虚拟或真实世界的多维3D引擎计算和基于虚拟化的动态负载平衡制造技术

提供一种使分布式3D引擎能够通过虚拟世界执行动态负载平衡的系统。所述系统包括一个或多个服务器计算机，所述服务器计算机包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储将虚拟或真实世界的至少一个部分表示为存储虚拟对象的多个单元的数据结构。所述存储器进一步存储分布式3D引擎，其包括在分布式部署中实现的资源管理器和多个单独的软件引擎。基于当前负载和相应的计算和排序需求来经由所述分布式部署将资源动态地分配到一个或多个单元。在一些实施方式中，所述需求还考虑虚拟对象的数量和用户化身可见的持久虚拟世界系统的部分内的交互级别中的一个或多个。还提供其方法。的交互级别中的一个或多个。还提供其方法。的交互级别中的一个或多个。还提供其方法。

【技术实现步骤摘要】
虚拟或真实世界的多维3D引擎计算和基于虚拟化的动态负载平衡
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求2019年12月30日提交的美国临时申请第62/955247号的优先权，所述申请通过引用的方式并入本公开。

技术介绍

[0002]被设计成运行虚拟世界的常规系统，尤其是大型多玩家在线游戏(MMOG)，在虚拟世界内支持大量玩家或实体的方式上受到限制。由于这些虚拟世界通常运行在单个物理计算机上，并且依赖于游戏或应用程序的单个实例，因此虚拟世界由有限的系统带宽和托管虚拟世界的服务器的处理器容量来支持。托管游戏或模拟引擎的服务器需要为虚拟世界中的每个对象和玩家提供模拟能力。然而，随着玩家和实体的数目增加，资源需求同样增加，从而降低了虚拟世界内的服务质量(QOS)和用户体验。
[0003]其他方法包括分割和均匀分布地图，以及在多个服务器上运行地图的一部分，每一服务器负责地图的相应部分。虽然有更多的资源可用于提供整个地图，但这种方法仍然存在一些缺点。例如，一个区的拥挤会使这种类型的地理分区在虚拟世界中的使用效率低下，并且由于需要进行服务器切换，从一个区到另一区的迁移会为跨区的用户提供离散视图而不是连续视图。
[0004]另外，在虚拟世界的开发和处理中使用的当前3D引擎具有许多缺点，这些缺点限制了虚拟世界的供应能力。例如，当前典型的3D引擎往往是单片的，可能是集中式的并难以向上缩放，并且可能依赖于平台。这阻碍了在虚拟世界的开发和执行期间充分利用3D引擎的每一特定模块的能力的可能性，进一步增加了前述缺点。

技术实现思路

[0005]提供此
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的概念的选择。此
技术实现思路
并不意图识别所要求保护的主题的关键特征，也不意图用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
[0006]本公开大体上涉及计算机系统和方法，更具体来说涉及实现虚拟或真实世界的多维3D引擎计算和基于虚拟化的动态负载平衡的系统和方法。
[0007]本公开的系统包括一个或多个服务器计算机，所述服务器计算机包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储将虚拟或真实世界的至少一个部分虚拟化为存储形成持久虚拟世界系统的虚拟对象的多个单元的数据结构。在一些实施方式中，至少一些虚拟对象是相应真实世界元素的虚拟副本。所述存储器进一步存储实现在分布式部署中的分布式3D引擎，所述分布式3D引擎包括资源管理器和多个单独的分布式软件引擎。基于当前负载和一个或多个单元的相应计算和排序需求来经由所述分布式部署将资源动态地分配到一个或多个单元。在一些实施方式中，所述需求至少部分基于一个或多个单元内虚拟对象的数量或在一个或多个单元内用户化身可见的持久虚拟世界系统的部分内的交互级别、或者其
组合。在一些实施方式中，资源包括计算能力、存储器、网络资源(例如，带宽)或其组合。
[0008]在其他实施方式中，所述需求进一步基于访问一个或多个单元的用户装置和网络设备(例如，服务器和网络天线)之间的距离、用户正使用的应用类型、或者访问一个或多个单元的用户例如根据其个人用户配置文件或合同细节可能拥有的权利的类型或其组合。
[0009]在一些实施方式中，虚拟对象还包括真实世界中不可用的纯虚拟对象、真人的虚拟化身和应用。
[0010]在一些实施方式中，所述持久虚拟世界系统包括同一虚拟或真实世界的多个模拟，所述模拟从高保真度到低保真度变化，其中低保真度模拟用于需求评估和负载平衡，并且其中高保真度模拟用于提高用户体验。这使得能够根据情况和情形执行不同的模拟。LOD管理还允许根据特定的需求和上下文提供优化的用户体验。因此，可以在不同的LOD模拟相同的虚拟或真实世界，有助于本公开的负载平衡方法，同时向用户提供合适的体验。
[0011]在一些实施方式中，持久虚拟世界系统的虚拟对象包括数据和模型，所述数据和模型是指虚拟对象或相应真实对象的方面的任何图形、数学或逻辑表示。在一些实施方式中，数据和模型为持久虚拟世界系统的实体提供自我计算能力和自主行为。在一些实施方式中，合适的模型包括3D模型、几何模型、动态模型和机器学习模型中的一个或多个。虚拟对象可以被馈送从模拟获得的数据、由用户通过用户装置输入的数据、或者由传感器装置(例如，对于基于真实世界的持久虚拟世界系统)捕捉的数据，诸如由物联网装置捕捉的数据。连续的数据流可以维持持久虚拟世界系统周期性更新。
[0012]在一些实施方式中，持久虚拟世界系统可以包括虚拟世界层，所述虚拟世界层可以被分离为增强现实(AR)层和虚拟现实(VR)层。单独的层可以使得能够以增强现实或虚拟现实中的任一个来访问持久虚拟世界系统，并组合存储在每一层中的元素，并且可以在访问一种或另一种类型的现实时通过经由网络连接到至少一个服务器计算机的客户端装置来启用。每一层可以包括现实和虚拟对象的增强，其可以特定于每一层。
[0013]在一些实施方式中，单独的分布式软件引擎可以是被分解成多个动态且独立的软件模块的分布式3D引擎，当在本地配置时所述软件模块可以相互通信，或者与位于远程的单独的软件模块通信。在一些实施方式中，多个分布式软件引擎可以在网络内并行或依序使用，以创建彼此的协同作用。例如，托管在相同或不同服务器计算机上的多个3D图形引擎可以通过分布式消息交换平台依序地或并行地分配引擎服务，以便补充彼此的引擎服务用于实现一个或多个特定任务。
[0014]在一些实施方式中，所述一个或多个处理器是专用处理单元、通用处理单元或其组合，被配置成在硬件中处理来自相应的单独分布式软件引擎的任务。在实施方式中，与采用一个或多个标准中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)的典型系统相反，所述专用硬件引擎每一个都是专门为处理单独的分布式软件引擎而定制的，所述分布式软件引擎用于处理3D图形、人工智能操作、物理操作、3D结构处理操作、模拟操作、跟踪和定位以及通信等中的至少一个。在一些实施方式中，每一硬件引擎可以被耦合为芯片或系统级电子芯片，所述芯片包括被指定用于处理每一特定类型的操作的一个或多个特定硬件处理核心。一个或多个电子芯片的处理核心可以被视为电子芯片的电子电路的功能单元或模块，所述电子芯片被设计用于物理地执行每一3D引擎所需的算法。例如，一个或多个处理核心中的至少一个可以实现为FPGA或实现专用功能性的任何其他形式的集成电路。因此，电子芯片包括实
现一个或多个处理核心中的至少一些的至少一个集成电路，其中处理核心中的至少一个实现不同的专用硬件引擎。这些电子芯片可以例如安装在一个或多个外部服务器或主要服务器中的任一个或两者上。在一些实施方式中，电子芯片可以另外包括通用处理核心，诸如CPU和/或GPU，或者可以连接到外部CPU和/或GPU，以向它们提供对每一引擎任务的额外支持。除了使每一3D引擎模块能够具有来自一个或多个硬件引擎的一个或多个专用硬件核心之外，在每一源上提供专用硬件引擎并以分布式和独立的方式配置每一3D引擎模块可以向整个系统提供更多资源。
[0015]在一些实施方式中，将虚拟或真实世界表示为单元的数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，其特征在于，包括：一台或多台服务器计算机，所述一台或多台服务器计算机包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储：数据结构，所述数据结构将虚拟或真实世界的至少一个部分虚拟化为存储形成持久虚拟世界系统的虚拟对象的多个单元；以及分布式3D引擎，所述分布式3D引擎在分布式部署中实现，所述分布式3D引擎包括资源管理器和多个单独的分布式软件引擎；其中，基于当前负载和所述多个单元中的一个或多个的相应计算和排序需求，经由所述分布式部署将资源动态地分配给所述一个或多个单元，其中，所述排序需求是基于所述一个或多个单元内的虚拟对象的量或在所述一个或多个单元内用户化身可见的所述持久虚拟世界系统的一部分内的交互级别。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述排序需求进一步基于访问所述一个或多个单元的客户端装置和网络设备之间的距离、由访问所述一个或多个单元的用户使用的应用类型、或者访问所述一个或多个单元的用户的权利类型。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述持久虚拟世界系统包括用于需求评估和负载平衡的低保真度模拟、以及用于提高用户体验的高保真度模拟。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述持久虚拟世界系统的所述虚拟对象中的至少一些包括自我计算能力和自主行为。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，通过所述分布式部署依序地或并行地使用所述单独的分布式软件引擎，以补充彼此的引擎服务，实现一个或多个特定任务。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，将所述虚拟或真实世界表示为单元的所述数据结构是八叉树数据结构，并且其中每一单元被表示为所述八叉树数据结构内的体元，其中所述体元是用于所述真实世界的较大部分的布置中的稀疏体元或者用于所述真实世界的较小部分的布置中的密集体元。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，将所述虚拟或真实世界表示为单元的所述数据结构包括以下各项中的一个或多个：BSP树、稀疏体元八叉树、3D阵列、kD树、点云、线框、边界表示(B
‑
Rep)、构造性立体几何树(CSG树)、二叉树和六边形结构。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，表示来自所述世界的所述至少一个部分的较高资源密集型感兴趣区域的单元被进一步划分为更多数量的单元，其中较小的单元被分配了更大量的资源，其中在结束与所述一个或多个请求相关联的事件之后恢复所述资源，并且其中所述世界的所述至少一个部分被合并回原始数量的单元。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述资源管理器通过分布式消息交换平台来执行所述分配，其中所述分布式消息交换平台利用发布
‑
订阅模型，且其中一个或多个虚拟对象订阅其中发布资源的一个或多个单元。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述分布式消息交换平台与客户端装置和服务器中的一个或多个共享存储在所述存储器中的所述世界的所述至少一个部分的动态更新的状态，并且其中通过多个连接装置中的一个或多个、通过用户输入、通过服务器计算、或其组合而获得的数据来修改所述世界状态，所述多个连接装置包括向所述持久虚拟世界系统提供传感器数据的传感器。
11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个单元中的每一单元包括一个或多个流，每一流包括多个流特定的虚拟对象，所述虚拟对象被编程为被启用或禁用，以供在客户端装置上查看和交互，并且其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰瓦特，
申请(专利权)人：明日基金知识产权有限公司，
类型：发明
国别省市：