集成在Steam VR系统320的内部，Cloud VR驱动220可以为Cloud VR服务端210与Cloud VR客户端230的中枢。当Steam VR系统320接收3D应用系统310发送的图像数据时，Cloud VR驱动220可以对图像数据进行编码。编码的视频流数据可以通过网络发送至Cloud VR客户端230。

Cloud VR客户端230可以安装在头显设备330中。Cloud VR客户端230可以通过网络接收Cloud VR驱动220发送的视频流数据。进一步地，Cloud VR客户端230可以利用解码工具对编码为设定格式的视频流数据进行解码。Cloud VR客户端230可以利用OpenGL将视频流数据绘制到屏幕。

在步骤401中，可以将配置文件写入系统的公共内存，通过操作401可以实现Cloud VR系统200的Cloud VR服务端210。当启动Cloud VR 无连接串流系统300时，启动Cloud VR 服务端210，Cloud VR 服务端210可以将配置文件写入Cloud VR 无连接串流系统300的公共内存中。

在步骤402中，可以通过Steam VR启动Cloud VR驱动，读取配置文件并进行初始化。操作402可以通过Cloud VR系统200的Cloud VR驱动220实现。在Cloud VR 无连接串流系统300中，可以一键启动Steam VR系统，Steam VR系统可以启动Cloud VR驱动220。Cloud VR驱动220可以读取操作401的配置文件，以获取配置信息。在403，通过头显设备启动Cloud VR客户端，向局域网发送头显信息的广播。操作403可以通过Cloud VR系统200的Cloud VR客户端230实现。Cloud VR客户端230通过头显设备130启动，此时，Cloud VR客户端230可以向局域网发送头显信息的广播。在步骤404中，可通过Cloud VR驱动接收广播并保存头显信息。操作404可以通过Cloud VR系统200的Cloud VR驱动220实现。

在步骤405中，通过Cloud VR服务端查询并显示头显信息，并向Cloud VR 驱动发送连接指令。操作405可以通过Cloud VR系统200的Cloud VR服务端210实现。Cloud VR服务端210可以查询头显信息，进一步地，Cloud VR服务端210可以将查询的头显信息显示在界面中。用户可以通过界面选择一个头显信息进行连接。此时，Cloud VR服务端210可以向Cloud VR驱动220发送一条连接指令，并指定连接的头显信息。头显信息可以包括地址信息。在步骤406中，通过Cloud VR驱动连接到Cloud VR客户端，并返回结果到Cloud VR服务端。操作406可以通过Cloud VR系统200的Cloud VR驱动220实现。Cloud VR驱动220可以连接到Cloud VR客户端230，并返回结果至Cloud VR服务端210。至此，CloudVR 无连接串流系统300已完成支持连接。

三、总结

    Cloud VR无连接串流系统旨在改进虚拟现实（VR）体验，该系统通过无线连接和云端渲染替代传统的有线头显连接，从而消除了线缆限制，提升了用户的VR体验。这一创新有望在VR技术领域带来显著进展。

参考文献

[1]刘宏嘉,赵伟,谷俊江等.Cloud VR业务感知评估与优化[J].江苏通信,2022,38(01):100-104.

[2]王雅迪. 基于沉浸式体验的VR界面设计[D].东南大学,2021.