携手英特尔与北京移动,当红齐天打造 5G VR 电竞新体验

当红齐天借助第三代英特尔® 至强® 可扩展平台与北京移动 5G 专网,构建 5G VR 边缘计算解决方案,赋能 5G VR 电竞游戏

  • 当红齐天借助第三代英特尔至强可扩展平台与北京移动 5G 专网提供的计算和网络优势,构建 5G VR 边缘计算解决方案,打造 VR 电竞新体验

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作者

虚拟现实(Virtual Reality,VR)电子竞技(以下简称 “VR电竞”) 将酷炫流畅的游戏画面与动感十足的游戏动作融于一体,已成为越来越受欢迎的新生代娱乐方式。为了向电竞选手和观众提供画面更逼真、操作更流畅、行动更敏捷、以及场地更不受限制的 VR 游戏方案,北京当红齐天国际文化科技发展集团有限公司(以下简称 “当红齐天”)凭借多年的资源积累,以及其在 VR 大空间领域的顶尖技术,与英特尔和中国移动北京公司(以下简称 “北京移动”) 等合作伙伴一起,构建全新 5G VR 边缘计算解决方案,打造新一代的 5G VR 电竞体验。

目前,新方案已在 2021 年度 VR 电子竞技国际大赛(VRES)中得以应用,借助全新第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器具备的高性能计算处理能力,以及由北京移动 5G 专网和移动边缘计算(Mobile Edge Compute,MEC)节点打造的计算和网络优势,让电竞玩家摆脱了沉重的 VR 背包束缚,轻便地在宽阔的赛场中开展 “较量”;而由 5G MEC 边缘计算架构带来的高效能画面渲染、编解码和传输能力,也使选手得以充分沉浸在虚拟世界中,获得前所未有的 5G VR 游戏新体验。

VR 电竞等新场景的蓬勃发展,为 5G MEC 与智能应用的结合带来更多机遇。通过基于第三代英特尔®️ 至强®️ 可扩展平台的产品与技术以及北京移动 5G 网络共同构建的 5G VR 边缘计算解决方案,结合我们自研的、以交互式云 VR 技术和 VR 大空间领域技术为核心的 VR 电竞系统,共同打造了国际顶尖的 VR 电竞赛事,有力地推动了电竞产业向着更加多元、更具体育竞技精神的方向发展。”

当红齐天

VR 电竞的进一步发展亟需更高效的 5G 边缘计算解决方案

作为一种借助计算机视觉、网络传输与物联网技术构建的全新人机交互方式,VR 技术利用数字化技术产生一个三维空间,并借助视觉、听觉、触觉等感官模拟设备,让使用者在三维空间中具有身临其境的沉浸感,并和周围的虚拟环境形成多样化的交互。

经过多年发展,VR 技术已在工业设计、航空模拟、教育培训、康复训练等领域获得了广泛应用。这其中,VR 游戏以其绚丽的视觉效果、新颖的交互方式以及沉浸式的体验,受到更多玩家的青睐。而元宇宙(Metaverse)概念的火热,让 VR 技术再一次成为人们关注的焦点。市场数据显示1,2020 年全球 VR 游戏营收已达 5.89 亿,主流游戏平台中的 VR 游戏数量已达到数千款之多 。

如火如荼的市场表现,也让 VR 游戏成为各类电竞赛事的新晋 “热门”。以当红齐天牵头组织的 VRES 大赛为例,其依托英特尔大师挑战赛(IMC)平台,自 2018 年起已连续举办 4 期。2020 年举办的 VRES 大赛共聚集全球 2000 多支战队,覆盖 10 余万电竞用户,总决赛的直播曝光量超过了 6 千万之多,掀起了 VR 电竞的新一轮高潮。

如图一2 所示,与传统电竞相比,在 VR 电竞赛事中,选手并非坐在屏幕前 “拼手速”,而是头戴 VR 头显、手持模拟设备,在赛场中随着不同游戏的节奏或摇摆炫舞、或腾挪起伏、或往来驰骋。技术、运动、竞技水平和虚拟世界的充分融合,让选手和观众都能在动感十足的赛事过程中,体验虚拟世界的无穷魅力。

图一 VR 电竞带来全新游戏体验

随着 VR 电竞获得越来越多玩家的关注,选手和观众也在画面品质、操控流畅度、游戏特效、随身装备以及赛场范围等多维度上有着更高需求,进而对整体承载系统的计算处理能力、网络覆盖与传输能力、视觉 AI 能力以及装备都提出更苛刻的要求:
 

  • 画面品质:为展现更细腻、更逼真的游戏画面,VR 游戏的画面分辨率正普遍升级为 2K、4K 乃至 8K,需要前后端具备更强的视频编解码和渲染能力;
  • 操控流畅度:VR 游戏通常动效十足且需与玩家实施体感互动,细微的网络与处理时延都会带来明显的体验差异,因此需要将整体时延控制在毫秒级;
  • 游戏 AI:智能化的游戏场景能给玩家带来真实而炫酷的游戏体验,从而使 VR 游戏具有更强的吸引力,但这需要系统对人工智能(Artificial Intelligence, AI)能力有更好的加速;
  • 随身装备:为确保在 VR 电竞赛事中具备精确的定位能力,良好的网络连接以及视频编解码处理能力,参赛者往往需要背负沉重的 VR 背包,亟需开展便携化设计,来优化游戏体验;
  • 赛场范围:更大的赛场范围使参赛者的行动更为自由,也能形成更多战术组合,使游戏的趣味性和可观赏性大幅增加,但对网络的覆盖能力和稳定性提出了更严苛的考验。

5G 网络高带宽、低延时潜能的逐渐释放,大幅增强了 VR 电竞所需的网络时延性能、稳定性和覆盖能力;同时,MEC 技术的日益成熟,也让英特尔先进产品与技术的强大计算处理能力,与 AI 加速和 MEC 平台管理能力一起为 VR 电竞场景提供多方位的增强。因此,构建高品质的 5G VR 边缘计算解决方案,就成为应对 VR 电竞各维度需求的良好选择。

为此,一直致力于 VR 技术及赛事运营系统建设的当红齐天,与英特尔和北京移动携手,借助 “5G + MEC” 带来的网络与边缘计算优势,以全新第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器作为算力基础,并引入 OpenVINO™ 工具套件、OpenNESS 等软件,共同打造新一代 5G VR 边缘计算解决方案,提升 5G VR 电竞赛事水平。


结合英特尔先进产品与技术与北京移动的 5G 优势,打造全新 5G VR 能力

当红齐天全新 5G VR 边缘计算解决方案采用 “云-边-端” 的设计架构,如图二所示,其由中心云、边缘云以及在 5G VR 电竞场景中使用的终端(头显设备 + 手柄等控制设备)组成。其中,中心云由内容分发数据中心、游戏同步服务器以及会员主服务器等组建,主要用于进行 VR 电竞时,游戏内容的分发、选手信息的管理以及游戏数据的同步等。

图二 基于 5G VR 边缘计算解决方案的 VR 电竞系统架构

边缘云是 5G VR 电竞高效运行的核心,由分布式边缘服务器集群构建。基于当红齐天自研的交互式云 VR 技术,不同的边缘服务器将分别承载游戏画面渲染、视频串流调度、运营商网络服务质量(Quality of Service,QoS)管理、游戏数据的分布式存储和高速缓存等工作负载。

而在终端侧 VR 设备设计上,当红齐天突破传统的激光定位技术,实现了从外向内定位追踪(outside-in)到内向外定位追踪(inside-out)的升级,并融合创新的 “一体机边缘化计算+全感大空间” 技术,使选手可以甩掉沉重的 VR 背包,极大提升了移动性和敏捷性。

基于这一架构,当 VR 电竞赛事开始时,如图三所示,游戏首先会从中心云同步获取选手的会员数据,然后边缘云中的渲染服务器会通过所部署的串流软件服务端,对游戏内容进行渲染,并对渲染后的游戏画面进行编码压缩,再借助北京移动提供的 5G 网络覆盖,将数据透传到选手的头显端。

图三 VR 电竞基本工作流程

通过头显端所部署的串流软件客户端,数据包能被高速接收并解码还原成选手所见的游戏画面。而当选手的位置、姿态、动作发生变化时,客户端也会实时采集头显、手柄等设备的 6DoF 数据(即 6 自由度数据,包括 3 种类型的平移自由度与 3 种类型的旋转自由度),回传给边缘渲染服务器,在完成游戏内容同步后开始新一轮的渲染和编解码过程。如此循环往复,全程支持选手们酣畅淋漓的 VR 电竞。

为保证 5G VR 电竞方案发挥更优质水准,满足选手与观众提出的一系列更高要求,当红齐天在自研的交互式云 VR 技术、VR 大空间领域技术之外,还敏锐地把握方案对计算处理、AI 加速、MEC 应用管理以及 5G 网络的需求,携手英特尔与北京移动,为方案引入一系列优势能力。


■    第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器

新方案中,中心云和边缘云服务器都采用了基于全新第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器为核心的灵活可扩展架构,并基于不同 VR 电竞中的计算密度需求部署为可堆叠的服务器集群,提升整体性能:
 

  • 更多的内核、更优化的架构带来处理性能的大幅提升,使方案能更有效应对激烈游戏中的密集计算需求;
  • 支持 PCIe-Gen4,同时内存带宽也提升为上一代的 1.6 倍3,不仅为 VR 游戏各项计算带来高带宽,也提升了 5G 客户平面功能 (UPF) 的性能,使多路选手数据的实时处理更高效;
  • 增强的 AI 加速能力(英特尔® 深度学习加速技术)加强了游戏的智能辅助能力。


■    OpenVINO™ 工具套件

当红齐天在方案中创新地加入了 AI 辅助裁判,实时监控选手积分和动作,令比赛更为公平公正、更具体育竞技精神,使赛事吸引力大幅提升。为了让方案中的 AI 能力跟上 VR 电竞的快节奏,新方案引入由英特尔开源的 OpenVINO™ 工具套件,其可通过模型优化器(Model Optimizer)和推理引擎(Inference Engine)两个核心组件,来为方案中的 AI 能力提供模型优化和推理加速。
 

■    OpenNESS

为帮助当红齐天在方案中实现更灵活的 5G MEC 平台 VR 应用管理,英特尔为之提供了开源的 OpenNESS 软件平台。作为一种良好的云网和边缘 “黏合剂”,OpenNESS 能在方案的 “云-边-端” 架构中打造统一的应用开发、托管环境,提升 VR 游戏以及其它能力在 5G MEC 平台部署应用时的敏捷性。


■    北京移动 5G 网络

得益于高质量的 5G 网络建设,以及成熟的 MEC 边缘计算节点部署能力,北京移动为新方案提供了良好的网络传输和覆盖能力。高质量 5G 专网具有安全可靠、柔性定制、可观可控的优势,带来强劲推流能力,使当红齐天的 VR 大空间技术优势被发挥到极致,让选手戴上 VR 设备即可进入虚拟世界,自由地闪转腾挪,进行更沉浸式的对战竞技。

5G 技术的不断发展与商用进程的推进,已成为新基建的重要引擎,不断赋能千行百业数字化、智能化转型。通过与全新第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器带来的高性能计算处理能力相结合,5G 边缘计算解决方案和 5G 专网两大能力正为 VR 电竞乃至更多领域创造无限可能。”

北京移动

VR 电竞选手与观众获得更流畅、轻便和沉浸式的游戏体验

■    全新的 5G VR 电竞体验,助力当红齐天领跑市场

在已经火热开展的 2021 年 VRES 大赛中,当红齐天与赛事合作伙伴已通过创新 5G VR 边缘计算解决方案,对赛事进行了全面升级。在新方案的支持下,选手佩戴轻便的 VR 眼镜,携带酷炫的模拟设备,即可轻装上阵,与全球各地的选手实时对战。同时,VR 电竞观众的观赏和体验感也大幅提升,总决赛现场采用 “5G+8K” 的技术向全球进行赛事直/转播的新模式,也定会为观众打造前所未有的精彩体验,成为 VR 应用和游戏创新的新焦点。

5G VR 边缘计算解决方案为电竞带来了全新体验:
 

  • 第三代英特尔® 至强® 可扩展处理器带来的性能优势,充分满足了 VR 游戏所需的高强度计算负载需求,其与 5G MEC 平台相结合带来的边缘计算优势使游戏画面更流畅逼真,游戏操作更实时生动,让选手与观众 “打破” 了真实环境与虚拟世界的边界,充分感受 VR 游戏独有的乐趣;
  • 相较上一代 “背包式” 的比赛形式,由 5G VR 边缘计算解决方案支持的新一代电竞赛事,让玩家只需佩戴 VR 眼镜,即可轻装上阵,体验提升立竿见影;
  • 北京移动高质量的 5G 专网让 VR 游戏的同场作战距离得到了巨大扩展,即便是相距几公里或者几十公里的选手,只要携带 VR 设备就可便捷地通过 5G 网络接入赛事;

■    新方案为不同参与者带来的价值
 

  • 当红齐天:全新的 5G VR 边缘计算解决方案不仅为当红齐天的 VR 电竞产品带来全新升级,依托极致沉浸感的体验使其产品领先业界,还助力当红齐天对其线下电竞乐园实施了优化革新。随着新方案在其线下千家 SoReal Mini VR 电竞体验空间的全面铺开,由 5G 推流技术带来的性能与成本优势,帮助当红齐天实现大幅度的降本增效,提升市场竞争力。
  • 北京移动:基于 5G MEC 方案的 VR 电竞赛事,是 5G 网络进一步加速商用化进程,成为各类行业新应用、新场景基础能力的又一典范。通过对 VR 电竞赛事提供的高质量网络支撑,让更多用户切实感受到 5G 网络在高速率、低延时、大容量上的巨大优势。
  • VR 电竞选手:通过全新的 5G VR 边缘计算解决方案,电竞选手可在 5G VR 电竞赛事中摆脱沉重的 VR 背包,进而不拘场地、更加自由地闪转腾挪,获得更具沉浸感的对战体验。
  • 英特尔:通过携手当红齐天与北京移动,使第三代英特尔® 至强® 可扩展平台在 VR 电竞领域获得了全新实践,为英特尔在 VR 领域的技术发展与革新积累更多实战经验。


未来展望

结合 5G MEC 和第三代英特尔® 至强® 可扩展平台带来的性能增益,VR 领域的诸多技术创新正为 B 端(商用端)和 C 端(消费端)客户带来一系列听觉、视觉和触觉新体验,并通过 VR 电竞这一颠覆性的行业应用,推动电竞领域实现新发展。当红齐天与英特尔和北京移动的携手合作,让 5G VR 电竞方案大放异彩,也为 5G VR 边缘计算解决方案在多行业、多场景更广泛落地应用做出了示范。

面向未来,当红齐天还将与英特尔等合作伙伴一起,探索更多新技术、新产品、新方案和新模式在 VR 领域的运用,在为教育、医疗、交通、工业等场景提供高水准的辅助能力之外,也让人们在真实世界之外,感受另一种虚拟世界带来的奇妙体验。