基于边缘计算的虚拟现实体验增强方法及边缘计算系统与流程

1.本发明属于边缘计算技术领域，尤其涉及一种基于边缘计算的虚拟现实体验增强方法。


背景技术：

2.虚拟现实(virtualreality，vr)指真实或虚拟环境的模拟或复制，通过深度感知和交互来实现用户的沉浸式体验。vr不仅应用于娱乐领域，在社会、通讯、房地产、旅游、教育等行业也有广泛的应用。vr已成为国家战略新兴产业。
3.vr当年之所以火爆一阵后陷入沉寂，主要原因是网络能力跟不上。带宽其实不是最大的问题，4g的理论速度超过100mbps，能够支持vr，最大的问题是时延。vr体验好坏与网络时延可以说是息息相关，一般来说需要低于20毫秒的时延，而4g环境下很难做到这一点。因此，这几年尽管vr成为一种重要的娱乐方式出现在商场等场景，但并没有很好地通过无线的方式普及开来。
4.随着5g技术的发展，虽然网络的时延问题得到了一定解决，但是由于多个vr终端都需要连接同一服务器进行数据交互及计算，尤其是5g场景下，在人与虚拟现实中的事物或者人进行互动时，需要计算的数据量比3g或4g网络的更多，服务器的计算负担较大，虚拟的东西反应不够迅速，也不够贴合实际，用户体验感较差。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明实施例提供一种基于边缘计算的虚拟现实体验增强方法及边缘计算系统，用于解决现有虚拟现实技术，虚拟的东西反应不够迅速，也不够贴合实际的问题。本发明能够增强虚拟现实反应的速度和判断出玩家动作的准确性。
6.本发明实施例提供一种基于边缘计算的虚拟现实体验增强方法，用于设置于虚拟现实客户端的边缘计算系统，所述方法包括：
7.检测当前用户在虚拟现实中互动时的fps值；
8.根据当前用户在虚拟现实中互动时的fps值，控制虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的展示参数。
9.在一可选实施例中，所述根据当前用户在虚拟现实中互动时的fps值，控制虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户展示参数，包括：
10.根据当前用户在虚拟现实中互动时的fps值，确定当前用户在虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间；
11.根据当前用户在虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间，确定当前用户在虚拟现实中的卡顿综合分析值；
12.根据当前用户在虚拟现实中的卡顿综合分析值，控制虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的展示参数。
13.在一可选实施例中，所述检测当前用户在虚拟现实中互动时的fps值，包括：
14.记录当前用户进入虚拟现实中的初始时刻；
15.从所述初始时刻开始，按照预设检测周期检测每个检测周期内当前用户在虚拟现实中互动时的fps值；
16.记录每个检测周期内当前用户在虚拟现实中互动时的fps值；
17.其中，所述根据当前用户在虚拟现实中互动时的fps值，确定当前用户在虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间，包括：
18.根据第一公式确定当前用户在虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间；
19.所述第一公式为：
[0020][0021]
所述第一公式中的参数定义为：
[0022]
f(0)表示初始时刻当前用户在虚拟现实中互动时的fps值，该值预设为0；a1(t)表示当前用户在虚拟现实中的进入卡顿时刻数列；a2(t)表示当前用户在虚拟现实中的退出卡顿时刻数列；n(t)表示当前用户从进入虚拟现实中的初始时刻到当前时刻总共经历的卡顿次数；c(t)表示由当前用户从进入虚拟现实中的初始时刻到当前时刻之间每次卡顿的卡顿持续时间所组成的数列，数列c(t)的第i位表示当前用户从进入虚拟现实中的初始时刻到当前时刻之间第i次卡顿的卡顿持续时间；i＝1，2，...，n(t)；
[0023]
t表示预设检测周期；t表示当前时刻；t0表示人员初始进入虚拟现实中的初始时刻；表示向下取整；a表示整数变量；f(a
×
t)表示以a
×
t时刻为检测周期届满时刻的检测周期内当前用户在虚拟现实中互动时的fps值；f[(a+1)
×
t]表示以(a+1)
×
t时刻为检测周期届满时刻的检测周期内当前用户在虚拟现实中互动时的fps值；f0表示预设的定义为卡顿状态的fps值；size[]表示求取括号内数列中的元素总个数；表示将a的值从0取值到从0取值到代入到括号内得到满足括号内条件的所有a值，并按照a值从小到大的顺序组成满足括号内条件的多个a值的数列。
[0024]
在一可选实施例中，所述虚拟现实场景对当前用户的展示参数包括：虚拟现实场景对当前用户的展示分辨率和色彩饱和度。
[0025]
在一可选实施例中，所述根据当前用户在虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间，确定当前用户在虚拟现实中的卡顿综合分析值，包括：
[0026]
根据第二公式计算当前时刻当前用户在虚拟现实中的卡顿综合分析值；
[0027]
其中，所述第二公式为：
[0028]
g(t)＝1-{1+mean[c(t)]}-n(t)
[0029]
所述第二公式中，g(t)表示当前时刻当前用户在虚拟现实中的卡顿综合分析值；mean[c(t)]表示对数列c(t)求算数平均值；
[0030]
所述根据当前用户在虚拟现实中的卡顿综合分析值，控制虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的展示参数，包括：
[0031]
根据第三公式计算当前时刻虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的展示分辨率和色彩饱和度；
[0032]
其中，所述第三公式为：
[0033][0034]
所述第三公式中，z(t)表示当前时刻虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的展示分辨率；b(t)表示当前时刻虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的色彩饱和度；z(t-t)表示t-t时刻虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的历史展示分辨率；zm表示虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的历史最大可控观看分辨率。
[0035]
本发明实施例还提供一种虚拟现实客户端的边缘计算系统，包括：
[0036]
fps检测模块，用于检测当前用户在虚拟现实中互动时的fps值；
[0037]
控制模块，用于根据当前用户在虚拟现实中互动时的fps值，控制虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的展示参数。
[0038]
在一可选实施例中，所述的虚拟现实客户端的边缘计算系统，所述控制模块，包括：
[0039]
卡顿确定单元，用于根据当前用户在虚拟现实中互动时的fps值，确定当前用户在虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间；
[0040]
综合分析单元，用于根据当前用户在虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间，确定当前用户在虚拟现实中的卡顿综合分析值；
[0041]
虚拟现实展示控制单元，用于根据当前用户在虚拟现实中的卡顿综合分析值，控制虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的展示参数。
[0042]
在一可选实施例中，所述fps检测模块，包括：
[0043]
记录单元，用于记录当前用户进入虚拟现实中的初始时刻，还用于记录每个检测周期内当前用户在虚拟现实中互动时的fps值；
[0044]
检测单元，用于从所述初始时刻开始，在每次预设检测周期届满时刻，检测当前用户在虚拟现实中互动时的fps值；
[0045]
其中，所述卡顿确定单元，具体用于根据第一公式确定当前用户在虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间；
[0046]
所述综合分析单元，具体用于根据第二公式计算当前时刻当前用户在虚拟现实中的卡顿综合分析值；
[0047]
所述虚拟现实展示控制单元，具体用于根据第三公式计算当前时刻虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的展示分辨率和色彩饱和度；
[0048]
其中，所述第一公式为：
[0049][0050]
所述第一公式中，f(0)表示初始时刻当前用户在虚拟现实中互动时的fps值，该值预设为0；a1(t)表示当前用户在虚拟现实中的进入卡顿时刻数列；a2(t)表示当前用户在虚拟现实中的退出卡顿时刻数列；n(t)表示当前用户从进入虚拟现实中的初始时刻到当前时刻总共经历的卡顿次数；c(t)表示由当前用户从进入虚拟现实中的初始时刻到当前时刻之间每次卡顿的卡顿持续时间所组成的数列，数列c(t)的第i位表示当前用户从进入虚拟现实中的初始时刻到当前时刻之间第i次卡顿的卡顿持续时间；i＝1，2，...，n(t)；t表示预设检测周期；t表示当前时刻；t0表示人员初始进入虚拟现实中的初始时刻；表示向下取整；a表示整数变量；f(a
×
t)表示以a
×
t检测时刻为检测周期届满时刻的检测周期内当前用户在虚拟现实中互动时的fps值；f[(a+1)
×
t]表示以(a+1)
×
t时刻为检测周期届满时刻的检测周期内当前用户在虚拟现实中互动时的fps值；f0表示预设的定义为卡顿状态的fps值；size[]表示求取括号内数列中的元素总个数；表示将a的值从0取值到代入到括号内得到满足括号内条件的所有a值，并按照a值从小到大的顺序组成满足括号内条件的多个a值的数列；
[0051]
所述第二公式为：
[0052]
g(t)＝1-{1+mean[c(t)]}-n(t)
[0053]
所述第二公式中，g(t)表示当前时刻当前用户在虚拟现实中的卡顿综合分析值；mean[c(t)]表示对数列c(t)求算数平均值；
[0054]
所述第三公式为：
[0055][0056]
所述第三公式中，z(t)表示当前时刻虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的展示分辨率；b(t)表示当前时刻虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的色彩饱和度；z(t-t)表示t-t时刻虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的历史展示分辨率；zm表示预设的虚拟现实客户端的虚拟现实场景的最大可控观看分辨率。
[0057]
本发明提供的一种基于边缘计算的虚拟现实体验增强方法及一种虚拟现实客户端的边缘计算系统，通过检测用户在虚拟现实中互动时的fps值，然后根据此fps值，控制虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的展示参数。本发明能够增强虚拟现实反应的速度和判断出玩家动作的准确性，提高用户在虚拟现实中的体验感，有效地提升用户的虚拟
现实参与程度。
附图说明
[0058]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0059]
图1为本发明实施例提供的一种基于边缘计算的虚拟现实体验增强方法流程图；
[0060]
图2为本发明实施例提供的一种虚拟现实客户端的边缘计算系统结构示意图。
具体实施方式
[0061]
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
[0062]
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0063]
图1为本发明实施例提供的一种基于边缘计算的虚拟现实体验增强方法流程图。参见图1，该方法用于设置于虚拟现实客户端的边缘计算系统，包括如下步骤s101-s102：
[0064]
s101：检测当前用户在虚拟现实中互动时的fps值。
[0065]
本实施例中，虚拟现实是模拟真实和想象的世界，用高度细节模型，产生平滑连续的运动，并以一定的fps(帧/秒)进行绘制来达到无缝的演示。虚拟现实中互动时的fps值，可以客观反映虚拟现实互动的情况，便于后续根据此值控制对用户的展示参数。
[0066]
s102：根据当前用户在虚拟现实中互动时的fps值，控制虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的展示参数。
[0067]
上述技术方案的有益效果为：本发明实施例提供的一种基于边缘计算的虚拟现实体验增强方法，首先检测用户在虚拟现实中互动时的fps值，然后根据此fps值，控制虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的展示参数。本发明有效地提升用户的参与程度，增强虚拟现实反应的速度和判断出玩家动作的准确性。
[0068]
作为一可选实施例，所述步骤s102，可以包括如下步骤s201-s203：
[0069]
s201：根据当前用户在虚拟现实中互动时的fps值，确定当前用户在虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间。
[0070]
s202：根据当前用户在虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间，确定当前用户在虚拟现实中的卡顿综合分析值。
[0071]
s203：根据当前用户在虚拟现实中的卡顿综合分析值，控制虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的展示参数。其中，所述虚拟现实场景对当前用户的展示参数包括：虚拟现实场景对当前用户的展示分辨率和色彩饱和度。
[0072]
优选地，所述步骤s101，可以包括如下步骤s301-s303：
[0073]
s301：记录当前用户进入虚拟现实中的初始时刻；
[0074]
s302：从所述初始时刻开始，按照预设检测周期检测每个检测周期内当前用户在虚拟现实中互动时的fps值；
[0075]
s303：记录每个检测周期内当前用户在虚拟现实中互动时的fps值。
[0076]
本实施例中，按照预设检测周期，检测每个检测周期内当前用户在虚拟现实中互动时的fps值并进行记录，便于后续根据此记录的fps值计算用户在虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间。
[0077]
进一步优选地，所述步骤s201，包括：根据第一公式确定当前用户在虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间；
[0078]
所述第一公式为：
[0079][0080]
所述第一公式中的参数定义为：
[0081]
f(0)表示初始时刻当前用户在虚拟现实中互动时的fps值，该值预设为0；a1(t)表示当前用户在虚拟现实中的进入卡顿时刻数列；a2(t)表示当前用户在虚拟现实中的退出卡顿时刻数列；n(t)表示当前用户从进入虚拟现实中的初始时刻到当前时刻总共经历的卡顿次数；c(t)表示由当前用户从进入虚拟现实中的初始时刻到当前时刻之间每次卡顿的卡顿持续时间所组成的数列，数列c(t)的第i位表示当前用户从进入虚拟现实中的初始时刻到当前时刻之间第i次卡顿的卡顿持续时间；i＝1，2，...，n(t)；
[0082]
t表示预设检测周期；t表示当前时刻；t0表示人员初始进入虚拟现实中的初始时刻；表示向下取整；a表示整数变量；f(a
×
t)表示以a
×
t时刻为检测周期届满时刻的检测周期内当前用户在虚拟现实中互动时的fps值；f[(a+1)
×
t]表示以(a+1)
×
t时刻为检测周期届满时刻的检测周期内当前用户在虚拟现实中互动时的fps值；f0表示预设的定义为卡顿状态的fps值；size[]表示求取括号内数列中的元素总个数；表示将a的值从0取值到从0取值到代入到括号内得到满足括号内条件的所有a值，并按照a值从小到大的顺序组成满足括号内条件的多个a值的数列。
[0083]
所述步骤s202，包括：根据第二公式计算当前时刻当前用户在虚拟现实中的卡顿综合分析值；
[0084]
其中，所述第二公式为：
[0085]
ci(t)＝1-{1+mean[c(t)]}-n(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0086]
所述第二公式中，g(t)表示当前时刻当前用户在虚拟现实中的卡顿综合分析值；mean[c(t)]表示对数列c(t)求算数平均值。
[0087]
所述步骤s203，可以包括：根据第三公式计算当前时刻虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的展示分辨率和色彩饱和度；
[0088]
其中，所述第三公式为：
[0089][0090]
所述第三公式中，z(t)表示当前时刻虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的展示分辨率；b(t)表示当前时刻虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的色彩饱和度；z(t-t)表示t-t时刻虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的历史展示分辨率；zm表示虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的历史最大可控观看分辨率。
[0091]
上述技术方案的有益效果为：利用第一公式(1)对人与虚拟现实中的事物或者人进行互动时的fps状态进行分析得到人员在虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间，从而知晓每个人员的卡顿状态，便于后续的分析；然后利用第二公式(2)根据人员在所述虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间，得到所述人员在历史所述虚拟现实中的卡顿综合分析值，进而综合分析出每个人员的卡顿程度，便于后续针对不同人员进行相应的智能处理，提高了系统的适配性；最后利用第三公式(3)根据所述人员在历史所述虚拟现实中的卡顿综合分析值控制所述人员在历史所述虚拟现实中的观看分辨率以及色彩饱和度，从而可以实时控制所述人员在历史所述虚拟现实中的观看分辨率以及色彩饱和度，从而降低数据量，减小数据延时，增强虚拟中东西的反应，提升用户的参与程度，增强虚拟现实反应的速度和判断出玩家动作的准确性。
[0092]
从上述实施例的内容可知，在设备(即虚拟现实客户端)中添加边缘计算的系统，在人与虚拟现实中的事物或者人进行互动时，增强虚拟中东西的反应，大大提升用户的参与程度，增强虚拟现实反应的速度和判断出玩家动作的准确性；具体为：对人与虚拟现实中的事物或者人进行互动时的fps状态进行分析得到人员在虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间，并对所述人员在虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间进行综合分析，根据所述分析结果控制当前虚拟现实的分辨率以及色彩饱和度，增强虚拟中东西的反应，提升用户的参与程度。
[0093]
图2为本发明实施例提供的一种虚拟现实客户端的边缘计算系统结构示意图。如图2所示，所述系统包括:
[0094]
fps检测模块1，用于检测当前用户在虚拟现实中互动时的fps值；
[0095]
控制模块2，用于根据当前用户在虚拟现实中互动时的fps值，控制虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的展示参数。
[0096]
作为一可选实施例，所述控制模块2，包括：
[0097]
卡顿确定单元，用于根据当前用户在虚拟现实中互动时的fps值，确定当前用户在虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间；
[0098]
综合分析单元，用于根据当前用户在虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间，确定当前用户在虚拟现实中的卡顿综合分析值；
[0099]
虚拟现实展示控制单元，用于根据当前用户在虚拟现实中的卡顿综合分析值，控制虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的展示参数。
[0100]
作为一可选实施例，所述fps检测模块1，包括：
[0101]
记录单元，用于记录当前用户进入虚拟现实中的初始时刻，还用于记录每个检测
周期内当前用户在虚拟现实中互动时的fps值；
[0102]
检测单元，用于从所述初始时刻开始，在每次预设检测周期届满时刻，检测当前用户在虚拟现实中互动时的fps值；
[0103]
其中，所述卡顿确定单元，具体用于根据上述第一公式确定当前用户在虚拟现实中的卡顿次数以及每次卡顿的卡顿持续时间；
[0104]
所述综合分析单元，具体用于根据上述第二公式计算当前时刻当前用户在虚拟现实中的卡顿综合分析值；
[0105]
所述虚拟现实展示控制单元，具体用于根据上述第三公式计算当前时刻虚拟现实客户端的虚拟现实场景对当前用户的展示分辨率和色彩饱和度。
[0106]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的方法的装置。
[0107]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的方法。
[0108]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的方法的步骤。
[0109]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。